この記事では、OSI 7 層モデルの各層の概念と機能概要について完全に説明します。
OSI 7 層モデル
1 OSI 7 層モデル
1.1 OSIモデルの概念
- OSI（Open System Interconnect）、つまりオープンシステム相互接続。このアーキテクチャ標準は、ネットワーク相互接続の 7 層のフレームワーク(物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層)、つまり OSI オープン システム相互接続参照モデルを定義しています。
- OSI は、物理モデルではなく論理モデルです。これは、開発者がネットワーク上で実行されるアプリケーションを開発するために使用できる一連の指針です。また、ネットワーク標準の作成および実装方法をガイドするために使用できるフレームワークも提供します。およびネットワーク相互接続プロファイルの開発方法
1.2 リファレンスモデルの利点
- ネットワーク通信プロセスをより小さく単純なコンポーネントに分割することで、コンポーネントの開発、設計、トラブルシューティングが容易になります。
- ネットワークコンポーネントを標準化することで、複数のベンダーが共同で開発できるようになります。
- モデルの各層が実行する機能が明確に定義されているため、業界の標準化がサポートされます。
- さまざまな種類のネットワーク ハードウェアとソフトウェアが相互に通信できるようにします。
- あるレイヤーへの変更が他のレイヤーに影響を与えないようにすることで、開発作業への影響を回避します。
1.3 ネットワーク機能の観点から考察
- 上位 3 つの層は、端末内のアプリケーションが相互に通信する方法、およびユーザーと通信する方法を指定します。
| アプリケーション層 | ユーザーデータインターフェースを提供する |
| プレゼンテーション層 | データが暗号化およびその他の処理を提供することを示します |
| セッション層 | さまざまなアプリケーションからデータを分離する |
- さらに、上位 3 つの層は、ホスト間のアプリケーション通信も担当します。3 つの層はすべて、ネットワークとネットワーク アドレスについて何も知らないため、それは次の 4 つの層が担当します。
| トランスポート層 | 信頼性の高い送信または信頼性の低い送信を提供する 再送信前にエラー訂正を実行する |
| ネットワーク層 | ルーターがパス選択に使用する論理アドレスを提供します。 |
| データリンク層 | パケットをバイトに分割し、バイトをフレームに組み立てます |
| 物理層 | デバイス間でビットを転送して、レベル、ケーブル速度、ケーブルのピン配置を指定します |
1.3.1 階層化
| 上層 | 関数 |
|---|---|
| アプリケーション層 | ファイル、印刷、メッセージ データベース、およびアプリケーション サービス |
| プレゼンテーション層 | データの暗号化、圧縮、変換サービス |
| セッション層 | 対話制御 |
| 真ん中 | 関数 |
|---|---|
| トランスポート層 | エンドツーエンド接続 |
| ネットワーク層 | ルーティング |
| 下位レベル | 関数 |
|---|---|
| データリンク層 | フレーミング |
| 物理層 | 物理トポロジ |
-
7 つのレイヤーを上層、中層、下層の3 つのグループに分けました。上位層はユーザー インターフェイスおよびアプリケーションとの通信を担当し、中間層はリモート ネットワークとの信頼性の高い通信とリモート ネットワークへのルーティングを担当し、下位層はローカル ネットワークとの通信を担当します。
-
この知識をもとに、各レイヤーの機能を詳しく調べてみましょう。
2 OSIネットワークモデルの概要
2.1 アプリケーション層
- アプリケーション層はユーザーがコンピュータと通信する場所であり、ネットワークにすぐにアクセスする必要がある場合にのみ機能します。アプリケーション層は、対象の通信が利用可能かどうかを判断し、必要な通信に十分なリソースが利用可能かどうかを判断する責任もあります。
- アプリケーションが Web サービス API を使用できるようにするアプリケーション ソフトウェア用のインターフェイスを提供します。
2.1.1 プレゼンテーション層
- プレゼンテーション層はその目的からその名前が付けられ、アプリケーション層にデータを提供し、データ変換とコードのフォーマットを担当します。これは、エンコードおよび翻訳サービスを提供する、OSI モデルのトランスレータと考えてください。
- データのデコードとエンコード、暗号化と復号化、圧縮と解凍
2.2 セッション層
- セッション層は、プレゼンテーション層エンティティ間のセッションを確立、管理、終了し、ユーザー データを分離し、デバイスのダイアログを制御します。
- セッション層は、シンプレックス、半二重、全二重の 3 つのモードを提供します。
2.2.1 単信半二重全二重
- シンプレックス
シンプレックスは一方通行のコミュニケーションで、話し終えても誰も応答しないのと似ています。
- 半二重 半二重は、誰かが応答するが、あなたが話すと応答できないトランシーバーのようなもので、同時に両方向でのデータ送信をサポートしていません。
- 全二重
全二重は日常会話に似ており、2 人が電話で議論しているように、デバイスは同時にデータを送受信できます。
2.3 トランスポート層
- トランスポート層は、データをセグメント化し、データ ストリームに再組み立てします。トランスポート層のサービスは、アプリケーションからさまざまなデータを受信し、それらを 1 つのデータ ストリームに結合します。これらのプロトコルは、インターネット内の送信ホストと宛先ホストの間に論理リンクを確立するためのエンドツーエンドのデータ送信サービスを提供します。
- 信頼性の高いエンドツーエンドのエラーとフロー制御をユーザーに提供して、メッセージの正しい送信を保証すると同時に、下位層のデータ通信の詳細を上位層から保護します。つまり、ユーザーにメッセージを透過的に送信します。
2.4 ネットワーク層
- ネットワーク層は、デバイスのアドレス指定を管理し、ネットワーク上のデバイスの位置を追跡し、データ送信に最適なパスを決定します。
- ルート選択を実行し、ルーティング テーブルを維持します。
- パケットデータを送信元から終端、そして宛先まで転送する責任を負います。
2.4.1 ルーター
- ルーター ルーターはネットワーク層の代表であり、インターネットでルーティング サービスを提供します。
具体的なプロセスは次のとおりです:インターフェイスでパケットを受信した後、ルーターはまずパケットの宛先の IP アドレスを確認します。パケットの宛先が現在のルートにない場合は、パケットの宛先ネットワーク アドレスを検索します。ルーティング テーブル。アウトバウンド インターフェイスを選択した後、ルーターはパケットを送信します。後者はパケットをフレームにカプセル化し、ローカル ネットワークに送信します。ターゲット ネットワークの対応するインターフェイスがルーティング テーブルで見つからない場合、ルーターはパケットを破棄します。パケット。
ネットワーク層で使用されるパケットには、データ パケットとルーティング アップデート パケットの 2 種類があります。
-
ルーターに関しては次の点に注意してください。
-
デフォルトでは、ルーターはブロードキャスト パケットやマルチキャスト パケットを転送しません。
-
ルータは、管理者が作成したアクセス リストを使用して、インターフェイスに出入りできるグループのタイプを制御し、セキュリティを強化できます。
-
ルーターは、ネットワーク層のヘッダーの論理アドレスに基づいて、どのネクストホップ ルーターにパケットを転送するかを決定します。
-
ルーターは、特定のタイプのネットワーク トラフィックに対してサービス品質を提供できます
2.5 データリンク層
- データ リンク層は、データの物理的な送信を提供し、エラー通知、ネットワーク トポロジ、およびフロー制御を処理します。つまり、データ リンク層はハードウェア アドレスを使用して、メッセージ ファイルが LAN 内の正しいデバイスに送信されるようにし、ネットワーク層からもメッセージを送信します。テキストをビットに変換します。物理層伝送用。
- 信頼性の低い物理リンクでは、フレームは信頼性の高いデータ送信サービスに従って、あるホップ ノードから別のホップ ノードに移動されます。
- 代表者：スイッチ
2.6 ネットワーク層
- 物理層には、ビットの送信と受信という 2 つの機能があります。ビット値は 0 と 1 のみです。物理層はさまざまな通信メディアと直接通信します。
- 物理層は、インターフェイスとメディアの物理特性を定義します。
- ビット表現、データ転送速度、および信号モードを定義します。
- 物理構造トポロジ
物理構造トポロジにはバス タイプ リング スター メッシュ ハイブリッド トポロジがあります
3.1 概要 (質問の復習)
この記事では、OSI モデルに関する多くの基礎知識を学び、各層の詳細を完全に紹介しました。ルーターの機能やメリットを理解した上で、全員に基礎知識を定着させるための復習問題を3問書きます。
- 150 台のコンピュータをネットワークに接続する必要があります。これらのコンピュータは同じサブネット上にありますが、各コンピュータには専用のブロードバンドが必要です。そのためには、どのような機器を使用して接続すればよいでしょうか?
A. ハブ B. スイッチ C. ルーター D. ブリッジ - OSI モデルの 7 つの層すべてでのみ動作するデバイスは次のうちどれですか?
A. ネットワーク ホスト B. スイッチ C. ルーター D. ブリッジ - 次の OSI モデル層のうち、端末内のアプリケーションが相互に通信する方法、およびユーザーと通信する方法の指定に関与していないものはどれですか?
A. トランスポート層 B. アプリケーション層 C. プレゼンテーション層 D. セッション層
答案 B A A
…