OSI mudel (0)

OSI mudel
Aastal 1984 defineeris ISO standardi või reeglite kogumi võrguseadmete tootjatele, mis võimaldaks nende toodetel erinevates keskkondades suhelda.See standard on tuntud nime all OSI (OpenSystemsInterconnect) mudel ja koosneb see seitsmest kihist.Iga kiht teostab kitsalt määratletud funktsiooni või ülesannet, mis on vajalikud võrguühenduse erinevates etappides. Alates kõige alumisest kihist ning liikudes ülespoole on kihid järgmised:füüsiline ( Physical ), andmelüli (Data link), võrk (Network), transport (Transport), seanss (Session), esitus (Presentation) ja rakendus ( Application ).Iga kiht suhtleb omakorda endast allpool või üleval oleva kihiga .Võrguühendus saab alguse rakenduse kihist ja läbib teekonna kuni füüsilise kihini, kust kantakse info edasi vastuvõtvasse arvutisse . Kus toimub kihtide OST kihtide läbimine vastupidises suunas ehk alumiselt kihilt kuni rakenduskihini.

• iga kiht käsitleb iga temast kõrgemal oleva kihi poolt saadud sõnumit andmeplokina, mis tuleb edasi sihtpunkti saata .
  
• Füüsiline side toimub võrreldes loogilisega erinevat rada mööda. Iga protokolli kiht vahetab sõnumeid vastava kaugsüsteemi kihiga selle kihi protokollireegleid järgides .
  
• Rakenduskiht vastutab reaalse päringu algatamise eest. Näiteks võib see olla veebipäring veebilehitsejast HTTP protokolliga või e-kirja saatmine SMTP protokolli kasutades.
  
• Esituskiht võtab vastu andmed rakenduse kihilt ja kontrollib, kas andmed on sobivas formaadis ning vajadusel konverteerib andmed.
  
• Transpordikiht haldab transpordifunktsioone nagu näiteks andmete ülekandmine ühendusega või ühenduseta protokolliga. Saatvas masinas tükeldab transpordikiht andmed pakettideks ja kui mõni pakett läheb teel kaduma siis saadetakse uuesti ainult puuduv pakett.
  
• Võrgukiht haldab pakettide liigutamist seadmete vahel, kasutades nende loogilisi aadresse. Loogilised aadressid on aadressitüübid, mis identifitseerivad unikaalselt iga süsteemi võrgus ja samal ajal tuvastavad ka võrgu, milles konkreetne süsteem asub.Võrgukiht lisab alg- ja sihtarvuti IP aadressi saadetavale paketile.
  
• Andmelülikihi ülesanne on andmepaketi muundamine binaarkoodiimpulssideks, mida saab saata üle edastusmeediumi sihtarvutisse, kus toimub vastupidine protsess. Andmelülikiht koosneb kahest alakihist:
  

Loogilise lüli juhtimiskiht (LLC - Logical link control ), mis teostab veakontrolli ja parandust

Meediapöörduse juhtimiskiht (MAC -Media access control), mis tuvastab lõppseadme füüsilise aadressi ja selle kuidas toimub pääsukontroll edastusmeediumile (CSMA/CD või Token Passing ).

• Andmelülikiht lisab IP aadressidele MAC aadressi alg- ja sihtarvutile.
  
• Füüsiline kiht edastab andmed üle võrgumediumi sihtarvutisse. See arvestab võrgu füüsilist topoloogiat, elektrilisi ja füüsilisi ülekandemeediumi parameetreid ja saadetavate ning vastuvõetavate bittide ajastamist ning kodeerimist.
  

TCP/IP mudel

• TCP/IP mudeli aluseks on 4-kihiline DARPA mudel, mille nimetus tuleneb USA valitsusagentuurist, kelle algatusel loodi TCP/IP. Sellel mudelil on 4-kihti:võrguliidesekiht, internet , transport ja rakendus. Igale TCP/IP mudeli kihile vastab üks või enam OSI mudeli kihti.
  

Internetiprotokollid

• Interneti protokolle on kaks IPv4 ja IPv6 , aadresside erinevad tüübid IPv4 jaoks:
  

üksikedastus (unicast), mis on kõige enam kasutatav aadressi tüüp ja selle abil toimub sideseanss kahe arvuti vahel.

Multiedastus (multicast), mille puhul saadab üks arvuti infot mitmele arvutile samaaegselt ja selle eeliseks on väiksem võrgukoormus.

Leviedastuse ( broadcast ) puhul saadetakse info kõigile arvutitele samas kohtvõrgu segmendis mingi päringu teostamiseks (näiteks ARP või DHCP päringud).

• Pv6 puhul on erinevad aadresside tüübid: üksikedastus, multiedastus ja suvaedastus (anycast). Viimane aadressitüüp võimaldab vahetada infot ühelt arvutilt ühele mitme hulgast ja seda kasutatakse marsruuterite puhul
  
• IPv4 aadressideruum on piiratud, kuna aadress on vaid 32 bitine ja seetõttu on väga populaarne kasutada ühe avaliku IP aadressi jagamist paljudele kohtvõrgu arvutitele.
  
• IPv6 pakub lahenduse IPv4 aadresside nappusele kuna IPv6 aadress on 128 bitine. Kujundlikult on IPv6 aadressiruum nii suur, et sellest jätkub ligi miljon aadressi igale ruutsentimeetrile maakera pinnal. IPv6 aadressi muud eelised on kompaktne päis - see on vaid kaks korda suurem kui IPv4 päis aga samas on aadressid neli korda pikemad .
  

Pakettide marsruutimine

• Pakettide marsruutimine toimub sihtarvuti IP aadressi abil. Marsruutimine toimub saatvas TCP/IP lõppseadmes ja marsruuteris. Mõlemal juhul peab saatva arvuti või marsruuteri internetikiht otsustama kuhu pakett edasi suunata. Selle otsuse tegemiseks saab internetikiht alginfo marsruutimistabelist.
  

Kaks võimalikku edastusvarjanti:

Otseedastus ( Direct delivery ), mille puhul üks IP lõppseade saadab paketi teisele samas kohtvõrgusegmendis olevale lõppseadmele ja saatev seade adresseerib andmepaketi sihtarvuti MAC aadressiga .

Kaudne edastus (Indirect delivery) toimub üle vahendava seadme ehk marsruuteri sellisele sihtarvutile, mis ei ole samas kohtvõrgusegmendis. Sel juhul adresseerib saatev arvuti andmepaketi marsruuteri MAC aadressiga.

• Marsruutimistabelid on olemas igas IP lõppseadmes. Need tabelid salvestavad infot IP sihtvõrkudest ja kuidas paketid nendesse võrkudesse jõuavad ning erinevate marsruutide mõõdikuid. milee alusel saab internetikiht valida kiirema tee sihtaadressini.
  
• IP paketi edastamisel tuvastatakse marsruutimistabelist järgmine info:
  

Sihtseadme IP aadress (Next-hop IP address), mis on otseedastuse korral sihtmasina IP aadress ja kaudse edastuse korral marsruuteri IP aadress.

Sihtseadme liides (Next-hop interface ), füüsiline võrgukaart info edastamiseks.

• Marsruuterid võivad omavahel kommunikeeruda ja dünaamiliselt uuendada ruutimistabeleid kasutades marsruutimisprotokolle (näiteks RIP või OSPF).
  

Transpordiprotokollid

• Transpordiprotokollid jagunevad ühendusele orienteeruvalt, protokollideks ja ühendusteta protokollideks
  
• Ühendusele-orienteeritud protokoll :
  
• Ühendusele-orienteeritud protokoll tähendab, et enne kui kahe osapoole vahel saab hakata infot vahetama tuleb luua sideseanss. Sellist ühendust nimetatakse ka voogedastuseks. Ühendusele-orienteeritud protokollid võimaldavad garanteeritud andmeedastust lisades andmepakettidele järjekorranumbrid. Kaks osapoolt kinnitavad üksteisele andmete kohalejõudmist vastava signaaliga.
  
• side töökindlus
  
• ühenduste haldamine
  
• vigade puudumine
  
• pakettide järjestamine
  

TCP päis sisaldab järgmist infot:

• lähteport - infot edastava TCP port
  
• sihtport - infot vastuvõtva TCP port
  
• järjekorra number - esimese andmebaidi järjekorranumber TCP segmendis
  
• kinnituse number - järgmise baidi järjekorra numbe, mille kinnitust saatja vastuvõtja ootab
  
• admepuhver - saatva arvuti mälupuhver, vastuvõetavate pakettide salvestamiseks
  
• kontrollsumma - biti tasemel veakontrolli summa TCP segmendi veatuvastuseks
  

TCP ühendus initsialiseeritakse kolmeastmelise kätlusega (Handshaking). Selle käigus sünkroniseeritakse järjekorranumbrid ja vahetatakse TCP andmepuhvri maht:

Klient saadab TCP segmendi serverisse koos enda pakettide algjärjekorranumbri ja andmepuhvri suurusega.

Server saadab vastu TCP segmendi, mis sisaldab serveri valitud järjekorranumbrit ja kliendi järjekorranumbri kinnitust ning andmepuhvri suurust.

Klient saadab kinnituse serveri järjekorranumbri kohta.
Ühenduseta protokoll

• Teatud ühenduste puhul on olulisem töökindlusest just andmevahetuse kiirus ja on lubatud teatud pakettide kadu. Sel juhul kantakse info üle datagrammidena ehk väikeste mõõtmetega pakettidena, mis suudavad kiiresti ületada võrgu ja kõigi pakettide kohalejõudmine ja järjekorda seadmine pole oluline või teeb seda infot vastuvõttev rakendus. Sellise andmeside protokolle nimetatakse ühenduseta protokollideks.
  
• UDP saadab andmed teele ja ei kontrolli nende kohalejõudmist. UDP on kasutusel mitmete rakenduste ja teenuste poolt, mis ei vaja saadetud andmete kinnitust ja saadavad tavaliselt ühekordselt väikese hulga infot.
  
• UDP päis sisaldab lähtepordi, sihtpordi ja kontrollsumma. Rakendus peab määrama lähte- ja sihtpordi UDP protokolli kasutamiseks.