Cùng với sự phát triển rực rỡ của công nghệ vi mạch tích hợp là động lực không nhỏ vào sự phát triển của các hệ thống mạng máy tính. Nhưng có một bất cập là mỗi hệ thống lại sử dụng những chuẩn phần cứng và phần mềm riêng của mình. Những điều đó khiến cho việc kết nối giữa những hệ thống này với nhau gặp rất nhiều khó khăn. Trước tình hình đó tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO đã đề xuất ra một mô hình mà các nhà thiết kế mạng có thể dựa vào đó để thiết lập các hệ thống có khả năng tương thích với nhau, đó chính là mô hình tham chiếu OSI.

Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI (Open System Interconnection Reference Mode) là mô hình kiến trúc gồm 7 lớp, mỗi lớp đều có chức năng mạng xác định như: gán địa chỉ, điều khiển luồng, điều khiển lỗi, đóng gói và truyền gói tin một cách tin cậy trên mạng.

(1) Mỗi lớp cần thiết phi tạo ở mức độ khác nhau của khái niệm trừu tượng.

(2) Mỗi lớp phi thực hiện một chức năng xác định rõ ràng.

(3) chức năng của mỗi lớp phi được chọn theo quan điểm hướng tới các giao thức chuẩn quốc tế được định nghĩa.

(4) Ranh giới giữa các lớp phi được chọn để tối thiểu luồng thông tin đi qua các giao diện

• Tách hoạt động thông tin trên mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn.

• Nó chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển một mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm.

• Cho phép các loại phần cứng phần mềm khác nhau thông tin được với nhau.

• Cho phép người thiết kế chuyên môn hoá và phát triển chức năng theo kiểu modul.

• Nó giúp cho việc học tập về mạng được dễ dàng hơn.

Trong mô hình OSI, bốn lớp dưới định nghĩa cách để các trạm thiết lập kết nối để trao đổi với nhau dữ liệu. Còn 3 lớp trên định nghĩa các ứng dụng trong phạm vi đầu cuối sẽ giao tiếp với nhau và với user như thế nào.

Lớp vật lý cung cấp các phương tiện điện, các thủ tục để kích hoạt, duy trì và giải phóng liên kết vật lý giữa các hệ thống.

Thuộc tính điện liên quan đến sự biểu diễn các bit (mức tín hiệu điện thế) và tốc độ truyền bit.

Thuộc tính liên quan đến các chuẩn về giao diện vật lý kích thước, cấu hình.

Thuộc tính thủ tục liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền các chuỗi bit qua đường vật lý.

Lớp vật lý là dưới cùng trong mô hình OSI giao diện với đường truyền không có PDU (Protocol Data Unit), không có phần header chứa thông tin điều khiển (PCI Protocol Control Information), dữ liệu được truyền theo dòng bit.

I.2. Lớp liên kết dữ liệu (Data Link Layer)

Lớp liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện để truyền thông tin qua lớp vật lý đm bo độ tin cậy thông qua các cơ chế đồng bộ, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu.

Ngoài ra, lớp liên kết dữ liệu còn được chia làm 2 lớp con là:

Các chức năng của lớp 2 gồm: tạo khung dữ liệu để truyền trên các đường vật lý, truy nhập các phương tiện vật lý nhờ các địa chỉ MAC, phát hiện lỗi nhưng không sửa được lỗi.

Lớp mạng được các nhà chuyên gia đánh giá lớp phức tạp nhất trong tất các lớp trong mô hình OSI. Lớp mạng cung cấp phương tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng hay liên mạng. Bởi vậy, nó phi đáp ứng nhiều kiểu cấu hình mạng và nhiều dich vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. Các dịch vụ và giao thức cho lớp mạng phi phản ánh được tính phức tạp đó. Hai chức năng chủ yếu của lớp mạng đó là:

+Định tuyến (Routing).

+Chuyển tiếp (Relaying).

Mỗi node trong mạng đều phi thực hiện các chức năng này, do đó, chúng phi ở trên lớp liên kết dữ liệu để cung cấp một dịch vụ “trong suốt” đối với lớp giao vận.

Công nghệ IP là một công nghệ tiêu biểu và ưu việt nhất của lớp mạng cho nên, hiện tại và tưng lai các công nghệ ở các lớp khác đều phi tiến tới ci tiến để tối ưu trong sự liên lạc với IP.

Trong mô hình OSI, 4 lớp thấp quan tâm đến việc truyền dữ liệu qua hệ thống đầu cuối (end systems) qua các phưng tiện truyền thông còn 3 lớp cao tập trung đáp ứng các yêu cầu và các ứng dụng của người sử dụng. Lớp giao vận là lớp cao nhất của 4 lớp thấp, nhiệm vụ của nó la cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể của các phương tiện truyền thông được sử dụng ở dên dưới trở nên “trong suốt” đối với các lớp cao. Do đó nhiệm vụ của lớp giao vận rất phức tạp. Nó phi được tính đến kh năng thích ứng với một phạm vi rất rộng các đặc trưng mạng. Chẳng hạn, một mạng có thể là “connection-oriented” hay “connectionless”, có thể là đáng tin cậy (reliable) hay không đáng tin cậy (unreliale). Nó phi biết được yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người sử dụng đồng thời, cũng phi biết được khả năng cung cấp dịch vụ của mạng bên dưới.

Nhiệm vụ của lớp phiên là cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết để quản trị các “phiên” ứng dụng của họ, cụ thể như sau:

Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa giữa các ứng dụng bằng cách thiếp lập và giải phóng (một cách logic) các phiên (hay còn gọi là các hội thoại-dialogues).

Cung cấp các điểm đồng bộ hoá để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu.

Áp đặt các quy tắc cho các tưng tác giữa các ứng dụng của người sử dụng.

Cung cấp cơ chế nắm quyền trong quá trình trao đổi dữ liệu.

Việc trao đổi dữ liệu có thể được thực hiện theo 1 trong 3 phương thức:

Đơn công

Bán song công

Song công

Tóm lại, nhiệm vụ của lớp phiên là thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên giao tiếp giữa các thực thể lớp trình bày.

Mục đích của lớp trình diễn là đm bo cho các hệ thống đầu cuối có thể truyền thông có kết quả ngay có khi chúng sử dụng các cách biểu diễn dữ liệu khác nhau.

Lớp ứng dụng là lớp gần gũi với người dùng hầu hết, nó cung cấp các dịch vụ mạng cho các ứng dụng của người dùng.

Là lớp cao nhất trong mô hình OSI, cho nên lớp ứng dụng có một số đặc điểm khác với các lớp dưới nó.Trước hết, nó không cung cấp một dịch vụ cho một lớp trên nào như các lớp bên dưới. Do đó ở lớp không có khái niệm điểm truy nhập lớp dịch vụ. Lớp ứng dụng là ranh giới giữa môi trường nối kết các hệ thống mở và các tiến trình ứng dụng (Application Process). Các tiến trình ứng dụng thuộc các hệ thống mở khác nhau muốn trao đổi thông tin phi thông qua tầng ứng dụng thuộc các hệ thống mở khác nhau