Açık Sistemler Arabağlantı modeli (OSI Open Systems Interconnection Model), bir bilgisayar ağının iletişim işlevlerini anlamak ve standartlaştırmak için kullanılan kavramsal bir çerçevedir. Ağ iletişim sürecini, her biri belirli işlevlere sahip yedi ayrı katmana böler. OSI modeli gerçek bir uygulama değil, ağ sistemlerinin tasarımına, uygulanmasına ve sorun giderilmesine rehberlik etmek için tasarlanmış teorik bir modeldir.
OSI Modelinin Yedi Katmanı:
Fiziksel Katman (Katman 1)
Fiziksel Katman, OSI modelindeki ilk ve en düşük katmandır. Kablolar, fiber optikler veya kablosuz iletim gibi fiziksel bir ortam üzerinden ham bitlerin iletilmesiyle ilgilenir. Bu katmanın birincil işlevi, daha yüksek katmanlar tarafından üretilen dijital verileri fiziksel ortam üzerinden iletim için elektriksel, optik veya radyo sinyallerine dönüştürmektir. Ayrıca kablolar, konektörler, anahtarlar, ağ arabirim kartları (nıc’ler) dahil olmak üzere iletimde yer alan donanım aygıtlarının özelliklerini ve kablosuz iletimin frekans ve güç gibi fiziksel yönlerini de tanımlar.
Fiziksel Katmanın bazı temel işlevleri şunları içerir:
Verilerin sinyallere kodlanması ve kodunun çözülmesi.
İletim için fiziksel ortamın tanımlanması.
Veri hızı kontrolü ve senkronizasyonu.
Sinyal modülasyonu (analog iletişim için).
Fiziksel katman aygıtlarının yaygın örnekleri arasında hub’lar, tekrarlayıcılar ve Ethernet kabloları (Cat5, Cat6), fiber optikler ve kablosuz radyo frekansları gibi fiziksel ağ kabloları bulunur.
Veri Bağlantı Katmanı (Katman 2)
Veri Bağlantı Katmanı, bir ağdaki doğrudan bağlı iki düğüm (aygıt) arasında güvenilir bir bağlantı oluşturmaktan sorumludur. Verileri çerçeveler halinde düzenler, hata algılamayı işler ve ağ tıkanıklığını önlemek için akış kontrolü sağlar. Veri Bağlantı Katmanı, fiziksel katman üzerinden aktarılan verilerin hatasız olmasını ve alıcı düğüme doğru şekilde iletilmesini sağlar.
Bu katman iki alt katmana ayrılmıştır:
Mantıksal Bağlantı Kontrolü (LLC): Bu alt katman, cihazlar arasındaki iletişim bağlantısını tanımlamaktan ve kurmaktan sorumludur. Ağ iletişimi için uygun hata kontrolü, akış kontrolü ve adresleme sağlar.
Ortam Erişim Kontrolü (MAC): Bu alt katman, cihazların paylaşılan iletim ortamına nasıl eriştiğini kontrol ederek çarpışmaları önler ve verimli veri iletimi sağlar. MAC alt katmanı, verilerin doğru hedefe ulaşmasını sağlamak için verilerin çerçevelenmesinden ve fiziksel adreslemenin (MAC adresleri gibi) eklenmesinden sorumludur.
Veri Bağlantı Katmanında çalışan cihazlar arasında anahtarlar ve köprüler bulunurken, Ethernet ve Wi-Fi bu katmanda kullanılan popüler protokollerdir.
Ağ Katmanı (Katman 3)
Ağ Katmanı, veri paketlerinin birden çok ağ üzerinden mantıksal adreslenmesinden, yönlendirilmesinden ve iletilmesinden sorumludur. Bu katman, ağ topolojisi, tıkanıklık ve yönlendirme protokolleri gibi faktörleri dikkate alarak verilerin kaynaktan hedefe gitmesi için en iyi yolu belirler. Ayrıca, gerektiğinde veri paketlerinin parçalanmasını ve yeniden birleştirilmesini de ele alır.
Bu katmanda kullanılan birincil protokol, bir ağdaki cihazlara mantıksal IP adresleri atayan ve paket yönlendirmeyi kolaylaştıran İnternet Protokolüdür (IP). IP, yönlendiriciler tarafından tutulan ağ topolojisine ve yönlendirme tablolarına dayalı olarak veri paketleri için en iyi rotayı belirlemekten sorumludur.
Yönlendiriciler, kaynak ve hedef cihazların IP adreslerine göre farklı ağlar arasında veri ileterek Ağ Katmanında çalışır. Bu katmanda çalışan diğer protokoller arasında hata bildirimi için ICMP (İnternet Kontrol Mesajı Protokolü) ve ARP (Adres Çözümleme Protokolü) gibi adres çözümleme protokolleri bulunur.
Taşıma Katmanı (Katman 4)
Aktarım Katmanı, bir ağdaki cihazlar arasında güvenilir uçtan uca iletişim sağlar. Verilerin daha küçük parçalara bölünmesinden, veri akışının yönetilmesinden ve verilerin doğru ve doğru sırada teslim edilmesini sağlamaktan sorumludur. Aktarım Katmanı, veri kaybını önlemek ve güvenilirliği sağlamak için hata algılama, kurtarma ve akış kontrolü sağlar.
Taşıma Katmanında iki ana protokol vardır:
İletim Kontrol Protokolü (TCP): Güvenilir veri iletimi sağlayan bağlantı odaklı bir protokoldür. TCP, gönderen ve alıcı arasında bir bağlantı kurar, verileri bölümlere ayırır, veri akışını yönetir ve kayıp veya bozuk veri paketlerinin yeniden iletilmesini sağlar.
Kullanıcı Datagram Protokolü (UDP): tcp’den daha hızlı ancak daha az güvenilir olan bağlantısız bir protokoldür. UDP bağlantı kurmaz ve teslimat garantisi yoktur, bu da onu video akışı ve çevrimiçi oyun gibi güvenilirliğe göre hıza öncelik verilen uygulamalar için uygun hale getirir.
Taşıma Katmanı hata düzeltme, sıralama ve akış kontrolünden sorumludur. Bu katmanda çalışan aygıtlar, TCP veya UDP gibi protokolleri çalıştıran bilgisayarlar ve sunucular gibi son kullanıcı aygıtlarını içerir.
Oturum Katmanı (Katman 5)
Oturum Katmanı, farklı aygıtlardaki uygulamalar arasındaki oturumları veya bağlantıları yönetir. İletişim oturumlarının kurulması, sürdürülmesi ve sonlandırılmasından, verilerin cihazlar arasında uygun şekilde senkronize edilmesini sağlamaktan sorumludur. Oturum Katmanı, tam çift yönlü (iki yönlü) veya yarım çift yönlü (tek yönlü) iletişim sağlayarak ve oturum türünü (ör. Etkileşimli veya etkileşimli olmayan) belirleyerek uygulamalar arasındaki diyaloğu kontrol eder.
Oturum Katmanı tarafından sağlanan işlevler şunları içerir:
Oturumun kurulması, sürdürülmesi ve sonlandırılması.
İletişim kutusu kontrolü (tam çift yönlü veya yarım çift yönlü iletişim).
Verilerin senkronizasyonu (kontrol noktası ve kurtarma).
NetBIOS (Ağ Temel Giriş / Çıkış Sistemi) ve RPC (Uzaktan Yordam Çağrısı) gibi protokoller Oturum Katmanında çalışır.
Sunum Katmanı (Katman 6)
Sunum Katmanı, uygulama katmanı ile OSI modelinin alt katmanları arasındaki verilerin çevrilmesinden, şifrelenmesinden ve sıkıştırılmasından sorumludur. Veri formatları, karakter kodlaması veya şifreleme şemalarındaki farklılıklardan bağımsız olarak, Uygulama Katmanından gönderilen verilerin alıcı uygulama tarafından doğru bir şekilde anlaşılmasını sağlar.
Sunum Katmanının bazı önemli işlevleri şunları içerir:
Farklı biçimler arasında veri çevirisi (örneğin, ebcdıc’den ascıı’ye dönüştürme).
Güvenli iletişim için veri şifreleme ve şifre çözme.
İletim süresini azaltmak için veri sıkıştırma.
Sunum Katmanıyla ilişkili yaygın protokoller ve biçimler arasında şifreleme için JPEG, GIF, MPEG ve SSL / TLS bulunur.
Uygulama Katmanı (Katman 7)
Uygulama Katmanı, OSI modelinin en üst katmanıdır ve son kullanıcıya en yakındır. Uygulamaların ağ ile etkileşime girmesi için ağ hizmetleri ve arayüzler sağlar. Bu katman, kullanıcıların ağ hizmetlerine erişmesine izin verir ve ağ üzerinden uygulamalar arasında iletişimi sağlar.
Uygulama Katmanının temel işlevleri şunları içerir:
Kullanıcı arayüzleri ve hizmetleri sağlamak.
Dosya aktarımı, e-posta ve web’de gezinme gibi ağ hizmetleriyle etkileşim kurma.
Uygulamadan uygulamaya iletişimi kolaylaştırmak.
Uygulama Katmanında çalışan yaygın protokoller arasında HTTP (Köprü Metni Aktarım Protokolü), FTP (Dosya Aktarım Protokolü), SMTP (Basit Posta Aktarım Protokolü), DNS (Etki Alanı Adı Sistemi) ve POP3 (Postane Protokolü 3) bulunur.
OSI modeli, ağ iletişiminin karmaşıklıklarını anlamak ve yönetmek için standart bir yol sağlar. Her katman, ağ tasarımındaki endişelerin modülerliğine ve net bir şekilde ayrılmasına olanak tanıyan belirli görevleri yerine getirir. OSI modeli gerçek dünya ağlarında doğrudan uygulanmasa da, ağ mühendislerinin, geliştiricilerin ve teknisyenlerin ağ sistemlerini sorun giderme, tasarlama ve sürdürmelerinde paha biçilmez bir araç olarak hizmet eder. OSI modelinin yedi katmanını anlamak, ağ iletişiminin temel düzeyde nasıl işlediğine dair daha derin bir bilgi edinmek isteyen herkes için bir temel sağlar.
