Giới thiệu
Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) do tổ chức ISO đưa ra vào năm 1977 thực hiện chia các tác vụ truyền số liệu giữa hai host thành 7 lớp công việc được đánh số thứ tự từ 1 đến 7 . Các của mô hình OSI được thể hiện trong hình 1.1
Chức năng của từng lớp trong mô hình OSI có thể được tóm lược như sau:
- Lớp Vật Lý (Physical) : Định nghĩa các thủ tục cơ , điện, quang như các loại cáp được sử dụng, các đầu nối, các kỹ thuật điều chế tín hiệu trên đường truyền không dây … Nhiệm vụ của lớp vật lý là đảm bảo truyền các bit nhị phân qua một môi trường vật lý cụ thể.
- Lớp Liên Kết Dữ Liệu (Data Link) : Định nghĩa cách thức đóng gói dữ liệu cho phù hợp với các loại đường truyền . Lớp data link quy định cách thứ mà dữ liệu đến từ các lớp trên truy nhập vào đường truyền vật lý và lớp này cũng thực hiện các tác vụ tương tác với các giao thức ở lớp cao hơn . Lớp Data Link sử dụng một loại địa chỉ gọi là địa chỉ vật lý (Physical Address).
- Lớp Mạng (Network) : Tác vụ chính của các thực thể lớp network là định tuyến , tìm đường đi tối ưu nhất từ điểm này đến điểm kia của mạng . Một thiết bị chính của lớp network là router. Lớp network sử dụng địa chỉ phục vụ cho tác vụ định tuyến gọi là địa chỉ logic (Logical Address).
- Lớp Truyền Tải hay còn gọi là Lớp Giao Vận (Transport) : Nếu như các lớp dưới 1,2,3 phải chịu trách nhiệm để dữ liệu có thể đi đến đích của nó trên mạng thì lớp thứ 4 chỉ phải quản lý hoạt động truyền dữ liệu khi việc đi đến đích này đã được đảm bảo từ các lớp dưới. Nói cách khác lớp 4 quản lý và thực hiện các tác vụ truyền dữ liệu từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end hay host-to-host), đảm bảo hoạt động này diễn ra hiệu quả nhất.
- Lớp Phiên (Session) : Lớp này chịu trách nhiệm cho việc thiết lập , duy trì và giải phóng các session trao đổi dữ liệu giữa các thực thể ứng dụng trên hai host.
- Lớp Trình Bày (Presentation) : Khi các ứng dụng trên hai host sử dụng các định dạng dữ liệu khác nhau, lớp trình bày phải chịu trách nhiệm “thông dịch” và diễn giải để hai ứng dụng ở hai host đang truyền thông với nhau có thể hiểu được nhau.
- Lớp Ứng Dụng (Application) : Cung cấp giao diện tương tác trực tiếp và dịch vụ mạng đến người dùng.
Nguyên tắc hoạt động
Với cách tổ chức như đã trình bày , sự tương tác giữa các lớp của mô hình OSI diễn ra theo nguyên tắc như sau :
- Các lớp dưới cung cấp dịch vụ trực tiếp cho các lớp ngay phía trên nó. Các lớp trên sẽ gửi yêu cầu xuống lớp dưới và nhận lại kết quả, các lớp trên không cần biết hoạt động cụ thể diễn ra tại lớp dưới, hay nói cách khác hoạt động của lớp dưới hoàn toàn trong suốt và là “hộp đen” với lớp trên.
- Các lớp ngang hàng trên hai host tương tác trực tiếp với nhau . Tuy nhiên , dữ liệu trao đổi giữa 2 thực thể ngang hàng này để đi đến được nhau phải thông qua hoạt động của lớp bên dưới nó. Cụ thể quá trình truyền dữ liệu trong mô hình OSI sẽ đi từ các lớp trên xuống các lớp dưới , qua đường truyền vật lý tới host đầu kia và đi ngược lại từ các lớp dưới đến các lớp trên
- Đóng gói và mở gói (Encapsulation and De-encapsulation) : Mỗi giao thức truyền dữ liệu của các lớp đều quy định các gói tin mà chúng sử dụng để đóng gói dữ liệu cần truyền . Các gói tin này được gọi là các đơn vị thông tin (PDU – Protocol Data Unit). Các PDU sẽ gồm 2 phần phần Header và phần Data .Header chính là phần thông tin quản lý của gói tin còn data chính là dữ liệu thực sự của gói tin
Khi các PDU của các giao thức đi từ lớp trên xuống lớp dưới, chúng được đóng gói trở thành data của lớp bên dưới và được đóng thêm header của giao thức lớp dưới . Cứ đi xuống một lớp , môt header mới lại được thêm vào . Quy trình đóng gói này được thể hiện trong hình 1.2
Một điểm đặc biệt là riêng với lớp thứ 2 (data link), không phải header được thêm vào đầu của nội dung data nà còn có thêm trường kiểm tra lỗi FCS được thêm vào phần đuôi của data. Phần này còn được gọi là trailer. Trailer sử dụng kĩ thuật kiểm tra lỗi FCS (Frame Check Sequence) để bảo đảm nhận biết được lỗi xảy ra khi truyền dữ liệu qua một đường truyền nào đó . Đây là trường đặc thù của đóng gói dữ liệu lớp 2
Tại đầu nhận , tiến trình lại diễn ra theo chiều ngược lại : dữ liệu sẽ được di chuyển từ lớp dưới lên lớp trên. Cứ mỗi lần đi lên một lớp, header của lớp dưới lại được gỡ bỏ để trả lại PDU cho lớp trên. Cuối cùng, khi đi lên đến lớp Application, dữ liệu sẽ được mở gói hoàn toàn và gửi đến giao diện tương tác với người dùng. Quá trình De-encapsulation được mô tả trong hình 1.3
Các đơn vị dữ liệu của các giao thức thuộc các lớp được gọi tên theo quy ước như sau (hình 1.4):
Các lớp Application , Presentation,Session : Data
Lớp Transport: Segment
Lớp Network : Packet
Lớp Data Link : Frame
Lớp Physical : Bit
LuanPM
