osi model presentation

OSI MODELOSI MODEL

Ευάγγελος Χρ. Ζιούλας (Καθηγητής Πληροφορικής)

ΚΕΦΚΕΦ..77

12/11/200912/11/2009 ΕΕ. . ΖιούλαςΖιούλας ((ΚαθηγητήςΚαθηγητής ΠληροφορικήςΠληροφορικής)) 22

ΠΡΟΤΥΠΟΠΡΟΤΥΠΟ OSIOSI

ΚάθεΚάθε σύγχρονοσύγχρονο δίκτυοδίκτυο βασίζειβασίζει τηντην λειτουργίαλειτουργία

τουτου στοστο πρότυποπρότυπο ISO/OSIISO/OSI

ΤοΤο πρότυποπρότυπο OSIOSI αναπτύχθηκεαναπτύχθηκε απόαπό τοντον ISOISO

(International Standards Organization)(International Standards Organization) τοτο 19841984

O ISO O ISO είναιείναι διεθνήςδιεθνής οργανισµόςοργανισµός τυποποίησηςτυποποίησης µεµε

αναγνώρισηαναγνώριση σεσε 130 130 χώρεςχώρες

gfd ΔΑΜΙΓΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ BSc, MBA


OSI Reference ModelOSI Reference Model

ΗΗ βασικήβασική αρχήαρχή τουτου µοντέλουµοντέλου OSIOSI είναιείναι ότιότι::

ΤαΤα data data καθώςκαθώς ταξιδεύουνταξιδεύουν µέσαµέσα σεσε έναένα δίκτυοδίκτυο

απόαπό τηντην µιαµια συσκευήσυσκευή στηνστην άλληάλλη, , περνάνεπερνάνε απόαπό

7 7 διαφορετικέςδιαφορετικές χρονικέςχρονικές φάσειςφάσεις ήή αλλιώςαλλιώς

7 7 επίπεδαεπίπεδα ((layers)layers)

Το µοντέλο ISO/OSI ονοµάζεται και µοντέλοµοντέλο τωντων 7 7

επιπέδωνεπιπέδων

ΔΑΜΙΓΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ BSc, MBA


OSI LayersOSI Layers

Εφαρµογής

Παρουσίασης

Συνόδου

Μεταφοράς

∆ικτύου

∆εδοµένων

Φυσικό

Επίπεδο

Εφαρµογής

Επίπεδο

Μεταφοράς

Εφαρµογής


Συνόδου

Εφαρµογής


Μεταφοράς

Συνόδου

Εφαρµογής


∆ικτύου

Μεταφοράς

Συνόδου

Εφαρµογής


∆εδοµένων

∆ικτύου

Μεταφοράς

Συνόδου

Εφαρµογής


Φυσικό

∆εδοµένων

∆ικτύου

Μεταφοράς

Συνόδου

Εφαρµογής




ΒΑΣΙΚΑΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑΣΤΟΙΧΕΙΑ OSIOSI

• Σε κάθε επίπεδο γίνονται

ξεχωριστές εργασίες πάνω

στα data που τα

προετοιµάζουν για το

επόµενο κατά σειρά επίπεδο

• Κάθε επίπεδο δέχεται τις

υπηρεσίες του κατώτερου

επιπέδου και προσφέρει µε

την σειρά του τις υπηρεσίες

του στο ανώτερο επίπεδο



Data

Physical

Transport

Network

Presentation

Session

Application

Data

Physical

Transport

Network

Presentation

Session

Application

Sender Receiver

bits bits


12/11/200912/11/2009 ΕΕ. . ΖιούλαςΖιούλας ((ΚαθηγητήςΚαθηγητής ΠληροφορικήςΠληροφορικής)) 77Παράδειγµα OSI ModelΔΑΜΙΓΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ BSc, MBA


ΑσχολείταιΑσχολείται µεµε τοντον τρόποτρόπο µετάδοσηςµετάδοσης τωντων bits bits στοστο δίαυλοδίαυλο ππ..χχ..

πόσαπόσα voltvolt παριστάνουνπαριστάνουν τοτο bit 1 bit 1 καικαι πόσαπόσα to bit 0to bit 0

πόσοπόσο διαρκείδιαρκεί ηη µετάδοσηµετάδοση ενόςενός bitbit

Layer 1Layer 1

PhysicalPhysical

ΕλέγχειΕλέγχει τηντην ροήροή δεδοµένωνδεδοµένων τουτου φυσικούφυσικού επιπέδουεπιπέδου

∆ηµιουργεί∆ηµιουργεί πακέταπακέτα δεδοµένωνδεδοµένων πουπου µαζίµαζί µεµε τατα data data περιέχουνπεριέχουν

1 1 bit bit αρχήςαρχής καικαι 1 1 bit bit τέλουςτέλους

Layer 2Layer 2

DataData

ΑσχολείταιΑσχολείται µεµε τηντην δροµολόγησηδροµολόγηση τωντων datadata

ΚάνειΚάνει έλεγχοέλεγχο τηςτης εισόδουεισόδου νέωννέων πακέτωνπακέτων ((αποφυγήαποφυγή συµφόρησηςσυµφόρησης))

Layer 3Layer 3

NetworkNetwork

ΠαίρνειΠαίρνει απόαπό τοτο επίπεδοεπίπεδο συνόδουσυνόδου τατα datadata, , τατα σπάεισπάει σεσε τµήµατατµήµατα καικαι

εξασφαλίζειεξασφαλίζει ότιότι θαθα φτάσουνφτάσουν στονστον προορισµόπροορισµό τουςτους

Layer 4Layer 4

TransportTransport

ΧειρίζεταιΧειρίζεται θέµαταθέµατα ασφαλείαςασφαλείας καικαι αναγνώρισηςαναγνώρισης εισόδουεισόδου στοστο σύστηµασύστηµα

∆ιαθέτει∆ιαθέτει µηχανισµούςµηχανισµούς συγχρονισµούσυγχρονισµού τηςτης µετάδοσηςµετάδοσης

∆ιαθέτει∆ιαθέτει µηχανισµούςµηχανισµούς αποκατάστασηςαποκατάστασης τηςτης σύνδεσηςσύνδεσης αναν διακοπείδιακοπεί

Layer 5Layer 5

SessionSession

∆ιαχειρίζεται∆ιαχειρίζεται θέµαταθέµατα συµπίεσηςσυµπίεσης δεδοµένωνδεδοµένων καικαι κρυπτογράφησηςκρυπτογράφησης

ΕλέγχειΕλέγχει τηντην γνησιότηταγνησιότητα τηςτης λαµβανόµενηςλαµβανόµενης πληροφορίαςπληροφορίαςLayer 6Layer 6

PresentationPresentation

ΠεριέχειΠεριέχει τιςτις εφαρµογέςεφαρµογές πουπου υπηρετούνυπηρετούν τοτο χρήστηχρήστη ππ..χχ..

email (email (smtpsmtp), ftp, web, printing, database), ftp, web, printing, databaseLayer 7Layer 7

ApplicationApplication


ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ((ανάανά επίπεδοεπίπεδο))

Συνήθως τα

κατώτερα επίπεδα

υλοποιούνται στο

υλικό και τα

ανώτερα στο

λογισµικό


12/11/200912/11/2009 ΕΕ. . ΖιούλαςΖιούλας ((ΚαθηγητήςΚαθηγητής ΠληροφορικήςΠληροφορικής)) 1010 ΔΑΜΙΓΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ BSc, MBA


ΕΠΙΠΕ∆ΟΕΠΙΠΕ∆Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗΣΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

ΠαρέχειΠαρέχει στονστον χρήστηχρήστη ένανέναν τρόποτρόπο νανα προσπελάσειπροσπελάσει µέσωµέσωµιαςµιας εφαρµογήςεφαρµογής τιςτις πληροφορίεςπληροφορίες ενόςενός δικτύουδικτύου

ΑυτόΑυτό τοτο επίπεδοεπίπεδο είναιείναι ηη κύριακύρια διασύνδεσηδιασύνδεση τουτου χρήστηχρήστη µεµετηντην εφαρµογήεφαρµογή καικαι, , συνεπώςσυνεπώς, , µεµε τοτο δίκτυοδίκτυο

ΣτοΣτο επίπεδοεπίπεδο αυτόαυτό γίνεταιγίνεται ηη διαχείρισηδιαχείριση τωντωνκατανεµηµένωνκατανεµηµένων εφαρµογώνεφαρµογών, , ηη αποστολήαποστολή τουτουηλεκτρονικούηλεκτρονικού ταχυδροµείουταχυδροµείου κλπκλπ

ΠαραδείγµαταΠαραδείγµατα πρωτοκόλλωνπρωτοκόλλων επιπέδουεπιπέδου εφαρµογώνεφαρµογώναποτελούναποτελούν τατα TelnetTelnet, , FTPFTP, , SMTPSMTP καικαι ΗΤΤΡΗΤΤΡ



ΕΠΙΠΕ∆ΟΕΠΙΠΕ∆Ο ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ

ΜετασχηµατίζειΜετασχηµατίζει τατα δεδοµέναδεδοµένα σεσε τυπικήτυπική µορφήµορφή πουπου τηντηναναµένειαναµένει τοτο επίπεδοεπίπεδο εφαρµογώνεφαρµογών

ΣτοΣτο επίπεδοεπίπεδο αυτόαυτό τατα δεδοµέναδεδοµένα υφίστανταιυφίστανταικρυπτογράφησηκρυπτογράφηση, , συµπίεσησυµπίεση, , κωδικοποίησηκωδικοποίηση MIMEMIME καικαιόποιαόποια άλληάλλη διαµόρφωσηδιαµόρφωση απαιτείαπαιτεί ηη µορφήµορφή δεδοµένωνδεδοµένων ήή οοσχεδιαστήςσχεδιαστής τουτου πρωτοκόλλουπρωτοκόλλου

ΠαραδείγµαταΠαραδείγµατα αποτελούναποτελούν ηη µετατροπήµετατροπή αρχείωναρχείων απόαπόκώδικακώδικα EBCDICEBCDIC σεσε κώδικακώδικα ASCIIASCII καικαι ηη µετατροπήµετατροπή τηςτηςδοµήςδοµής τωντων δεδοµένωνδεδοµένων σεσε µορφήµορφή XMLXML ήή αντίστροφααντίστροφα((ππ..χχ. . απόαπό XML XML σεσε έγγραφοέγγραφο τύπουτύπου DOC).DOC).



ΕΠΙΠΕ∆ΟΕΠΙΠΕ∆Ο ΣΥΝΟ∆ΟΥΣΥΝΟ∆ΟΥ

ΕλέγχειΕλέγχει τιςτις συνόδουςσυνόδους ((δηλαδήδηλαδή τιςτις ανταλλαγέςανταλλαγέςδεδοµένωνδεδοµένων) ) µεταξύµεταξύ δύοδύο υπολογιστώνυπολογιστών, , τουτου ΑΑ καικαι τουτου ΒΒ..

ΞεκινάΞεκινά, , διαχειρίζεταιδιαχειρίζεται καικαι τερµατίζειτερµατίζει τητη σύνδεσησύνδεση µεταξύµεταξύµιαςµιας τοπικήςτοπικής καικαι µιαςµιας αποµακρυσµένηςαποµακρυσµένης εφαρµογήςεφαρµογής. .

ΑντιµετωπίζειΑντιµετωπίζει λειτουργίεςλειτουργίες fullfull duplexduplex ήή halfhalf--duplexduplex ενώενώυποστηρίζειυποστηρίζει διαδικασίεςδιαδικασίες αποθήκευσηςαποθήκευσης κατάστασηςκατάστασης((αγγλαγγλ. . checkpointcheckpoint), ), αναβολήςαναβολής ((αγγλαγγλ. . adjournmentadjournment), ), τερµατισµούτερµατισµού ((αγγλαγγλ. . terminationtermination) ) καικαι επανεκκίνησηςεπανεκκίνησης((αγγλαγγλ. . restartrestart). ).

ΤοΤο επίπεδοεπίπεδο είναιείναι υπεύθυνουπεύθυνο γιαγια τοτο οµαλόοµαλό κλείσιµοκλείσιµο τηςτηςσυνόδουσυνόδου ((πουπου είναιείναι ιδιότηταιδιότητα τουτου TCPTCP) ) καικαι επίσηςεπίσης γιαγια τηντηναποθήκευσηαποθήκευση καικαι ανάκτησηανάκτηση κατάστασηςκατάστασης



ΕΠΙΠΕ∆ΟΕΠΙΠΕ∆Ο ΜΕΤΑΦΟΡΑΣΜΕΤΑΦΟΡΑΣ

∆ιεκπεραιώνει∆ιεκπεραιώνει τητη µεταφοράµεταφορά τωντων δεδοµένωνδεδοµένων απόαπό χρήστηχρήστησεσε χρήστηχρήστη, , απαλλάσσονταςαπαλλάσσοντας έτσιέτσι τατα ανώτεραανώτερα επίπεδαεπίπεδααπόαπό αυτήαυτή τητη φροντίδαφροντίδα

ΕλέγχειΕλέγχει τηντην αξιοπιστίααξιοπιστία ενόςενός χρησιµοποιούµενουχρησιµοποιούµενουκαναλιούκαναλιού µεµε έλεγχοέλεγχο ροήςροής,, κατάτµησηκατάτµηση καικαιαποτµηµατοποίησηαποτµηµατοποίηση, , καθώςκαθώς καικαι έλεγχοέλεγχο σφαλµάτωνσφαλµάτων

ΟρισµέναΟρισµένα πρωτόκολλαπρωτόκολλα καταγράφουνκαταγράφουν καταστάσειςκαταστάσεις καικαισυνδέσειςσυνδέσεις, , οπότεοπότε κρατούνκρατούν λογαριασµόλογαριασµό τωντων πακέτωνπακέτων καικαιεπανεκπέµπουνεπανεκπέµπουν αυτάαυτά πουπου δενδεν παρελήφθησανπαρελήφθησαν σωστάσωστά. .

ΣυνηθέστεροΣυνηθέστερο πρωτόκολλοπρωτόκολλο µεταφοράςµεταφοράς είναιείναι τοτο TCPTCP. . ΆλλαΆλλα πρωτόκολλαπρωτόκολλα µεταφοράςµεταφοράς είναιείναι τατα UDPUDP, , SCTPSCTP κλπκλπ..



ΕΠΙΠΕ∆ΟΕΠΙΠΕ∆Ο ∆ΙΚΤΥΟΥ∆ΙΚΤΥΟΥ

ΠαρέχειΠαρέχει τατα λειτουργικάλειτουργικά καικαι διαδικαστικάδιαδικαστικά µέσαµέσα γιαγια τητηµεταφοράµεταφορά στοιχειοσειρώνστοιχειοσειρών δεδοµένωνδεδοµένων µεταβλητούµεταβλητούµήκουςµήκους απόαπό µιαµια προέλευσηπροέλευση σεσε ένανέναν προορισµόπροορισµό, , µέσαµέσααπόαπό έναένα ήή περισσότεραπερισσότερα ενδιάµεσαενδιάµεσα δίκτυαδίκτυα

ΤοΤο επίπεδοεπίπεδο δικτύουδικτύου εκτελείεκτελεί λειτουργίεςλειτουργίες δροµολόγησηςδροµολόγησης, , καικαι αναφέρειαναφέρει σφάλµατασφάλµατα σχετικάσχετικά µεµε τηντην παράδοσηπαράδοση τωντωνπακέτωνπακέτων. .

ΟιΟι δροµολογητέςδροµολογητές ((routersrouters) ) πουπου λειτουργούνλειτουργούν στοστο επίπεδοεπίπεδοαυτόαυτό διακινώνταςδιακινώντας δεδοµέναδεδοµένα σεσε διασυνδεδεµέναδιασυνδεδεµένα δίκτυαδίκτυαέκανανέκαναν τοτο ∆ιαδίκτυο∆ιαδίκτυο πραγµατικότηταπραγµατικότητα. .

ΤοΤο πλέονπλέον αναγνωρίσιµοαναγνωρίσιµο παράδειγµαπαράδειγµα πρωτοκόλλουπρωτοκόλλουδικτύουδικτύου είναιείναι τοτο ΠρωτόκολλοΠρωτόκολλο IPIP



ΕΠΙΠΕ∆ΟΕΠΙΠΕ∆Ο ∆Ε∆ΟΜΕΝΩΝ∆Ε∆ΟΜΕΝΩΝ

ΠαρέχειΠαρέχει τατα λειτουργικάλειτουργικά καικαι διαδικαστικάδιαδικαστικά µέσαµέσα γιαγια τητη µεταφοράµεταφοράδεδοµένωνδεδοµένων απόαπό µιαµια συσκευήσυσκευή ενόςενός τοπικούτοπικού δικτύουδικτύου σεσε άλληάλλη, , αλλάαλλά καικαι γιαγια τηντην ανίχνευσηανίχνευση καικαι διόρθωσηδιόρθωση σφαλµάτωνσφαλµάτων πουπουσυµβαίνουνσυµβαίνουν στοστο φυσικόφυσικό επίπεδοεπίπεδο

ΤοΤο πιοπιο γνωστόγνωστό πρότυπουπρότυπου αυτούαυτού τουτου επιπέδουεπιπέδου είναιείναι τοτοEthernetEthernet, , γιαγια τοπικάτοπικά δίκτυαδίκτυα. . ΆλλαΆλλα παραδείγµαταπαραδείγµαταπρωτοκόλλωνπρωτοκόλλων ζεύξηςζεύξης δεδοµένωνδεδοµένων είναιείναι τατα::

HDLCHDLC καικαι ADCCPADCCP ((γιαγια συνδέσειςσυνδέσεις pointpoint--toto--pointpoint). ).

802.11802.11 ((γιαγια ασύρµαταασύρµατα τοπικάτοπικά δίκτυαδίκτυα))

ΣτοΣτο επίπεδοεπίπεδο αυτόαυτό λειτουργούνλειτουργούν οιοι δικτυακέςδικτυακές γέφυρεςγέφυρες ((bridgebridge) ) καικαι οιοι δικτυακοίδικτυακοί διακόπτεςδιακόπτες ((switchswitch). ). ΗΗ συνδεσιµότητασυνδεσιµότηταπαρέχεταιπαρέχεται µόνοµόνο γιαγια κόµβουςκόµβους πουπου συνδέονταισυνδέονται στοστο ίδιοίδιο κοινόκοινόµέσοµέσο ((τοπικότοπικό δίκτυοδίκτυο ήή σύνδεσησύνδεση απόαπό--σηµείοσηµείο--σεσε--σηµείοσηµείο).).



ΕΠΙΠΕ∆ΟΕΠΙΠΕ∆Ο ΦΥΣΙΚΟΦΥΣΙΚΟ

ΟρίζειΟρίζει όλεςόλες τιςτις ηλεκτρικέςηλεκτρικές καικαι φυσικέςφυσικές προδιαγραφέςπροδιαγραφές τηςτηςεπικοινωνίαςεπικοινωνίας ((ππ..χχ. . επιτρεπτέςεπιτρεπτές τάσειςτάσεις, , προδιαγραφέςπροδιαγραφές τωντωνκαλωδίωνκαλωδίων κλπκλπ.).)

ΣυσκευέςΣυσκευές φυσικούφυσικού επιπέδουεπιπέδου είναιείναι οιοι διανεµητέςδιανεµητές ((hubhubss), ), οιοι επαναλήπτεςεπαναλήπτες ((repeaterrepeaterss), ), οιοι κάρτεςκάρτες δικτύουδικτύου ((network network cardcardss), ), οιοι προσαρµοστέςπροσαρµοστές διαύλουδιαύλου ((bus bus adaptoradaptors)s). .

ΟιΟι κυριότερεςκυριότερες λειτουργίεςλειτουργίες καικαι υπηρεσίεςυπηρεσίες τουτου φυσικούφυσικούεπιπέδουεπιπέδου είναιείναι:: ΈναρξηΈναρξη καικαι τερµατισµόςτερµατισµός τηςτης ηλεκτρικήςηλεκτρικής σύνδεσηςσύνδεσης µιαςµιας

επικοινωνιακήςεπικοινωνιακής συσκευήςσυσκευής. .

∆ιαδικασίες∆ιαδικασίες όπουόπου οιοι επικοινωνιακέςεπικοινωνιακές συσκευέςσυσκευές εξυπηρετούνεξυπηρετούναποτελεσµατικάαποτελεσµατικά πολλούςπολλούς χρήστεςχρήστες ((πολύπλεξπολύπλεξηη).).

∆ιαµόρφωση∆ιαµόρφωση καικαι αποδιαµόρφωσηαποδιαµόρφωση τωντων ψηφιακώνψηφιακών δεδοµένωνδεδοµένωνκατάκατά τητη µετάδοσηµετάδοση απόαπό συσκευήσυσκευή σεσε συσκευήσυσκευή. .



PACKETSPACKETS

ΚάθεΚάθε µήνυµαµήνυµα πουπου διακινείταιδιακινείται µέσαµέσα απόαπό τοτο δίκτυοδίκτυο διασπάταιδιασπάταισεσε µικράµικρά τµήµατατµήµατα πουπου ονοµάζονταιονοµάζονται πακέταπακέτα

ΚάθεΚάθε πακέτοπακέτο δροµολογείταιδροµολογείται απόαπό διαφορετικόδιαφορετικό µονοπάτιµονοπάτι γιαγιανανα φτάσειφτάσει τοντον παραλήπτηπαραλήπτη τουτου

ΑυτόΑυτό σηµαίνεισηµαίνει κέρδοςκέρδος χρόνουχρόνου καικαι περισσότερηπερισσότερη ασφάλειαασφάλειαστηστη µεταφοράµεταφορά τουτου µηνύµατοςµηνύµατος

ΚάθεΚάθε πακέτοπακέτο αποτελείταιαποτελείται απόαπό 3 3 επιµέρουςεπιµέρους τµήµατατµήµατα::

HEADERHEADER –– DATADATA -- FOOTERFOOTER



ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ

Έστω ότι θέλουµε να στείλουµε ένα email το οποίο έχει µέγεθος 3.5 Μbits

Το δίκτυο µέσα από το οποίο θα το στείλουµε διασπά το µήνυµα σε πακέτα των

1024 bits (1 Kbyte)

Καθένα από τα πακέτα αυτά θα µπορούσε να έχει την παρακάτω µορφή

FooterFooter

32 bits32 bits

DataData

896 bits896 bits

HeaderHeader

96 bits96 bits

Senders IP address

Receiver IP address

Protocol

Packet Number

Main Body of Data Data show End of Packet

Error Connection


osi model presentation

Documents

bits

data

network

ftp

point

mba

tcp

session