OSI-malli

OSI-malli eli Open Systems Interconnection Reference Model kuvaa tiedonsiirtoprotokollien yhdistelmän seitsemässä kerroksessa. Kukin kerroksista käyttää yhtä alemman kerroksen palveluja ja tarjoaa palveluja yhtä kerrosta ylemmäs. OSI-malli on ISO:n kehittämä malli tietoliikennejärjestelmien suunnitteluun. OSI-viitemalli on käsitteellisesti ehjä ja ISO:n kansainvälinen standardi ISO/IEC 7498-1. Määrittely on myös saatavilla ITU-T:ltä X.200 suosituksena. OSI-protokollapinon oli tarkoitus korvata TCP/IP 1980-luvulla, mutta TCP/IP oli jo kasvavassa käytössä. Käytännön protokollapinoja OSI-mallin mukaisesti ei juuri ole kehitetty: päinvastainen tilanne vallitsee TCP/IP-viitemallin suhteen, mallia ei juuri käytetä mutta protokollapinot ovat hyvin aktiivisessa käytössä.

OSI-kerrokset 

OSI-mallin kerrokset ovat:

Fyysinen kerros (Physical layer), joka määrittelee tiedonsiirron fyysisen median, kuten sähkökaapelin, valokuidun tai radioaaltojen yli, "siirtää yhden bitin".
Siirtoyhteyskerros tai siirtokerros (Data Link layer), joka kehystää ylempien kerrosten tietoliikennepaketin fyysisen kerroksen siirtoa varten.
Verkkokerros (Network layer), joka välittää ylempien kerrosten tietoliikennepaketteja tietokoneiden välillä, tarjoten päästä päähän yhteyden erilaisten verkkoratkaisujen ylitse. Verkkokerros voidaan jakaa vielä kolmeen alikerrokseen, jotka ovat aliverkon kohtaamiskerros (SNAC, Subnetwork access), aliverkkoriippuvainen konvergenssikerros (SNDC, Subnetwork-dependent convergence) sekä aliverkosta riippumaton konvergenssikerros (SNIC, Subnetwork-independent convergence). Näiden alikerrosten tarkoituksena on mm. mahdollistaa hierarkkinen aliverkottaminen, jolloin jokaisella aliverkolla voi olla oma osoitteistonsa.
Kuljetuskerros (Transport layer), joka huolehtii siitä, että paketit tulevat perille ja että ne järjestetään oikeaan järjestykseen. Myös vuonhallinta on kuljetuskerroksen tehtävä.
Istuntokerros (yhteysjakso, Session layer), joka huolehtii useiden yhdessä yhteydessä kulkevien istuntojen multipleksoinnista.
Esitystapakerros (Presentation layer), joka vastaa muun muassa eri merkistökoodauksien yhteensovittamisesta.
Sovelluskerros (Application layer), jota (käyttäjälle näkyvät) sovellukset käyttävät viestintään.

OSI-mallissa sovelluskerroksen (4.) viestejä ovat segmentit ja datagramit (tietosähkeet). Verkkokerroksen (3.) viestejä ovat paketit. Siirtokerroksen (2.) viestejä ovat kehykset (frame). Alimmalla fyysisellä tasolla (1.) siirretään bittejä.

OSI-mallin merkitys 

OSI-malli on liki kaikissa tietoliikenteen oppikirjoissa esitetty pakettivälitteisen tietoliikenteen käsitemalli, jonka olennaisia konsepteja ovat ylempien kerroksien datan enkapsulointi alemman kerroksen viesteihin, kerroksien keskittyminen tiettyihin palveluihin ja kerrosten väliset rajapinnat, jotka mahdollistavat protokollien yleiskäyttöisyyden. Eri kerrosten ei tarvitse välittää muiden kerrosten toiminnasta paljoakaan, käytännössä lähinnä osoitekäytännöillä on merkitystä.

OSI-mallin paikkansapitävyys 

Vaikka OSI-protokollapino ei yleistynyt, protokollista muutama on edelleenkin käytössä. OSI-mallin merkitys on kuitenkin kerroksittaisten protokollien viitekehyksenä ja esimerkiksi TCP/IP-protokollapino voidaan esittää OSI-mallin kautta. Käytännössä voidaan tulkita että sovellusprotokollat sisältävät kolme ylintä tasoa, esimerkiksi HTTP-protokolla ylläpitää yhteyttä, neuvottelee esitystavoista palvelimen ja selaimen välillä ja siirtää varsinaisen sisällön. Näin tarkasteltuna nykyinen TCP/IP lähiverkossa istuu kohtalaisen hyvin OSI-malliin. Käytännössä malli menee rikki kun tarkastellaan esim. mobiiliverkkoja, joissa on useita kerroksia IP-protokollan alapuolella tai VPN-arkkitehtuureja, joissa IP-paketteja kuljetetaan toisten IP-pakettien sisällä. Myös esimerkiksi ARP-protokolla sijoittuu OSI-malliin hivenen kömpelösti epäviralliseen kerrokseen 2,5. Nykyisen teknologian puitteissa voidaan OSI-mallin tärkeimpinä ajatuksina pitää kerrosten erikoistumista tiettyihin tehtäviin ja tarvetta kerroksia erottaville rajapinnoille. TCP/IP-protokollapino ei kuitenkaan noudata kovin tarkasti kerroksien erottamista toisistaan. Tästä hyvä esimerkki on TCP-protokollan pseudoheader; tarkistussumman laskennassa TCP ottaa mukaan oman headerinsa lisäksi myös IP-protokollaan kuuluvia osoitetietoja.

Esimerkkejä

Lähteet

Aiheesta muualla 

 ISO/IEC 7498-1:1994 (PDF-dokumentti ZIP-paketissa, vaatii lisenssiehtojen hyväksynnän) 
 ITU-T X.200 (PDF-dokumentti, samansisältöinen kuin ISO-määritys) 
The OSI Model wikikirjassa Network Plus Certification (englanniksi)

Dataliikenne
Seulonnan keskeiset artikkelit