OSI Katmanlarının Yapısı ve Fonksiyonları (Bölüm 1.4)

Her OSI katmanı, verinin network üzerinde bir kaynaktan bir hedefe yolculuk edebilmesini sağlayan bir dizi fonksiyonlara sahiptir. Yine her katman kendine özel protokollere sahiptir, herhangi bir katmanı “ n ” ile gösterirsek, bu katmana ait protokole N. Katman Protokolü (Layer n Protocol) denir. Her OSI katmanı network üzerindeki tüm diğer cihazlarla (device) veya host’larla türdeş (Peer-to-Peer Communication) iletişim kurarlar. Veri katmanlar arasındaki yolculuğu esnasında her katmanda o katmana ait özelliklerini yansıtan bir isim alır. Bu şekilde isimlendirme sonucu veriye n. Katman Protocol Veri Elemanı adı verilir (N. Layer Protocol Data Unit – PDU).

Veri network üzerindeki iletilmeden önce kaynak üzerinde her katmanda ayrı ayrı o katmana özel bir takım bilgilerle (header ve trailer) sarılarak zarflanır (encapsulation). Hedefte ise aynı veri, her katmanda ayrı ayrı o katmana özel olan sargıları yada zarfları, ilgili her katmanda ayrı ayrı açıldıkça üst katmanlara iletilir (decapsulation). Bir katman ancak kendisine ait zarfı açabilir, bir üstündeki katmana ait zarfı açamaz. Aynı şekilde bir katman zarflama esnasında bir alt yada üst katman adına bu işlemi gerçekleştiremez.

Bir katman üst katman protokollerinden gelen protokol veri elemanlarını kendi üzerinde zarflayarak altındaki katmana iletir. Böylece veri en üst katmandan (uygulama katmanı-application layer) itibaren zarflanarak en alt katman olan fiziksel katmanda bit katarlarına dönüştürülerek ağ ortamı (media) vasıtasıyla ağ üzerinde hedefine doğru ilerler. Hedefte ise her katman kendi protocol veri elemanı (PDU) ile ilgilenmek, onu yorumlamak için zarfı açar ve zarf içinde bulunan, o katmanda verinin nasıl değerlendireceği bilgisinin tanımlandığı başlık (header) ve kuyruğu (trailer) inceler. Daha sonra, zarfın veri bölgesinde bulunan ve bir üst katmana ait olan PDU’yu ilgili üst katman protokolünü içeren üst katmana, incelediği bilgiler ışığında iletir. Böylece gönderen ve alan sistemlerde her katmanın sanal olarak sadece birbirleri ile TÜRDEŞ iletişim kurması sağlanmış olur. Başka bir deyişle her katman uç sistemlerde, kendi Katman Protokol Veri Elemanı ile bağlantı kurarak haberleşir. (Şekil 1). Uygulama, Sunum ve Oturum katmanlarının protokol veri elemanlarına “ veri “, Taşıma katmanı protokol veri elemanına “ segment ”, Ağ katmanı protokol veri elemanına “ paket “, Veri bağı katmanlarının kullandığı veri elemanına “ frame ” ve Fiziksel katmanınkine ise “ bit “ denir.

ISO / OSI katmanlı referans modeline göre her katman bir üstündeki OSI katmanına sahip olduğu servis fonksiyonlarını kullanarak servis verir. Hiçbir katman bir altındaki yada bir üstündeki katmanı kullanmadan direk olarak diğer katmanlar ile veri alış verişinde bulunamaz. Kısa tanımlamalar ile bu katmanları özetlersek,

Katman 7 – Uygulama Katmanı , OSI modeline göre kullanıcıya veya uygulama süreçlerine en yakın olan OSI katmanıdır ve bunlara ağ servisleri verir. Başka bir OSI katmanına servis vermeyen tek OSI katmanıdır. Uç sistemlerde amaclanan ilgili servisin varlığı araştırır, bağlantıyı kurar, iletişimi senkronize eder, veri bütünlüğü ve hata düzeltme için gerekli yordamlar için uç sistemler ile anlaşma sağlar.

Katman 6 – Sunum Katmanı , bir sistemin uygulama katmanının gönderdiği verinin diğer sistemin uygulama katmanı tarafından okunabilir olmasını sağlar. Eğer gerekirse, ortak bir biçim (format) kullanarak çeşitli diğer veri biçimleri arasında dönüştürme sağlar

Katman 5 – Oturum Katmanı , iletişimde bulunan hostların sunum katmanları arasında oturumu açar, yönetir ve sonlandırır. Aynı zamanda iki uç sistemin sunum katmanlarının dialogları arasında senkronizasyonu ve aralarındaki veri iletişimini sağlar. Oturum esnasındaki diologları Diolog Control mekanizması gereği tek bir süreç olarak değil diolog parçalarına bölerek yönetir (Diolog Seperation) .Oturum kontrolünün (session regulation) yanında oturum katmanı, servisin sınıfı (class of service – örneğin TwoWayAlternate, TwoWaySimultaneous), etkin veri aktarımı ve problemlerden kaynaklanan kural dışı durumları raporlamak için gerekli olan herşeyi sağlar.

Katman 4 – Taşıma Katmanı , bağlantısız bir servis olan UDP (User Datagram Protocol ) ve bağlantılı bir servis olan TCP (Transmission Control Protocol) ile üst katman protokollerine iki tür servis verir. Oturum katmanı ve Taşıma katmanı arasındaki sınır, uygulama protokolleri ve veri-akışı protokolleri arasında bir sınır olarak düşünülebilir.

TCP servisinde gönderen sistemin oturum katmanının yönettiği oturum boyunca üst katmanlardan gelen veriyi segment adı altında küçük parçalara sıra numarası vererek böler ve Ağ Katmanına iletir. Alıcı sistemde ise bu sıra numaralarına göre segmentlerden asıl mesajı oluşturmak için önce kaybolan veya hatalı olarak alıcı sisteme ulaşmış veriyi gönderen sistemden yeniden ister, sırası bozuk olan segmentleri sıraya dizer ve son olarak segmentleri birleştirerek segmentlerin başlık kısımlarında belirtilmiş hedef port numarası ile (destination port number) ilişkilendirilmiş uygulama katmanı protokolüne gönderilmek üzere mesajı oturum katmanına iletir. Windowing mekanizması ile veri akışı kontrolü sağlar.

Taşıma katmanı, üst katmanların veri iletişim detaylarına saydam olmalarını sağlayacak şekilde servisler verir. İletişimde bulunan iki bilgisayar arasında iletişimin nasıl güvenilir (reliable) kılınacağı taşıma katmanının görevlerinden biridir. Taşıma katmanı iletişim servisi verirken, yapay devreleri (virtual circuits) portlar vasıtasıyla açar, yönetir ve doğru olarak sonlandırır.

Katman 3 – Ağ Katmanı , coğrafi olarak ayrı bölgelerde bulunan ağlardaki iki bilgisayar sistemi arasındaki bağlantının kurulması ve iletişim için yol seçimi işlevlerini yerine getiren ve karmaşık bir yapı içeren bir katmandır.

Katman 2 – Veri Bağı Katmanı , fiziksel bir link üzerinden verinin güvenilir bir şekilde aktarılmasını sağlayan, çeşitli ağ teknolojilerini içinde barındıran bir katmandır. Verinin güvenli olarak iletilebilmesi için fiziksel adresleme, ağ topolojileri, ağa erişim kontrolü , hata bildirme, framelerin sıralı dağıtımı, teslimi ve akış kontrolü gibi yapılar ile ilgilenir.

Katman 1 – Fiziksel Katman , uç sistemler arasındaki fiziksel linkin aktif hale getirilmesi, bakımı ve kaldırılması için gerekli elektriksel, mekanik, prosedürel ve fonksiyonel belirtimleri (specifications) karakteristikleri ve ayrıntıları tanımlar. Bu karakteristikler örneğin voltaj seviyeleri, voltaj değişimi için zamanlama, fiziksel veri hızı, maksimum iletim uzaklığı, fiziksel konektörler ve diğer benzeri öznitelikler (attributes) fiziksel katman belirtimleri tarafından tanımlanır.

ISO/OSI modelinin yaygın olarak tanınmasına karşın, internetin tarihi ve teknik açıdan açık standartı (Open Standart) TCP/IP referans modelidir (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). TCP/IP referans modeli ve TCP/IP protokol yığını (stack), dünyanın herhangi bir yerindeki iki tane sistem arasında veri iletişimini neredeyse ışık hızında mümkün kılar. TCP/IP modeli ISO/OSI gibi katmanli yapıdadır ve 4 adet katmana sahiptir. Bazı katman isimleri ISO/OSI model ile benzerlik gösterir. Ancak iki ayrı modeldeki isimleri aynı olan katmanların görevlerini birbiri ile karıştırmamak gerekir. Çunki taşıma katmanı dışında, aynı isimli katmanlar tamamen özdeş değildirler.

Katman 4 – Uygulama Katmanı , ISO/OSI modelinin en üst 3 katmanı ve tüm uygulama-ilişkili görevleri TCP/IP modelinde tek bir katmanda birleştirilmiştir. Böylece sunum, kodlama ve dialog kontrolü işlerinin yürütüldüğü tek bir uygulama katmanı yaratılmıştır.

Katman 3 – Taşıma Katmanı , OSI modelde olduğu gibi , servisin kalitesi, güvenilirlik sorunları, akış kontrolü ve hata düzeltme ile ilgilenir. Protokollerinden bir tanesi olan TCP, güvenilir ve hata oranı az bir ağ iletişimi için esnek ve mükemmel çözümler sunar.

Katman 2 – Internet Katmanı , görevi kaynak sistem paketlerinin, internetworkteki herhangi bir ağdan, üzerinden geçtiği ağlar ve yollardan bağımsız olacak şekilde, hedef sisteme ulaşmalarını sağlamaktır. IP bu katmandaki belirgin protokoldür. En iyi yolun belirlenmesi ve paket anahtarlama (packet switching) bu katmanda gerçekleşir.

Katman 1 – Ağ Erişim Katmanı , isim anlamı oldukça dar ve bazen karmaşık olabilir. Aynı zamanda host-to-network layer olarakda adlandırılır. IP paketinin gerçek bir fiziksel link yaratabilmek için ihtiyacı olan birçok konu ile ilgilenen katman bu katmandır. ISO/OSI modelin veri-bağı ve fiziksel katmanlarının tüm görevlerini, LAN ve WAN teknoloji detaylarını içerir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.