Những nghiên cứu về mô hình OSI (Open system interconnection – Mô hình kết nối các hệ thống mở) được bắt đầu tại ISO (The International Standards Organization - tổ chức tiêu chuẩn quốc tế) vào năm 1971 với mục tiêu nhằm tới việc nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực thông tin - viễn thông. Đến năm 1984, mô hình tham chiếu OSI chính thức được đưa ra giới thiệu...
Một mô hình liên kết các máy tính trong mạng
Vào giữa những năm 1970, các thiết bị đầu cuối sử dụng những phương pháp liên kết qua đường cáp nằm trong một khu vực đã được ra đời, với những ưu điểm của nó là nâng cao tốc độ truyền dữ liệu và qua đó kết hợp được khả năng tính toán của các máy tính lại với nhau. Ðể thực hiện việc nâng cao khả năng tính toán với nhiều máy tính các nhà sản xuất bắt đầu xây dựng các mạng phức tạp hơn. Vào những năm 1980 các hệ thống đường truyền tốc độ cao đã được thiết lập ở Bắc Mỹ và Châu Âu và từ đó cũng xuất hiện các nhà cung cấp các dịnh vụ truyền thông với những đường truyền có tốc độ cao hơn nhiều lần so với đường dây điện thoại. Với những chi phí thuê bao chấp nhận được, người ta có thể sử dụng được các đường truyền này để liên kết máy tính lại với nhau và bắt đầu hình thành các mạng một cách rộng khắp. Các mạng LAN, MAN, WAN ra đời và nhanh chóng phát triển cả về số lượng, quy mô, chất lượng, cũng như về công nghệ.Tuy nhiên, cũng ngay trong những năm 80, khi mà ưu thế của các loại mạng máy tính đang thể hiện rõ thì nó cũng đặt ra những thách thức về tiêu chuẩn kết nối các thiết bị ngoại vi. Kết quả là những hệ thống hiện có thời đó chỉ cho phép thiết bị (cả về phần cứng và phần mềm) của một nhà sản xuất kết nối được với nhau và được gọi là hệ thống đóng. Điều này là hết sức bất tiện cho việc triển khai mạng cũng như rất phiền toái cho người sử dụng khi muốn lắp đặt mạng phục vụ cho công việc, cũng như hạn chế ngăn cản việc mở rộng mạng một cách “thoải mái” cho những quy mô lớn hơn.
Chính vì những lý do đó mà các tổ chức quốc tế cần có những quy chuẩn chung nào đó cho việc thiết kế và lắp đặt mạng. Trên thế giới hiện có một số cơ quan định chuẩn, họ đưa ra hàng loạt chuẩn về mạng, tuy các chuẩn đó có tính chất khuyến nghị chứ không bắt buộc nhưng chúng rất được các cơ quan chuẩn quốc gia coi trọng. Hai trong số các cơ quan chuẩn quốc tế là:
ISO (The International Standards Organization) - Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hợp Quốc với thành viên là các cơ quan chuẩn quốc gia với số lượng khoảng hơn 100 thành viên với mục đích hỗ trợ sự phát triển các chuẩn trên phạm vi toàn thế giới.
CCITT (Commité Consultatif International pour le Telegraphe et la Téléphone) - Tổ chức tư vấn quốc tế về điện tín và điện thoại làm việc dưới sự bảo trợ của Liên Hiệp Quốc có trụ sở chính tại Geneva - Thụy sỹ. Các thành viên chủ yếu là các cơ quan bưu chính viễn thông các quốc gia. Tổ chức này có vai trò phát triển các khuyến nghị trong các lãnh vực viễn thông.
Mô hình OSI (Open system interconnection – Mô hình kết nối các hệ thống mở) là một cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nó được nghiên cứu và xây dựng bởi ISO. Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với mục tiêu nhằm tới việc nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực viễn thông và hệ thống thông tin. Đến năm 1984, mô hình tham chiếu OSI chính thức được đưa ra giới thiệu.
Trước hết cần chú ý rằng mô hình 7 lớp OSI chỉ là mô hình tham chiếu chứ không phải là một mạng cụ thể nào.Các nhà thiết kế mạng sẽ nhìn vào đó để biết công việc thiết kế của mình đang nằm ở đâu. Xuất phát từ ý tưởng “chia để trị’, khi một công việc phức tạp được module hóa thành các phần nhỏ hơn thì sẽ tiện lợi cho việc thực hiện và sửa sai, mô hình OSI chia chương trình truyền thông ra thành 7 tầng với những chức năng phân biệt cho từng tầng. Hai tầng đồng mức khi liên kết với nhau phải sử dụng một giao thức chung. Giao thức ở đây có thể hiểu đơn giản là phương tiện để các tầng có thể giao tiếp được với nhau, giống như hai người muốn nói chuyện được thì cần có một ngôn ngữ chung vậy. Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng là: giao thức có liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless).
Ngày nay, mạng máy tính, mà đặc biệt là mạng Internet không ít thì nhiều đang đóng góp những vai trò hết sức quan trọng trong các hoạt động học tập, vui chơi, tìm hiểu, giải trí, công việc hàng ngày… của mỗi cá nhân. Có thể định nghĩa đơn giản: Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường truyền theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua lại cho nhau. Giao thức có liên kết: là trước khi truyền, dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết náy, việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.
Giao thức không liên kết: trước khi truyền, dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó.
Mô hình 7 tầng OSI
Nhiệm vụ của các tầng trong mô hình OSI có thể được tóm tắt như sau:
Tầng vật lý : tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào đường truyền vật lý để truyền các dòng Bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp các chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện nối kết và các mức nối kết.
Mặc dù đã ra đời từ rất lâu, mô hình tham chiếu OSI vẫn đang là “kim chỉ nam" cho các loại mạng viễn thông, và là công cụ đắc lực nhất được sử dụng để tìm hiểu xem dữ liệu được gửi và nhận ra sao trong một mạng máy tính nói chung.
Tầng liên kết dữ liệu
Tầng liên kết dữ liệu là tầng hai của mô hình bảy tầng OSI. Nó đáp ứng các yêu cầu phục vụ của tầng mạng và phát sinh các yêu cầu phục vụ gửi tới tầng vật lý.
Tầng liên kết dữ liệu là tầng mạng có nhiệm vụ truyền dữ liệu giữa các nút mạng kề nhau trong một mạng diện rộng hoặc giữa các nút trong cùng một segment mạng cục bộ. Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện chức năng và thủ tục để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng và có thể cung cấp phương tiện để phát hiện và có thể sữa các lỗi có thể nảy sinh tại tầng vật lý. Ví dụ về các giao thức liên kết dữ liệu là giao thức Ethernet cho các mạng cục bộ và các giao thức PPP, HDLC và ADCCP cho các kết nối điểm tới điểm (point-to-point).
Nhiệm vụ của liên kết dữ liệu là gửi thông tin từ nơi này đến một số nơi khác. Tại tầng này, một nút mạng không cần phải có khả năng gửi tới mọi nút khác, mà chỉ cần gửi được tới một số nút khác. Trong các mối quan hệ xã hội cũng vậy, người ta cần quen biết ít nhất một người khác, nhưng không nhất thiết phải biết ông Tùng ở Waterloo, Canada.
Tầng liên kết dữ liệu cung cấp dịch vụ chuyển dữ liệu qua các liên kết vật lý. Việc chuyển đó có thể đáng tin cậy hoặc không đáng tin cậy; nhiều giao thức liên kết dữ liệu không có acknowledgement (các thông điệp báo rằng đã nhận được một frame và đã chấp nhận frame đó), một số giao thức liên kết dữ liệu thậm chí còn không có bất cứ dạng checksum nào để kiểm tra lỗi truyền. Trong các trường hợp đó, các giao thức ở các tầng cao hơn phải cung cấp các chức năng điều khiển lưu lượng (flow control), kiểm lỗi, và xác nhận và truyền lại (acknowledgments and retransmission).
Tầng này đôi khi được chia thành hai tầng con. Tầng con thứ nhất có tên Điều khiển Liên kết Lôgic (Logical Link Control, viết tắt là LLC). Tầng con này multiplex các giao thức hoạt động phía trên tầng liên kết dữ liệu, và theo tùy chọn có thể cung cấp chức năng điều khiển lưu lượng, acknowledgment, và khôi phục lỗi.
Tầng con thứ hai có tên Điều khiển Truy nhập Môi trường (Media Access Control, viết tắt là MAC). Tầng con này quyết định tại mỗi thời điểm ai sẽ được phép truy nhập môi trường truyền dẫn. Có hai dạng điều khiển truy nhập môi trường: điều khiển phân tán và điều khiển tập trung. Cả hai đều có thể so sánh với việc liên lạc của con người:
-
Trong một mạng gồm một số người đang nói, nghĩa là trong một cuộc trò chuyện, người ta nhìn những người xung quanh để biết ai có vẻ như sắp nói. Nếu hai người nói cùng lúc, họ sẽ ngừng lại và bắt đầu một trò chơi nhường nhịn rắc rối gồm các câu "Không, anh nói trước đi."
-
Trong Nghị viện Anh, người chủ tọa quyết định khi nào ai được nói, và chủ tọa được quyền hô "trật tự" nếu có ai đó phạm luật.
Tầng con Điều khiển Truy nhập Môi trường còn quyết định một frame dữ liệu kết thúc tại đâu và frame tiếp theo bắt đầu từ đâu. Trong mạng thư tín, mỗi lá thư là một frame dữ liệu, ta có thể biết nó bắt đầu và kết thúc ở đâu vì nó nằm trong một chiếc phong bì. Ta cũng có thể chỉ ra rằng một lá thư sẽ mở đầu bằng một ngữ như "Em thân yêu," và kết thúc bằng một câu kiểu như "Nhớ em nhiều."
Trong các mạng cục bộ theo chuẩn IEEE 802, tầng liên kết dữ liệu được chia thành hai tầng con MAC và LLC; điều đó có nghĩa là có thể dùng giao thức LLC IEEE 802.2 cùng với mọi tầng MAC IEEE 802, chẳng hạn Ethernet, Token Ring, IEEE 802.11, v.v.., cũng như các tầng MAC không theo chuẩn IEEE 802 chẳng hạn FDDI. Các giao thức liên kết dữ liệu khác, chẳng hạn HDLC, được đặc tả để bao gồm cả hai tầng con, mặc dù một số giao thức khác, chẳng hạn Cisco HDLC, sử dụng HDLC's low-level framing như là một tầng MAC khi kết hợp với các tầng LLC khác nhau.
(Còn nữa)
