Model OSI

Model OSI (Open System Interconnection) opisuje sposób przepływu informacji między aplikacjami software'owymi w jednej stacji sieciowej a software'owymi aplikacjami w innej stacji sieciowej przy użyciu medium transmisyjnego (np. kabla sieciowego, światłowodu).

- Model OSI jest modelem koncepcyjnym, skomponowanym z siedmiu warstw, z których każda opisuje określone funkcje sieciowe. System OSI zwany jest również kopertowym, działanie jego przypomina bowiem pakowanie przekazywanej wiadomości do kolejnych kopert, na których odwrocie jest umieszczana informacja kontrolna.

- Model został opracowany przez ISO (International Standarization Organization) w 1984 r. i w zasadzie powinien być znany przez każdego kto zajmuje się sieciami komputerowymi.

- Model OSI dzieli zadanie przesyłania informacji między stacjami sieciowymi na siedem mniejszych zadań składających się na poszczególne warstwy.

- Zadanie przypisane każdej warstwie ma charakter autonomiczny i może być implementowane niezależnie.

- Siedem niezależnych warstw zostało podzielone na dwie części: warstwy wyższe i warstwy niższe. Warstwy wyższe związane z aplikacjami i realizowane są programowo. Warstwy niższe modelu realizują transport danych.

Warstwy modelu OSI

7 Aplikacji

6 Prezentacji

5 Sesji

4 Transportu

3 Sieci

2 Łącza danych

1 Fizyczna

Warstwa 1: Fizyczna

Model funkcjonalny (obejmuje procesy i mechanizmy dot. przenoszenia sygnałów na nośnik, nie obejmuje medium transmisyjnego czyli nośnika)

• warstwa najniższa

• odpowiedzialna za przesyłanie strumienia bitów

• odbiera ramki danych z warstwy 2

• odpowiedzialna także za odbiór bitów przychodzących strumieni danych

• widzi tylko jedynki i zera

• nie interpretuje otrzymywanych danych (nie ma korekcji błędów itp.)

• zajmuje się wyłącznie fizycznymi właściwościami otrzymywanych/wysyłanych sygnałów

Określa:

• wymagane charakterystyki wydajnościowe nośników

• napięcie

• rodzaj nośnika (kabel koncentryczny, skrętka, światłowód..)

• właściwości impedancji

• nawet fizyczny kształt złącza terminującego nośnik

Warstwa 2: Łącza danych

• odpowiedzialna za końcową zgodność przesyłanych danych

• odpowiedzialna za upakowanie danych w tzw. Ramki

• rozpoznaje zagubienie ramki na torze transmisji

• naprawia (o ile to możliwe) ramki uszkodzone

• ponowne składanie bitów otrzymywanych od warstwy 1 w ramki (buforuje - nie tworzy ramek od nowa)

Ramka jest strukturą właściwą dla warstwy, zawiera ilość informacji wystarczającą do pomyślnego przesłania danych, czyli zapewnia osiąganie miejsca docelowego w postaci niezmienionej w stosunku do postaci, w której zostały wysłane. Ramka zawiera informacje umożliwiające weryfikowanie integralności jej zawartości podczas transmisji.

• Węzeł docelowy wysyła potwierdzenie otrzymania ramki, węzeł wcześniej sprawdza integralność zawartości ramki

• Węzeł początkowy musi odebrać od węzła końcowego potwierdzenie otrzymania każdej ramki w postaci niezmienionej

Warstwy 1 i 2 są konieczne do komunikacji każdego rodzaju (czy LAN czy WAN ..)

Warstwa 3: Sieci

• odpowiedzialna za określanie trasy transmisji między komputerem nadawcą a odbiorcą

• nie ma żadnych wbudowanych mechanizmów kontroli i korekcji błędów

• polega na wiarygodnej transmisji końcowej warstwy łącza danych

• używana jest do komunikowania się z komputerami znajdującymi się poza lokalnym segmentem sieci LAN

Protokoły:

• IP

• IPX

• Apple Talk

Korzystanie z tej warstwy sieci nie jest konieczne, wymagane gdy komputery komunikujące się znajdują się w różnych segmentach sieci przedzielonych routerem.

Warstwa 4: Transportu

• funkcja podobna do warstwy łącza - odpowiedzialna za końcową integralność danych

• umożliwia integralność poza lokalnymi segmentami sieci LAN

• wykrywa ramki odrzucone przez routery i generuje żądanie ich ponownej transmisji

• resekwencjonowanie ramek w pakiecie (różne ścieżki lub uszkodzenie i ponowna retransmisja)

Protokoły:

• TCP

• UDP

• TTCP (eksperymentalny)

Warstwa 5: Sesji

• rzadko używana, wiele protokołów funkcje tej warstwy dołącza do warstwy transportowej

• zarządzanie przebiegiem komunikacji podczas połączenia między dwoma komputerami

• ten przepływ komunikacji nazywany jest sesją

• określa, czy komunikacja może zachodzić w jednym, czy obu kierunkach

• gwarantuje zakończenie wykonywania bieżącego żądania przed przyjęciem kolejnego

Warstwa 6: Prezentacji

• odpowiedzialna za zarządzanie sposobem kodowania wszelkich danych

• odpowiedzialna za translację między niezgodnymi schematami kodowania

• może być wykorzystywana do niwelowania różnic między formatami zmiennopozycyjnymi

• do szyfrowania i rozszyfrowywania wiadomości

• do kompresji danych

Warstwa 7: Aplikacji

• nie obejmuje aplikacji użytkownika

• pełni rolę interfejsu pomiędzy aplikacjami użytkownika a usługami sieci

• inicjuje sesje komunikacyjne

Zastosowanie modelu OSI

• każda warstwa wyposażona jest w interfejsy warstw sąsiednich

• Model składa się z 7 warstw, to komunikacja w ramach jednego segmentu LAN może nie korzystać z warstw komunikacyjnych 3 i 4

• przebieg fizyczny w pionie (stos)

• przebieg logiczny w poziomie - każdej warstwie wydaje się, że komunikuje się z taką samą warstwą drugiego komputera.

• do każdej warstwy stosu dodawany jest nagłówek (w kierunku od 7 do 1)

• Stos protokołów komputera odbierającego usuwa kolejne nagłówki (kierunek od 1 do 7)

• obecnie używane protokoły często dzielą funkcje nie między 7 a między 5 lub mniej warstw

• często warstwy wyższe różnią się znacznie od ich odpowiedników modelu OSI

Logiczny i faktyczny przebieg komunikacji warstwowej

Zastosowanie nagłówków warstwowych

---