Inhoud

Het OSI model

Het OSI model is een theoretisch model voor netwerkcommunicatie, waarbij elke laag een bepaalde functie van het netwerk voorstelt. Het OSI model bestaat uit 7 lagen. Van onder naar boven zijn dat de fysieke laag, de datalinklaag, de netwerklaag, de transportlaag, de sessielaag, de presentatielaag en de applicatielaag. Het gelaagde OSI model wordt wereldwijd gebruikt als referentiemodel voor netwerkcommunicatie.

Misschien kan een analogie meer duidelijkheid verschaffen over het concept 'gelaagde communicatie'. Stel dat een broodfabriek een lading brood gaat afleveren aan een bakker. Om deze landing op de plaats van bestemming te krijgen worden er op verschillende niveau's beslissingen gemaakt en gecommuniceerd.

  • De lading moet voorbereid worden: De afmetingen en inoud van het brood moeten bepaald worden en het brood moet gebakken worden.
  • De afnemer van het brood moet voorbereid worden op de komst van het brood, anders wordt het niet in ontvangst genomen.
  • Er moet bepaald worden hoe het brood verzonden gaat worden. Per vrachtauto? En in hoeveel vrachtauto's?
  • Er moet een weg bepaald worden die de vrachtwagen af zal leggen om de afnemer snel te bereiken.
  • Eventueel moet de afnemer een 'brood ontvangen' bericht sturen zodra de lading binnen is.

Dit zijn logistieke beslissingen die op een netwerk ook genomen worden om data af te leveren. Het OSI model helpt om de verschillende stappen de genomen moeten worden bij het afleveren van data inzichtelijk te maken. Elke laag van het OSI model maakt gebruik van de diensten van de onderliggende laag en verzorgt diensten voor de bovengelegen laag.

Waarom het OSI model?

Toen aan het eind van de jaren 70 en het begin van de jaren 80 het gebruik van netwerken nog in de kinderschoenen stond verliep de ontwikkeling erg chaotisch. Bedrijven die de voordelen van het gebruik van netwerken inzagen zetten netwerken op, maar zij merkten al vrij snel dat de uitbreiding van deze netwerken problematisch was. Dat kwam omdat verschillende netwerken waren gebouwd met verschillende standaarden. Sommige bedrijven ontwikkelden zelf een standaard voor netwerkcommunicatie die later vaak moeilijk te verenigen bleek met de standaarden van andere netwerken. De behoefte aan een algemene standaard was daarmee geboren.

In 1984 bracht the International Orginasation for Standardization (ISO) het OSI model uit als een handvest voor het ontwikkelen van netwerkapparatuur en software. Het OSI model is tegenwoordig het meest gebruikte model voor datatransport op een netwerk.

De lagen van het OSI model

<imgHet OSI model bestaat uit 7 lagen die elk hun eigen functie vervullen in bij het transporteren van data-eenheden op een netwerk. Een laag gebruikt de diensten van een ondergelegen laag.

  1. Defysieke laagbeschrijft de elektrische en mechanisme karakteristieken van het netwerk. Kabeltypes, stekkers, de spanning op de kabels, de manier waarop kabels gevlochten moeten worden zijn onderdeel van de fysieke laag. Datatransport over een kabel gaat met elektrische signalen. Voltagereeksen corresponderen met nullen en enen uit het binaire stelsel. (Laag voltage = 0, hoog voltage = 1). Op de fysieke laag wordt data beschouw in bits, ofwel binair.
  2. Dedatalinklaagverzorgt de functionaliteit die nodig is om data betrouwbaar te kunnen versturen tussen netwerkapparaten in een netwerk. De datalinklaag gebruikt MAC of 'hardware' adressen om data naar de juiste plek te sturen.Op een netwerk heeft elk apparaat een uniek eigen MAC adres dat ingebakken zit in het apparaat (in geval van een PC zit het MAC adres ingebakken in de netwerkkaart). De bekendste techniek die werkt op de datalinklaag is Ethernet. Ethernet is een technologie die van MAC adressen gebruikt maakt om data te transporteren in een netwerk. Switches en netwerkkaarten zijn apparaten die in laag 2 van het OSI model werken. De data op laag 2 is verdeeld is 'frames'. Frames zijn data-eenheden die voorzien zijn van een header waarin de MAC adressen van de verzender en de ontvanger opgenomen zijn.
  3. Denetwerklaagverzorgt de functionaliteit die nodig is om data te verzenden tussen netwerken. De netwerklaag is verantwoordelijk voor routing, 'flow control' en voor foutafhandeling. Routers werken op laag 3 van het OSI model. Het belangrijkste protocol van de netwerklaag is het Internet Protocol (IP). Routers gebruiken IP adressen om het dataverkeer tussen verschillende netwerken te regelen. Onder andere computers, routers en printers in een IP netwerk hebben naast een MAC ook een IP adres. De data op laag 3 is verdeel in pakketjes. Pakketjes zijn data-eenheden waar onder andere het IP adres van de verzender en de (uiteindelijke) ontvanger zijn opgenomen.
  4. Detransportlaagverzorgt datatransmissie tussen twee eindgebruikers met behulp van foutcontrole, hertransmissie en 'stroomcontrole' (timing). De transportlaag zorgt ervoor dat hoger gelegen lagen (software uit de applicatielaag bijvoorbeeld) geen rekening hoeven houden met de correctheid en de juiste timing van de datatransmissie. Het belangrijkste protocol in de transportlaag is het Transfer Control Protocol. TCP zorgt voor een verbinding tussen twee stations op een netwerk en voor correcte datatransmissie tussen de stations. De data-eenheden op laag 4 heten segmenten. In een segment zijn onder andere het poortnummer via welke gecommuniceerd wordt van de verzender en de ontvanger opgenomen.
  5. Waar laag 1 tot en met 4 zich vooral bezig houden met het verpakken (en uitpakken) van data en addressering is de sessielaagde eerste laag die zich direct met de software bezig houdt die van het netwerk gebruik maakt. De sessielaag maakt, onderhoudt en verbreekt sessies tussen twee programma's. Veel gebruikte protocollen die op de sessielaag werken zijn NetBIOS.
  6. Depresentatielaagfungeert als een vertaallaag waarop één taal geproken wordt tussen twee programma's. en netwerk kan alle soorten besturingssystemen herbergen, zoals Windows, Linux en Apple. Deze besturingssytemen maken soms gebruik van een andere representatie van data. De presentatielaag op de verzendende computer vertaalt data uit de applicatielaag (7) naar de gemeenschappelijke taal voordat het naar lager gelegen lagen stroomt en verzonden wordt. De presentatielaag op de ontvangende computer vertaalt data uit de sessielaag (5) naar de taal die door het programma op de applicatielaag (7) begrepen wordt. Naast vertalen zorgt de presentatielaag voor compressie en encryptie van data. De presentatielaag wordt niet altijd gebruikt, omdat vertalen, encryptie of compressie niet altijd nodig zijn.
  7. De applicatielaag is de laag die gebruikt wordt door netwerkprogramma's. Dit kunnen internet browsers zijn, FTP clients, of e-mailprogramma's. Zulke programma's maken gebruik van protocollen die op de applicatielaag draaien zoals HTTP (gebruikt door de webbrowser), SMTP (gebruikt door e-mailprogramma's) en FTP (gebruikt door FTP clients).