Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 7

Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 1 
Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 2 
Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 3 
Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 4 
Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 5
Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 6

Russell Hitchcock

Quản Trị Mạng - Phần bảy này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn về lớp 7 trong mô hình tham chiếu OSI dưới góc độ phần cứng.

Lớp thứ bảy và lớp cuối cùng trong mô hình tham chiếu OSI là lớp Application. Lớp này có thể nói rằng là lớp quan trọng nhất trong mô hình tham chiếu OSI, sở dĩ nói như vậy cũng là do không quan tâm đến các ứng dụng mạng thì sẽ không cần đến việc phải có một mạng. Tất cả các cách mà chúng ta tương tác với mạng đều thông qua các ứng dụng. Ví dụ như trình duyệt web, các chương trình email, các ứng dụng IM, Voice Over Internet Protocol (VoIP) và nhiều ứng dụng khác nữa là tất cả các ứng dụng mạng tương tác với các lớp thấp hơn trong mô hình tham chiếu OSI và người dùng.

Ba chức năng chung được cung cấp bởi những bởi những thi hành của lớp ứng dụng đó là:

1. Bảo đảm tất cả các tài nguyên hệ thống cần thiết có sẵn.
2. So khớp ứng dụng với giao thức ứng dụng thích hợp.
3. Đồng bộ sự truyền tải dữ liệu từ ứng dụng với giao thức ứng dụng.

Các giao thức lớp ứng dụng

Lớp ứng dụng có chứa cả hai ứng dụng mạng và các giao thức ứng dụng. Các giao thức ứng dụng cơ bản là các rule về cách truyền thông với ứng dụng đó. Nhiều giao thức lớp ứng dụng công khai rộng rãi như Hyper Text Transfer Protocol (HTTP). Điều đó có nghĩa rằng bất cứ website nào sử dụng giao thức HTTP đều có thể truyền tải file từ một web server thực thi giao thức HTTP. Trình duyệt web, máy chủ web và giao thức HTTP cùng nhau tạo lên ứng dụng mạng.

Một số giao thức lớp ứng dụng có quyền sở hữu riêng và vì vậy không có trạng thái “available ” đối với công chúng; các giao thức VoIP là một ví dụ về trường hợp này. Đây chính là lý do tại sao bạn không thể sử dụng giao diện cùng một giao diện chung để truy cập vào tài khoản Skype mà bạn phải sử dụng giao diện người dùng của Skype.

Phần mềm và phần cứng

Hầu hết mọi người đều nghĩ về các giao thức lớp ứng dụng như HTTP, SMTP hoặc POP3, và nghĩ các ứng dụng phần mềm là giao diện của các ứng dụng này. Tuy nhiên điều đó không hẳn lúc nào cũng đúng. Chúng ta có thể đưa ra ví dụ mà ở đó giao diện cho các ứng dụng lại là phần cứng. Cho ví dụ, các điện thoại không dây có khả năng kết nối với tài khoản VoIP. Ở hệ thống điện thoại này, phần mềm trong nó làm cho người ta dễ dàng cho rằng đa số công việc đều được thực hiện bởi phần cứng. Tuy nhiên trong thực tế, giọng nói của bạn được thu lại bằng một microphone và phần cứng sẽ xử lý nó để sao cho tương thích với giao thức ứng dụng VoIP bởi phần cứng bên cạnh điện thoại. Phần cứng này có thể là Application Specific Integrated Circuit (ASIC) hoặc Field Programmable Gate Array (FPGA).

Một ví dụ khác về sự thực thi của phần cứng của giao thức lớp ứng dụng nữa là ở bên trong Bluetooth. Bluetooth, trong bản thân nó đã chứa đựng nhiều lớp trong mô hình tham chiếu OSI nhưng chúng ta sẽ tập trung vào lớp thực thi ứng dụng. Bên trong các thiết bị Bluetooth, bạn có thể thấy nhiều ứng dụng nằm bên trong lớp ứng dụng. Một trong những ứng dụng như vậy sẽ là ứng dụng sẽ cho phép thiết bị tai nghe không dây, giống như thể hiện trong hình 1, để truyền thông với một điện thoại di động trong túi của bạn. Trong trường hợp này, phần tai nghe có chip Bluetooth nằm bên trong nó, chip này sẽ chuyển đổi tín hiệu mà nó nhận từ điện thoại thành dạng nghe ở tai nghe thông qua thành phần phần cứng. Ngược lại, phần tai nghe sẽ nhận một tín hiệu âm thanh của bạn từ microphone và chuyển đổi nó thành dạng thích hợp với chip Bluetooth, chip này sau đó sẽ gửi tín hiệu đến điện thoại của bạn. Ở đây tất cả đều được thực hiện thông qua phần cứng. 

Hình 1: Tai nghe Bluetooth


Giao thức truyền tải file 

Một trong những ứng dụng phần mềm hay được sử dụng nhất nằm bên trong lớp ứng dụng của mô hình tham chiếu OSI là File Transfer Protocol (FTP); hoặc đúng hơn là các ứng dụng phần mềm thực thi FTP nằm trong lớp ứng dụng.

FTP cho phép truyền tải các file trên mạng. FTP yêu cầu hai điểm kết cuối, một đóng vai trò như một máy chủ FTP và một đóng vai trò như một máy khách FTP. FTP cũng yêu cầu hai cổng, một cho dữ liệu và một cổng điều khiển. Cổng điều khiển FTP là cổng số 21 và cổng dữ liệu FTP là cổng 20. Rõ ràng máy khách FTP từ các cổng được chọn một cách ngẫu nhiên và không phải là các cổng đặc biệt.

Có hai kiểu FTP; active và passive. Trong active FTP, một FTP client sẽ gửi một FTP request đến một cổng điều khiển của máy chủ FTP. Sau đó FTP server sẽ gửi dữ liệu đã được yêu cầu từ cổng dữ liệu của nó đến cổng đã được chỉ định bởi máy khách (trên cổng điều khiển). Đây là cách nguyên bản mà FTP được thiết kế như vậy. Mặc dù vậy cách thức này có thể gây ra một số vấn đề. Vấn đề ở đây là vì, khi máy chủ bắt đầu gửi dữ liệu từ cổng dữ liệu của nó đến một cổng trên máy khách rất giống như một kẻ xâm nhập đang loading dữ liệu từ máy khách. Với cách thức này, nhiều tường lửa đã không cho phép kiểu truyền tải dữ liệu như vậy.

Passive FTP được phát triển có hội tụ đủ các nhu cầu bảo mật cần thiết cho máy khách. Passive FTP không sử dụng cổng dữ liệu FTP chuẩn. Máy chủ FTP nhờ vào việc nhận yêu cầu từ một FTP client sẽ reply với một cổng thông thường, trên cổng đó dữ liệu sẽ được gửi. Sau đó FTP client sẽ gửi một yêu cầu đến cổng này, tiếp đến sau đó cổng này sẽ reply bằng dữ liệu được yêu cầu.

Giọng nói trên giao thức Internet

Như những gì chúng tôi đã đề cập đến ở phần trên của phần này, VoIP cũng là một ứng dụng mạng nằm trong lớp ứng dụng. VoIP được định nghĩa là một giao thức được dùng để tối ưu hóa việc truyền tải giọng nói trên các mạng dựa trên các gói tin. Mặc dù vậy ở đây chúng tôi chỉ nhắc đến tính toàn vẹn của các ứng dụng thực thi các giao thức như vậy.

VoIP là một ví dụ điển hình trong họ các ứng dụng có nhiều sự thực thi khác nhau. Hình 2 thể hiện những dạng thực thi khác nhau của VoIP. Tất cả các thực thi này đều có thể truyền thông với nhau vì chúng đều dựa vào các lớp khác trong mô hình tham chiếu OSI. Trong khi đó mỗi một thực thi lại có thể sử dụng các thực thi khác của các hàm khác nhau trong các lớp khác và mỗi một thực thi này đều tương hợp với nhau. 

Hình 2: Những thực thi của VoIP


Nhìn chung, mô hình tham chiếu OSI là một mô hình khá trừu tượng, mô hình này nên được sử dụng như một hướng dẫn cho việc tìm hiểu cách hoạt động của mạng cũng như việc triển khai các ứng dụng mạng. Bằng cách chia từng phần trong một thiết kế vào các lớp trong mô hình tham chiếu, các thiết kế viên sẽ tăng được khả năng sử dụng của ứng dụng cũng như làm cho ứng dụng trở nên dễ dàng hơn trong việc duy trì và nâng cấp theo thời gian.

Các thành phần của một thiết kế không hoàn toàn phải bám chặt vào mô hình tham chiếu OSI mà trong thực tế vẫn còn có những tranh luận về chức năng nào sẽ thuộc về lớp nào. Tuy nhiên có một điều trong việc thực hành là dù có nằm ở lớp nào thì điều đó cũng không quan trọng vì các chức năng này làm việc giữa các lớp. Các chức năng khác được cung cấp bởi các lớp có thể không cần thiết và đôi khi sẽ không được hiện diện trong thiết kế; việc mã hóa là một ví dụ cụ thể cho vấn đề này.

Thứ Tư, 05/11/2008 14:15
31 👨 2.882