OSI modeli

Sayfanın 22 Aralık 2016 tarihinde onaylanmış olan kontrol edilmiş bir sürümü, bu revizyonu temel almıştır.

Open Systems Interconnection (OSI) modeli ISO (International Organization for Standardization) tarafından geliştirimiştir. Bu modelle, ağ farkındalığına sahip cihazlarda çalışan uygulamaların birbirleriyle nasıl iletişim kuracakları tanımlanır.^[1]

İlk OSI standartları 1970’lerin sonlarında ve 1980’lerin başlarında ISO’nun TC 97 (Technical Committee 97), Enformasyon İşlemesi tarafından ortaya çıkartılmıştır.^[2] ISO, son OSI standartını 1984’te çıkartmıştır.^[3] Bu model kısa sürede kabul görerek yaygınlaşmış ve ağ işlemleri için bir kılavuz olmuştur.

OSI modeli öncesinde, işletmelerce kullanılan ticari ağların çoğunluğu belirli bir işletme tarafından belirli standartlara oturtulmamış teknolojiyle oluşturulmaktaydı.^[4] Örneğin IBM'in SNA ile DEC'in DECnet'i gibi. Bu ağların özellikleri, çoğunlukla yalnızca o üreticinin donanımının kullanılmasına izin verecek (ya da en azından başka ürünlerin bağlanmasını zorlaştıracak) biçimde tanımlanmıştı. Onlardan ayrı olarak OSI, çeşitli üreticilerin ürünlerinin bağlanabileceği bir ağ için, bir sektör etkinliği olarak ortaya çıkmıştır.

OSI Modeli herhangi bir donanım ya da bilgisayar ağı tipine göre değişiklik göstermemektedir. OSI'nin amacı ağ mimarilerinin ve protokollerinin bir ağ ürünü bileşeni gibi kullanılmasını sağlamaktır.

ISO standartlarının ağ üzerindeki iletişimi sağlarken karmaşık bir yol izlediği bir gerçektir. ISO standartı yedi katmana (alt göreve) ayrılmıştır. OSI modeli olarak bilinen bu yedi katman sağ tarafta gösterilmiştir.

Daha fazla kaynak erişimi için aşağıdan yukarıya doğru İngilizce karşılıkları: Physical Layer, Data Link Layer, Network Layer, Transport Layer, Session Layer, Presentation Layer, Application Layer

OSI modeli sayesinde bir cihazın ağ içinde veya ağ dışında nasıl görevlendirildiği kolaylıkla anlatılabilir. Gerek ağ içinde gerek ağ dışında veri iletimi için verinin mutlaka her katmandan geçmesi gerekir. Geçtiği her katmanda da veriye belli görevler yüklenir.

OSI katmanlarında veri iletimi için uygulama katmanından donanım katmanına(fiziksel katman) doğru giderken veriye her bir katmanda ayrı bir başlık eklenir. Veri karşıdaki bilgisayara ulaştığında donanım katmanından(fiziksel katman) uygulama katmanına doğru bu başlıklara göre gider. En son uygulama katmanına ulaştığında veri karşı bilgisayara ulaşmış olur.

OSI Katmanlarının Açıklaması

X.200 önerisi 1 numaraları katman en alt katman olacak şekilde 1'den 7'ye numalandırılmış yedi adet katmandan oluşur.

OSI Modeli
Katman		Veri birimi	İşlevi^[5]	Örnekler
Sunucu katmanları	7. Uygulama	Veri	Kaynak paylaşımı, uzaktan dosya erişimi, dizin hizmetleri veya sanal uçbirimler gibi üst seviye APIler	NFS, SMB, AFP, FTAM, NCP
	6. Sunum		Ağ hizmeti ve uygulama arasında veri çevirisi, örneğin karakter kodlaması, veri sıkıştırma ve şifreleme/şifre çözme	CSS, GIF, HTML, XML, JSON, S/MIME,
	5. Oturum		İletişim oturumlarının, yani iki düğüm arasında ileri ve geri aktarımlar şeklinde sürekli olarak gerçekleşen veri takası.	RPC, SCP, PAP, TLS, FTP, HTTP, HTTPS, SMTP, SSH, Telnet
	4. Taşıma	Bölüt	Veri bölümlerinin, bölütleme, alındılama ve çoğullama gibi işlemlerle ağ üzerinde noktalara güvenli bir şekilde iletilmesi.	NBF, TCP, UDP
Ortam katmanları	3. Ağ	Paket/Datagram	Çok düğümlü bir ağın, adreslendirme, yönlendirme (routing) ve trafik denetimi gibi süreçler kullanılarak yapılandırılması ve yönetilmesi.	AppleTalk, ICMP, IPsec, IPv4, IPv6
	2. Veri bağlantısı	Bit/Çerçeve (Frame)	Fiziksel bir katman aracılığıyla birbirine bağlı iki düğüm arasında veri çerçevelerinin güvenli bir şekilde iletilmesi	IEEE 802.2, L2TP, LLDP, MAC, PPP, ATM, MPLS
	1. Fiziksel	Bit	İşlenmemiş bit akışlarının fiizksel bir ortam üzerinden gönderilmesi ve teslim alınması	DOCSIS, DSL, Ethernet physical layer, ISDN, RS-232

1. Katman: Fiziksel Katman

Fiziksel katmanın başlıca özellikleri şunlardır:

Veri bağlantısının elektriksel ve fiziksel özelliklerini ve bir cihaz ile cihazın fiziksel aktarım aracı( örneğin: bakır, fiber optik kablo, radyo frekansı) arasındaki ilişkiyi tanımlar.
Aktarım modlarını(örneğin: simplex, half duplex, full duplex) tanımlar.
Çok yaygın olan bazı ağ topolojilerini(bus, mesh veya ring) tanımlar.
Bitlerin çözümlenmesi bu katmanda yapılır.
Çözülen bitlerin, dijital ya da analog sinyal halinde gönderileceğinin kararının verildiği katmandır.
Çoğunlukla ham veriyle ilgilenir.

2. Katman: Veri Bağlantısı Katmanı

Veri bağlantısı katmanı uç düğümler arası veri transferi sağlar. Fiziksel katmanda meydana gelebilecek hataları tespit eder ve bu hataları mümkün olduğunca düzeltir. Veri bağlantısı katmanı, fiziksel olarak bağlı iki cihaz arasında bağlantı kurmayı ve bu bağlantıyı sonlandırmayı sağlayan protokolü tanımlar. Ayrıca bu cihazlar arasındaki veri akış kontrolü için de protokol tanımlar.

IEEE 802, veri bağlantısı katmanını iki alt katmana ayırır:

Media Access Control (MAC) katmanı - Ağdaki cihazların ağ ortamına(Örneğin: Kablo ) erişiminden ve veri iletim izninden sorumludur.
Logical Link Control (LLC) katmanı - Ağ katmanı protokollerinin tanımlanması daha sonra çözülmesi ve hata kontrollerinin sağlanmasından sorumludur.

3. Katman: Ağ Katmanı

Ağ katmanı, değişken uzunluklu veri dizilerinin(datagram) bir ağ düğümünden aynı ağa bağlı başka bir ağ düğümüne aktarımını sağlar. Mantıksal ağ adresini fiziksel makine adresine çevirir. Ağ, birden fazla düğümün bağlanabildiği bir ortamdır. Her düğümün bir adresinin olduğu, bağlı olan düğümlerin başka düğümlere veri iletimine izin veren ve sadece verinin içeriği ile hedef düğümün adresinin var olması koşuluyla başka düğümlere yönlendirilir. Eğer ağ katmanında çalışan bir düğümden, veri bağlantısı katmanında çalışan bir başka düğüme iletilen verinin boyutu fazla büyükse, ağ veriyi birkaç parçaya ayırır, parçaları ayrı ayrı gönderir ve gönderdiği düğümde bu parçaları tekrardan birleştirir. Aynı zamanda böyle bir işlem yapmayıp hata raporu da gönderebilir.

Ağ katmanında veri iletiminin güvenli bir şekilde gerçekleştirileceğinin garantisi verilmez. Ağ katman protokolü güvenli veri iletimi sağlayabilir ama böyle bir zorunluluğu yoktur.

4. Katman: Taşıma Katmanı

Taşıma katmanı değişken uzunluklu veri dizilerinin(datagram) kaynaktan cihazdan hedef cihaza bir veya daha fazla ağ üzerinden servis kalitesini de koruyarak göndermeyi sağlar. Taşıma katmanı protokolüne örnek olarak, Internet Protocol(IP) üzerine inşa edilmiş olan Transmission Control Protocol(TCP) verilebilir.

Taşıma katmanı protokolü verilen bağlantı üzerinden gerçekleştirilen akış kontrolünü, paketlerin parçalara bölünüp birleştirilmesini ve hata kontrolünün güvenliğinden sorumludur. Taşıma katmanındaki bazı protokoller(Örneğin: TCP) bağlantıya dayalıdır. Protokolün bağlantı temelli olması sayesinde taşıma katmanı, parçalara bölünerek gönderilmiş olan paketlerden karşı tarafa ulaşamamış olanların yeniden gönderilmesini sağlar. Taşıma katmanı ayrıca karşı tarafa iletilen veriden sonra eğer bir hata oluşmamışsa başarı mesajı verir ve sonraki veriyi gönderir. Taşıma katmanı, uygulama katmanından aldığı veriyi paket haline getirir. Paketleme, büyük verileri küçük verilere bölme işlemidir.

5. Katman: Oturum Katmanı

Oturum katmanı, cihazlar arasındaki bağlantıları kontrol eder. Yereldeki ve uzaktaki bağlantıları kurabilir, yönetebilir ve sonlandırabilir. Oturum katmanı mesajlaşma kurallarından(full-duplex, half-duplex, simplex), uygulamalar arasındaki mesajlaşma kontrolünden, farklı birimlere gidecek verilerin gruplanmasından, mesajlaşmaya kalınan noktadan devam edilmesinden ya da yeniden alınmasından sorumludur. Oturum katmanı çoğunlukla uzak yordam çağrısını kullanan uygulama ortamlarında kullanılır.

6. Katman: Sunum Katmanı

Sunum katmanı, uygulama katmanındaki varlıkların arasındaki ortamı kurar. Bu katman eğer sunum servisi varlıklar arasında büyük bir veri eşleme sağlıyorsa uygulama katmanındaki varlıklar farklı sözdizimi(syntax) ve semantik kullansa bile bu ortamı sağlayabilir. Eşleme mevcutsa sunum servisi verileri sarmalayarak oturum protokolü verilerine dönüştürülür ve protokol yığınına iletir.

Bu katman uygulama ve ağ formatları arasındaki dönüşüm sayesinde verinin temsil edilme biçiminden(örn: şifreleme) bağımsızdır. Sunum katmanı, verileri uygulamaların kabul edeceği hale dönüştürür. Bu katman veriyi biçimlendirip şifreleyerek ağda gönderilmesini sağlar. Bu yüzden bu katmana sözdizim(syntax) katmanı da denildiği olur.

7. Katman: Uygulama Katmanı

Uygulama katmanı son kullanıcıya en yakın olan OSI katmanıdır. Yani hem OSI uygulama katmanı hem de kullanıcı doğrudan yazılımla,uygulamayla etkileşimde bulunur. Bu katman iletişim bileşenini yürüten uygulamayla etkileşime girer. Bazı uygulamalar OSI modelin kapsamı dışına çıkabilir. Uygulama katmanı sayesinde iletişim kuran kişiler tanımlanır, kaynak kullanılabilirliğine karar verilir ve senkronize iletişim gerçekleştirilir. İletişim kuran kişiler tanımlanırken kişilerin bir uygulama üzerinden veri göndermek için gereken kimliğine ve kullanılabilirliğin yeterli olup olmadığına karar verir. Kaynak kullanılabilirliğine karar verirken, uygulama katmanı ağın yeterli olup olmadığına ya da istenilen bağlantının var olup olmadığına karar vermelidir. İletişim senkronize edilirken uygulamalar arasındaki tüm iletişim, uygulama katmanı tarafından sağlanan iş birliğine ihtiyaç duyar. Bu katman uygulama ve son kullanıcı işlemlerini destekler. İletişimde bulunan kişiler ve servis kalitesi tanımlıdır, kullanıcı yetkilendirme ve gizlilik dikkate alınır ve de verinin sözdizimi ile ilgili kısıtlamalar da yine tanımlıdır. Bu katmandaki her şey uygulamaya özgüdür.

TCP/IP ile OSI arasındaki Farklar

- TCP/IP haberleşme görevini karmaşık bir iş olarak niteleyerek daha basit alt görevlere böler.Her bir alt görev diğer alt görevler için belirli servisler sunar ve diğer alt görevin servislerini kullanır. OSI modeli de aynı kavramı kullanır ,ancak OSI modelinde her bir katmandaki protokollerin özellikleri ve birbiri ile ilişkileri kesin bir dille tanımlanmıştır. Bu özellik OSI modeli ile çalışmayı daha verimli kılar.
- OSI modelinde katmanların görevlerinin kesin bir şekilde belirlenmiş olması yeni bir protokol geliştirmeyi kimi zaman güçleştirebilir.

TCP/IP ise böyle bir kısıtlama getirmediğinden,gerektiğinde yeni bir protokol mevcut katmanlar arasına rahatlıkla yerleştirilebilir.

- OSI modelinde gerekmeyen bir katmanın kullanılmaması gibi esnek bir yapıya izin verilmemektedir. TCP/IP ise katı kurallarla tanımlı olmadığından gereksinim duyulmayan katmanların kullanılmamasına izin verir. Örneğin uygulama katmanında olmasına rağmen doğrudan IP üzerinden kullanılabilen protokoller mevcuttur.

TCP/IP protokollere örnek olarak, dosya alma/gönderme protokolü (FTP, File Transfer Protocol), Elektronik posta iletişim protokolü (SMTP Simple Mail Transfer Protocol), TELNET protokolü (Internet üzerindeki başka bir bilgisayarda etkileşimli çalışma için geliştirilen *login* protokolü) verilebilir. Adını sıkça duyduğumuz WWW ortamında birbirine link objelerin iletilmesini sağlayan protokol ise Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) olarak adlandırılmaktadır. TCP/IP protokolü aynı zamanda, diğer iletişim ağlarında da kullanılabilir. Özellikle pek çok farklı tipte bilgisayarı veya iş istasyonlarını birbirine bağlayan yerel ağlarda (LAN) kullanımı yaygındır.

X.25

Kaynakça

^ Briscoe, N. (2000). Understanding the OSI 7-layer model. PC Network Advisor, Sayı 120, s. 13. Alındı 8 Kasım, 2012, http://enhanceedu.iiit.ac.in/ttp/images/5/5c/Osi.pdf
^ Chapin, A. L., Piscitello, D. M. (1993). Open systems networking: TCP/IP and OSI. USA: Addison-Wesley Publishing Company.
^ Herbert, T. (1999). Introduction to TCP/IP, part I. Embedded Systems Programming, 12(13), s. 58. Alındı 10 Kasım, 2012 ftp://216.97.234.108/uconline/iad/esptcp1.pdf
^ Dennis, A., Durcikova, A., Fitzgerald, J. (2012) Business data communications & networking. (11th ed.) Crawfordsville, USA: R.R. Donnelley.
^ "The OSI Model's Seven Layers Defined and Functions Explained". Microsoft Support. 12 Mart 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2014-12-28.

^{[kaynak belirtilmeli]}

[a1-1] Briscoe, N. (2000). Understanding the OSI 7-layer model. PC Network Advisor, Sayı 120, s. 13. Alındı 8 Kasım, 2012, http://enhanceedu.iiit.ac.in/ttp/images/5/5c/Osi.pdf

[a3-2] Chapin, A. L., Piscitello, D. M. (1993). Open systems networking: TCP/IP and OSI. USA: Addison-Wesley Publishing Company.

[a4-3] Herbert, T. (1999). Introduction to TCP/IP, part I. Embedded Systems Programming, 12(13), s. 58. Alındı 10 Kasım, 2012 ftp://216.97.234.108/uconline/iad/esptcp1.pdf

[a2-4] Dennis, A., Durcikova, A., Fitzgerald, J. (2012) Business data communications & networking. (11th ed.) Crawfordsville, USA: R.R. Donnelley.

[5] "The OSI Model's Seven Layers Defined and Functions Explained". Microsoft Support. 12 Mart 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2014-12-28.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]