Protokol Katmanlama ve Referans Modelleri
Protokol katmanlama, ağ işlevselliğini katman yığınları halinde düzenler; her katman, bir arayüz aracılığıyla üstündeki katmana tanımlanmış bir hizmet sunar. OSI ve TCP/IP referans modelleri, bu işlevleri bölümlendirmenin iki temel yolunu sağlamaktadır.
Tanım
Bir referans modeli, iletişim işlevlerini katmanlara ayıran soyut katmanlı bir çerçevedir. Her katman, sunduğu hizmet, bitişik katmana sunduğu arayüz ve başka bir ana bilgisayardaki eşiyle iletişim kurmak için kullandığı protokolle tanımlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, ağ protokollerinin neden ve nasıl katmanlandığını; hizmet, arayüz ve protokol kavramlarını; verilerin yığın boyunca aşağı doğru ilerlerken kapsüllenmesini ve iki temel referans modelini ele almaktadır. Yedi katmanlı OSI modeli (physical, data link, network, transport, session, presentation, application) ile beş katmanlı İnternet/TCP-IP modeli karşılaştırılmakta, her katmanın ne işlev gördüğü ve İnternet modelinin OSI'nin üst katmanlarını neden birleştirdiği açıklanmaktadır. Herhangi bir katman içindeki ayrıntılı mekanizmalar bu konunun kapsamı dışındadır ve ilgili başlıklarda ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Bir katmanın hizmeti, arayüzü ve protokolü nelerdir ve bunlar nasıl farklılık gösterir?
- OSI ve TCP/IP modellerinin her katmanı hangi işlevi yerine getirir?
- Kapsülleme nedir ve başlıklar yığın boyunca aşağı doğru nasıl birikir?
- İnternet, yedi katmanlı OSI modelini değil de neden beş katmanlı bir modeli benimsemiştir?
- Sıkı katmanlamanın avantajları ve dezavantajları nelerdir?
Anahtar kavramlar
- katman hizmeti, arayüz ve protokol
- OSI yedi katmanlı modeli
- TCP/IP beş katmanlı modeli
- kapsülleme ve başlıklar
- fiziksel ve veri bağlantısı katmanları
- ağ ve taşıma katmanları
- oturum ve sunum katmanları
- uygulama katmanı
- protokol veri birimleri
Temel kuramlar
- Hizmet, arayüz ve protokol
- Katmanlama, bir katmanın sağladığı hizmeti, üst katmanın ona eriştiği arayüzü ve aynı katmandaki eş varlıkların iletişim kurduğu protokolü birbirinden ayırır; bu ayrım, bitişik katmanları etkilemeden uygulamaların değiştirilmesine olanak tanımaktadır.
- Kapsülleme
- Bir mesaj yığın boyunca aşağı doğru ilerlerken, her katman aldığı veriyi kendi başlığı (ve bazen son bilgisi) ile sarar; böylece her katmandaki birim, üst katmanları yük olarak taşır. Alıcı, yukarı doğru ilerlerken bu işlemi tersine çevirmektedir.
- İnternet tasarım felsefesi
- DARPA İnterneti, uç ana bilgisayarlarda zeka bulunan basit, sağlam, en iyi çaba gösteren bir ağ etrafında katmanlandırılmıştır. Bu yaklaşım, OSI'nin kapsamlı özellik setine kıyasla hayatta kalabilirliği ve birlikte çalışabilirliği önceliklendirmiş ve daha yalın TCP/IP modelini şekillendirmiştir.
Klinik önem
Referans modelleri, mühendislerin işlevselliği belirlemek ve tartışmak için kullandığı ortak bir terminolojidir: bir sorunun 'katman 3'te olduğunu' veya bir cihazın 'katman 2 anahtarı' olduğunu söylemek, yığında tam olarak nerede çalıştığını açıkça belirtir. Bu modeller, sorun giderme, birlikte çalışabilirlik standartları ve ağ yazılımı ile donanımının modüler tasarımına rehberlik etmektedir.
Tarihçe
OSI referans modeli, 1970'lerin sonlarında ISO tarafından geliştirilmiş ve 1980'de Zimmermann tarafından satıcıdan bağımsız bir çerçeve olarak resmileştirilmiştir. Buna paralel olarak, TCP/IP paketi ARPANET araştırmalarından doğmuş ve Clark'ın 1988 tarihli makalesi tasarım felsefesini ortaya koymuştur. OSI'nin katman yığını hiçbir zaman tam olarak uygulanmamış olsa da, terminolojisi günümüzde de kullanılmaya devam etmekte, TCP/IP modeli ise İnternet'in operasyonel standardı haline gelmiştir.
Tartışmalar
- OSI'nin pedagojik değeri ile TCP/IP'nin operasyonel gerçekliği
- OSI'nin yedi katmanı, İnternet yığınının uygulamalara dahil ettiği oturum ve sunum gibi işlevleri net bir şekilde ayırır, bu da OSI'yi öğretim için faydalı kılar. Eleştirmenler, OSI'nin aşırı mühendislik ürünü olduğunu ve gerçek sistemlerle asla eşleşmediğini savunmaktadır; bu nedenle ders kitapları her ikisini de farklı amaçlar için sunmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Hubert Zimmermann
- David D. Clark
- Vinton Cerf
- Robert Kahn
İlgili konular
Temel eserler
- zimmermann1980
- clark1988
- kurose2021
Sıkça sorulan sorular
- İnternet protokol yığını kaç katmandan oluşur?
- İnternet yığını genellikle beş katman olarak tanımlanır: uygulama, taşıma, ağ, bağlantı ve fiziksel. Yedi katmanlı OSI modeli, uygulama ve taşıma arasına bir oturum ve bir sunum katmanı ekler; bu işlevleri İnternet modeli uygulamalara bırakmaktadır.
- Kapsülleme nedir?
- Kapsülleme, her katmanın üst katmandan gelen verinin etrafına kendi kontrol bilgisini, genellikle bir başlık, eklediği süreçtir. Veri fiziksel bağlantıya ulaştığında, birkaç katman başlıkla sarılmış olur ve alıcı ana bilgisayar bu başlıkları her seferinde bir katmanı soyarak çıkarmaktadır.