Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vi mạch tích hợp là động lực không nhỏ vào sự phát triển của các hệ thống mạng máy tính. Nhưng có một bất cập là mỗi hệ thống lại sử dụng những chuẩn phần cứng và phần mềm riêng của mình. Những điều đó khiến cho việc kết nối giữa những hệ thống này với nhau gặp rất nhiều khó khăn. Trước tình hình đó tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO đã đề xuất ra một mô hình mà các nhà thiết kế
mạng có thể dựa vào đó để thiết lập các hệ thống có khả năng tương thích với nhau, đó chính là mô hình tham chiếu OSI (Open System Interconnection Reference Model). Chúng ta cần chú ý rằng mô hình OSI chỉ là mô hình tham chiếu chứ không phải là một mạng cụ thể nào. Các nhà thiết kế mạng sẽ nhìn vào mô hình OSI để biết công việc thiết kế của mình đang nằm ở đâu.
Việc nghiên cứu mô hình OSI được bắt đầu vào năm 1971 tại ISO nhằm tới việc kết nối các sản phảm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực viễn thông và hệ thống thông tin. Đến năm 1984, mô hình tham chiếu OSI chính thức được đưa ra giới thiệu.
Mô hình OSI phân chia chức năng của một giao thức ra thành một chuỗi các tầng cấp. Mỗi một tầng cấp có một đặc tính là nó chỉ sử dụng chức năng của tầng dưới nó, đồng thời chỉ cho phép tầng trên sử dụng các chức năng của mình. Một hệ thống cài đặt các giao thức bao gồm một chuỗi các tầng nói trên được gọi là "Chồng giao thức" (protocol stack). Chồng giao thức có thể được cài đặt trên phần cứng, hoặc phần mềm, hoặc là tổ hợp của cả hai. Thông thường thì chỉ có những tầng thấp hơn là được cài đặt trong phần cứng, còn những tầng khác được cài đặt trong phần mềm.
Là một mô hình kiến trúc OSI gồm 7 lớp, mỗi lớp đều có chức năng mạng xác định như: gán địa chỉ, điều khiển luồng, đóng gói và truyền gói tin một cách tin cậy trên mạng.
Các ưu điểm của việc sử dụng mô hình OSI đó là:
- Tách hoạt động thông tin trên mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn.
- Nó chuẩn hoá các thành phần mạng để cho phép phát triển một mạng từ nhà cung cấp sản phẩm.
- Cho phép các loại phần cứng và phần mềm khác nhau và thông tin được với nhau.
- Cho phép người thiết kế môn hoá và phát triển chức năng theo kiểu modul.
- Nó giúp cho việc học tập về mạng được dễ dàng hơn.
Tầng 1: Lớp Vật lý (Physical Layer)
Lớp vật lí trong OSI định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị. Trong đó bao gồm bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả về cáp nối (cable). Các thiết bị tầng vật lí bao gồm Hub, bộ lặp (repeater), thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter) và thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ (Host Bus Adapter) - (HBA dùng trong mạng lưu trữ (Storage Area Network)). Chức năng và dịch vụ căn bản được thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:
- Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một phương tiện truyền thông (transmission medium).
- Tham gia giải quyết tranh chấp tài nguyên (contention) và điều khiển lưu lượng.
- Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data) của các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền thông (communication channel).
Tầng 2: Lớp Liên kết dữ liệu (Data link Layer)
Lớp liên kết dữ liệu trong OSI cung cấp các phưng tiện để truyền thông tin qua lớp vật lý đm bo độ tin cậy thông qua các cơ chế đồng bộ, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu.
Ngoài ra, lớp liên kết dữ liệu còn được chia làm 2 lớp con là:
+ MAC (Media Access Control).
+ LLC (Logical Link Control).
Các chức năng của lớp 2 gồm: tạo khung dữ liệu để truyền trên các đường vật lý, truy nhập các phưng tiện vật lý nhờ các địa chỉ MAC, phát hiện lỗi nhưng không sửa được lỗi.
Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các cầu nối (bridge) và các thiết bị chuyển mạch (switches) hoạt động.
Tầng 3: Lớp mạng (Layer Network)
Lớp mạng được các nhà chuyên gia đánh giá lớp phức tạp nhất trong tất cả các lớp trong mô hình OSI. Lớp mạng cung cấp phương tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng hay liên mạng. Bởi vậy, nó phải đáp ứng nhiều kiểu cấu hình mạng và nhiều dich vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. Các dịch vụ và giao thức cho lớp mạng phải phản ánh được tính phức tạp đó. Hai chức năng chủ yếu của lớp mạng đó là:
+Định tuyến (Routing).
+Chuyển tiếp (Relaying).
Mỗi node trong mạng đều phải thực hiện các chức năng này, do đó, chúng phải ở trên lớp liên kết dữ liệu để cung cấp một dịch vụ “trong suốt” đối với lớp giao vận.
Công nghệ IP là một công nghệ tiêu biểu và ưu việt nhất của lớp mạng cho nên, hiện tại và tương lai các công nghệ ở các lớp khác đều phải tiến tới cải tiến để tối ưu trong sự liên lạc với IP. Ví dụ điển hình của giao thức tầng 3 là giao thức IP, RIP, OSPF, IPX, AppleTalk.
Tầng 4: Lớp giao vận (Transport Layer)
Trong mô hình OSI, 4 lớp thấp quan tâm đến việc truyền dữ liệu qua hệ thống đầu cuối (end systems) qua các phưng tiện truyền thông còn 3 lớp cao tập trung đáp ứng các yêu cầu và các ứng dụng của người sử dụng. Lớp giao vận là lớp cao nhất của 4 lớp thấp, nhiệm vụ của nó la cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể của các phưng tiện truyền thông được sử dụng ở dên dưới trở nên “trong suốt” đối với các lớp cao. Do đó nhiệm vụ của lớp giao vận rất phức tạp. Nó phải được tính đến khả năng thích ứng với một phạm vi rất rộng các đặc trưng mạng. Chẳng hạn, một mạng có thể là “connection-oriented” hay “connectionless”, có thể là đáng tin cậy (reliable) hay không đáng tin cậy (unreliale). Nó phải biết được yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người sử dụng đồng thời, cũng phải biết được khả năng cung cấp dịch vụ của mạng bên dưới.
Ở tầng 4 địa chỉ được đánh là address ports, thông qua address ports để phân biệt được ứng dụng trao đổi. Các giao thức phổ biến là TCP, UDP và SPX.
Tầng 5: Lớp phiên (Session Layer)
Nhiệm vụ của lớp phiên là cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết để quản trị các “phiên” ứng dụng của họ, cụ thể như sau:
Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa giữa các ứng dụng bằng cách thiếp lập và giải phóng (một cách logic) các phiên (hay còn gọi là các hội thoại-dialogues).
Cung cấp các điểm đồng bộ hoá để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu.
Áp đặt các quy tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người sử dụng.
Cung cấp cơ chế nắm quyền trong quá trình trao đổi dữ liệu.
Việc trao đổi dữ liệu có thể được thực hiện theo 1 trong 2 phương thức:
+ Bán song công
+ Song công
Tóm lại, nhiệm vụ của lớp phiên là thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên giao tiếp giữa các thực thể lớp trình bày.
Tầng 6: Lớp trình diễn (Presentation Layer)
Mục đích của lớp trình diễn là đảm bảo cho các hệ thống đầu cuối có thể truyền thông có kết quả ngay cả khi chúng sử dụng các cách biểu diễn dữ liệu khác nhau.
Tầng 7: Lớp ứng dụng (Application Layer)
Lớp ứng dụng là lớp gần gũi với người dùng hơn hết, nó cung cấp các dịch vụ mạng cho các ứng dụng của người dùng.
Là lớp cao nhất trong mô hình OSI, cho nên lớp ứng dụng có một số đặc điểm khác với các lớp dưới nó. Trước hết, nó không cung cấp một dịch vụ cho một lớp trên nào như các lớp bên dưới. Do đó ở lớp không có khái niệm điểm truy nhập lớp dịch vụ. Lớp ứng dụng là ranh giới giữa môi trường nối kết các hệ thống mở và các tiến trình ứng dụng (Application Process). Các tiến trình ứng dụng thuộc các hệ thống mở khác nhau muốn trao đổi thông tin phải thông qua tầng ứng dụng thuộc các hệ thống mở khác nhau. Một số ví dụ về các ứng dụng trong tầng này bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP và Giao thức truyền thư điện tử SMTP, HTTP, X.400 Mail remote.
Chúc các bạn học tập vui vẻ . Thân chào!
0 nhận xét