Tìm hiểu về Mô hình OSI (Kiến thức mạng phần 17)

Brien M. Posey

Trong phần trước của loạt bài về kiến thức mạng cơ bản này, chúng mình đã giới thiệu về một quá trình được sử dụng trong Windows (và các hệ điều hành mạng khác), quá trình này cấp phép các ứng dụng của các hãng được phát triển mà chẳng càng phải lo lắng nhiều về vấn đề tạo driver cho thành phần phần cứng cụ thể. Mặc dù định nghĩa này được dùng rộng rãi trong hầu hết những hệ điều hành Windows, nhưng nó đặc biệt quan trọng lúc nói về vấn đề kết nối mạng. Để biết tại sao điều đó lại quan trọng đến vậy chúng ta hãy xem xét đến những gì mà chúng tôi đã giới thiệu trong phần trước có liên quan đến phần cứng.

Mục đích để một phần mềm có thể truyền thông trên mạng. Một chuyên gia phát triển ứng dụng không thành lập các driver mạng bên trong ứng dụng, mà họ chỉ viết 1 cách đơn thuần phần mềm theo phương pháp của họ để tạo ra thể cấp phép ứng dụng này thực hiện các cuộc gọi đến hệ điều hành Windows. Chính các nhà máy sản xuất adapter mạng của máy tính mới cung cấp các driver có thể liên kết làm việc với Windows, và cũng giống vậy, Windows thực hành những công việc cần thiết còn lại để ra sao ứng dụng có thể truyền thông với adapter mạng.

Rõ ràng đó mới chỉ là những gì chung chung. Công việc cụ thể bên trong đấy phức tạp hơn những gì mà chúng ta vừa nói ở trên. Tuy nhiên cũng phải nói rằng adapter mạng cũng chỉ là một thiết bị được thiết kế để gửi và nhận các gói dữ liệu. Bản thân Card mạng không hề biết về Windows, ứng dụng hoặc thậm chí cả các giao thức đang được sử dụng. Ví dụ mà chúng tôi vừa cung cấp nhằm cho những bạn biết rằng có đến ba lớp khi thực hiện công vấn đề này đó là: ứng dụng, hệ điều hành và phần cứng vật lý.

Trước khi lý giải các lớp đây là gì và chúng thực hành những công việc gì, chúng tôi muốn giới thiệu một số định nghĩa làm vấn đề dễ hiểu hơn. Thực tế, nếu bạn mở trang thuộc tính của Local Area Connection (như trong hình A), thì có thể thấy một kết nối mạng được thiết lập bằng một số thành phần khác nhau, như network client – máy khách của mạng, driver của adapter mạng, và giao thức – protocol. Mỗi một phần tử này lại tương ứng với một hoặc nhiều lớp khác nhau.

Hình A: Trang tính chất của Local Area Connection cho chúng ta một ánh nhìn
về các lớp mạng không trùng lặp được dùng trong Windows.

Mô hình mạng mà Windows và đa số các hệ điều hành mạng khác sử dụng được xem là mô hình OSI. OSI (Open System Interconnection Basic Reference) là loại hình mạng có 7 lớp, được phát triển bởi International Standards Organization (ISO). Mỗi một lớp trong mô hình này được thiết kế để cũng có thể thi hành một trọng trách cụ thể nào đó và làm cho chuyện truyền thông giữa lớp trên và lớp dưới nó thuận tiện hơn. Bạn cũng có thể nhìn thấy những gì mà loại hình OSI thể hiện trong hình B bên dưới.

Hình B: Mô hình OSI

Lớp Physical, Data, Network và Transport được coi là lớp thấp hơn và liên quan chủ yếu đến việc di chuyển dữ liệu. Lớp Session, Presentation và Application chứa dữ liệu cấp ứng dụng. Các mạng hoạt động trên một nguyên lý cơ bản: “pass it on” (tam dịch: chuyển nó đi). Mỗi lớp đảm nhiệm một công việc rất cụ thể và sau đó chuyển dữ liệu cho lớp tiếp theo.

Trong loại hình OSI, control được truyền từ lớp này đến lớp khác, bắt đầu từ lớp 7, Application, trong một trạm và tấn tới lớp cuối cùng, qua kênh để đến trạm kế đến và tái diễn qui trình như ở trạm trước đó. Dưới đây là 7 lớp của loại hình OSI.

Lớp Application

Lớp trên cùng trong loại hình OSI là lớp Application (lớp ứng dụng), lớp 7, hỗ trợ phần mềm và các tiến độ liên quan đến người dùng cuối. Đối tác truyền thông, uy tín dịch vụ, xác thực người dùng, quyền riêng tư và bất kể ràng buộc nào về cú pháp dữ liệu sẽ được nghĩ xét và định vị tại lớp này. Tất cả mọi thứ ở lớp 7 được cụ thể thành ứng dụng. Lớp này cung cấp các dịch vụ phần mềm cho truyền file, email và các công ty ứng dụng mạng khác. Telnet, FTP là các phần mềm nằm tận gốc trong trong cấp Application, còn kiến trúc ứng dụng phân tầng là một phần của lớp này.

Tuy nhiên, bạn cần nắm được rằng, lớp này không ám chỉ đến các phần mềm mà người sử dụng đang chạy, thay vào đây nó chỉ cung cấp nền tảng làm việc (framework) mà ứng dụng đó chạy bên trên.

Để hiểu lớp phần mềm này thi hành những gì, chúng ta hãy giả dụ rằng một người sử dụng nào đó muốn sử dụng Internet Explorer để mở một FTP session và truyền tải một file. Trong trường hợp cụ thể này, lớp phần mềm sẽ khái niệm một giao thức truyền tải. Giao thức này chẳng thể truy cập trực tiếp đến người dùng cuối mà người sử dụng cuối này vẫn bắt buộc phải sử dụng ứng dụng được thiết kế để tương tác với giao thức truyền đạt file. Trong tình huống này, Internet Explorer sẽ khiến ứng dụng đó.

Ví dụ về lớp Application gồm những: trình duyệt WWW, NFS, SNMP, Telnet, HTTP, FTP.

Lớp Presentation

Lớp Presentation thi hành một số công việc phức tạp hơn, tuy vậy mọi thứ mà lớp này thực hiện có thể được túm gọn lại trong một câu. Lớp này lấy dữ liệu đã được cung cấp bởi lớp ứng dụng, biến hóa chúng thành một định dạng chuẩn để lớp khác có thể hiểu được định dạng này. Tương tự như vậy lớp này cũng biến đổi dữ liệu mà nó nhận được từ lớp session (lớp dưới) thành dữ liệu mà lớp Application cũng có thể có thể hiểu được. Lý do lớp này cần phải có đến vậy là vì các phần mềm không trùng lặp có dữ liệu khác nhau. Để việc truyền thông mạng được thi hành đúng cách thì dữ liệu cần được cấu trúc theo một chuẩn nào đó.

Ví dụ về lớp Presentation gồm mã hóa, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, PICT, JPEG.

Lớp Session

Khi dữ liệu đã được biến đổi thành định dạng chuẩn, máy gửi đi sẽ thiết lập một phiên – session với máy nhận. Đây chính là lớp sẽ đồng bộ hoá qui trình liên lạc của hai máy và quản lý việc trao đổi dữ liệu. Lớp phiên này chịu trách nhiệm cho việc thiết lập, quản lý và chấm dứt session với máy từ xa.

Một điểm thú vị về lớp session là nó có liên quan gần với lớp Application hơn với lớp Physical. Có thể một số người cho rằng việc kết nối session mạng như 1 chức năng phần cứng, nhưng trong thực tiễn session lại được thiết lập giữa các ứng dụng. Nếu người dùng đang chạy nhiều phần mềm thì một số ứng dụng này còn có thể đã thiết lập session với những tài nguyên ở xa tại bất kỳ thời điểm nào.

Ví dụ về lớp Session như NFS, NetBios names, RPC, SQL.

Lớp Transport

Lớp Transport hay lớp giao vận nhận trách nhiệm chuyển dữ liệu giữa các hệ thống đầu cuối hoặc máy server (host). Hệ điều hành Windows cấp phép người sử dụng cũng đều có thể chạy nhiều phần mềm 1 cách đồng thời, chính vì thế mà nhiều ứng dụng, và bản thân hệ điều hành càng phải truyền thông trên mạng đồng thời. Lớp Transport lấy dữ liệu từ mỗi ứng dụng và tích hợp mọi thứ dữ liệu đó vào trong một luồng. Lớp này cũng nhận trách nhiệm cho chuyện cung cấp vấn đề kiểm tra lỗi và thực hiện phục hồi dữ liệu khi cần thiết. Bản chất mà nói, lớp Transport nhận trách nhiệm cho chuyện bảo hiểm tất cả dữ liệu được truyền từ máy gửi đến máy nhận.

Ví dụ về lớp Transport là SPX, TCP, UDP.

Lớp Network

Lớp mạng Network là lớp có trách nhiệm quyết định xem dữ liệu sẽ đến máy nhận như thế nào. Lớp này nắm những thành phần như việc định địa chỉ, định tuyến, và các giao thức logic. Do loạt bài này dành cho những người mới bắt đầu thích nghi với các kiến thức về mạng nên sẽ không đi bài bản vào kỹ thuật, tuy nhiên chúng tôi nói qua rằng lớp mạng này tạo các đường logic được biết đến như các mạch ảo giữa máy nguồn và máy đích. Mạch ảo này cung cấp các gói dữ liệu riêng lẻ để chúng có thể đến được đích của chúng. Bên cạnh đó lớp mạng cũng chịu trách nhiệm cho chuyện quản lý lỗi của chính nó, cho việc điều khiển xếp chuỗi và điều khiển tắc nghẽn.

Việc sắp xếp các gói là rất luôn phải có bởi mỗi một giao thức giới hạn kích cỡ tối đa của 1 gói. Số lượng dữ liệu phải được truyền đi thường vượt quá kích thước gói lớn nhất. Chính vì thế mà dữ liệu được chia nhỏ thành nhiều gói nhỏ. Khi điều đó xảy ra, lớp mạng sẽ gán vào mỗi gói nhỏ này một số thứ tự nhận dạng.

Khi dữ liệu này đến được máy tính người nhận thì lớp mạng lại kiểm tra số thứ nhận dạng của các gói và sử dụng chúng để sắp xếp dữ liệu đúng như những gì mà chúng được chia lúc trước từ phía người gửi, cạnh bên kia còn có trọng trách chỉ ra gói nào bị thiếu trong qui trình gửi.

Nếu bạn chưa hiểu kỹ về khái niệm này, hãy hình dung rằng bạn cần gửi mail một tài liệu có dung lượng lớn đến một người bạn của mình, nhưng vẫn không có một phong bì đủ lớn. Để xử lý việc này thì bạn cần chia nhỏ nhiều trang vào các bao thơ nhỏ, sau đó dán nhãn các phòng bì này lại để bạn của bạn có thể biết được thứ tự của các trang trong đó. Điều này cũng tựa như như những gì mà lớp mạng thực hiện.

Ví dụ về lớp Network là Apple Talk DDP, IP, IPX

Lớp Data Link

Tại lớp Data Link, các gói dữ liệu được mã hóa và giải mã thành các bit. Nó cho biết giao thức truyền tải, quản lý và xử lý lỗi trong lớp vật lý Physical, điều khiển luồng và đồng bộ khung.

Lớp liên kết dữ liệu Data Link cũng đều có thể được chia nhỏ thành hai lớp khác; Media Access Control (MAC) và Logical Link Control (LLC). MAC về cơ bản thiết lập sự nhận dạng của môi trường trên mạng thông qua địa chỉ MAC của nó. Địa chỉ MAC là địa điểm được gán cho adapter mạng ở mức phần cứng. Đây là địa chỉ được dùng cuối cùng khi gửi và nhận các gói. Lớp LLC điều khiển sự đồng bộ khung, điều khiển luồng và cung cấp một mức kiểm tra lỗi.

Ví dụ về lớp Data Link như PPP, FDDI, ATM, IEEE 802.5/ 802.2, IEEE 802.3/802.2, HDLC, Frame Relay

Lớp Physical

Lớp vật lý Physical của loại hình OSI truyền đạt luồng bit, xung điện, tín hiệu radio hoặc ánh sáng thong qua mạng ở mức điện hoặc máy móc. Nó ám chỉ đến các chi tiết kỹ thuật của phần cứng. Lớp vật lý khái niệm các đặc tính như định thời và điện áp. Lớp này cũng khái niệm các chi tiết kỹ thuật phần cứng được sử dụng bởi các adapter mạng và bởi cáp mạng (thừa nhận rằng kết nối là kết nối dây). Để dễ dàng hóa, lớp vật lý khái niệm những gì để nó có thể truyền phát và nhận dữ liệu.

Ví dụ về lớp vật lý như Ethernet, FDDI, B8ZS, V.35, V.24, RJ45.

Làm việc 2 chiều

Cho đến lúc này, chúng ta đã thảo luận về loại hình OSI dưới dạng một phần mềm cần truyền tải dữ liệu trên mạng. Mô hình này cũng được dùng khi một máy tính nào đó nhận dữ liệu. Khi dữ liệu được nhận, dữ liệu đó đi ngược trở lên từ lớp vật lý. Các lớp còn sót lại làm việc để tách bỏ những gì đã được gói gọn bên phía gửi và biến hóa dữ liệu về định hình mà lớp ứng dụng có thể sử dụng được.

Kết luận

Trong phần này, chúng mình đã giới thiệu cho các bạn về phong thái Windows sử dụng mô hình OSI như thế nào để thực hành việc kết nối mạng. Bạn cũng nên hiểu rằng mô hình OSI chỉ là một chỉ dẫn với tư cách để vấn đề kết nối mạng được thực hành như thế nào. Còn trong thế giới thực, các ngăn xếp giao thức đôi lúc kết hợp nhiều lớp vào một thành phần nào đó. Về vấn đề đó, chúng tôi sẽ giới thiệu cho những bạn trong phần kế đến của loạt bài này.

kiến thức cơ bản về mạng,mô hình osi,osi là gì,tìm hiểu osi,tìm hiểu mô hình osi,osi có mấy lớp,các lớp của OSI,osi model,mô hình mạng,OSI có mấy tầng

Nội dung Tìm hiểu về Mô hình OSI (Kiến thức mạng phần 17) được tổng hợp sưu tầm biên tập bởi: Tin Học Trường Tín. Mọi ý kiến vui lòng gửi Liên Hệ cho truongtin.top để điều chỉnh. truongtin.top tks.