Ogólna charakterystyka

modelu OSI

1. Omówienie

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 realizowane są programowo. Warstwy niższe modelu realizują transport danych.

2. Charakterystyka warstw modelu OSI

1. warstwa aplikacji
   

Ma za zadanie udostępnienie użytkownikowi prostych i skutecznych narzędzi pozwalających na wykorzystanie zasobów sieci. System ten pozwala abonentowi przesyłanie plików, posługiwanie się bazami danych, itp. Jest to więc zbiór programów będących źródłem transmitowanych przez sieć danych. Warstwa aplikacji to nic innego jak interfejs użytkownika, widoczny w postaci zbioru poleceń akceptowanych przez program.

2. 
   warstwa

prezentacji

Zwana inaczej wirtualnym terminalem, zajmuje się transkodowaniem danych napływających z poziomu aplikacji. Konieczność transkodowania staje się zrozumiała jeżeli uwzględni się, że system otwarty na dołączanie (OSI) zakłada możliwość współpracy z różnymi typami terminali. Terminale te mogą stosować np. odmienne zbiory znaków sterujących (EOF, CR) co bardzo utrudnia ich komunikowanie. Z tego powodu zdefiniowano terminal wirtualny, który stanowi zbiór zaleceń i standardów określających sposób prawidłowej prezentacji poleceń wydawanych przez abonenta. Polecenia w formacie wirtualnego terminala są w pełni akceptowane przez sieć. Poziom prezentacji tłumaczy rozkazy terminala rzeczywistego na odpowiadające mu sekwencje terminala wirtualnego.

3. 
   warstwa

sesji

Realizuje dwie zasadnicze grupy zadań (funkcja administracyjna i dialogowa).

Funkcja administracyjna odpowiedzialna jest za nawiązanie połączenie logicznego i likwidowanie go po zakończeniu transmisji.

Funkcja dialogowa jest realizowana w czasie gdy połączenie logiczne zostało już zestawione. Przeprowadzanie procesu wymiany informacji wymaga jednak zarządzania kolejnością i kierunkiem przepływu i wiadomości oraz segmentacji na bloki stanowiące elementy dialogu. Nie należy mylić segmentacji wprowadzanej przez daną warstwę z dzieleniem transmitowanej informacji na pakiety. Chodzi tu o wyodrębnienie bloków logicznych umożliwiających jednoznaczne powiązania pytań i odpowiedzi.

Metody stosowane przez funkcje dialogowe:

• indywidualne numerowanie każdej sekwencji dialogu,

• zablokowanie terminala abonenckiego aż do chwili odpowiedzi na ostatnio zadane pytanie,

1. 
   warstwa transportowa

Powinna zapewniać wymaganą jakość procesu przenoszenia informacji, chodzi głównie o uzyskanie maksymalnej szybkości transmisji, dzięki maksymalnie efektywnemu wykorzystaniu kanału przyznanego danemu procesowi. Osiągnięcie tego celu jest możliwe dzięki stosowaniu multipleksacji, rozdzielanie i wiązania. Jak wynika z powyższego warstwa transportowa zajmuje się formowaniem ze strumienia informacji pakietów odpowiedniej długości, kolejną jej funkcją jest numerowanie pakietów w nadajniku i czuwanie nad prawidłową kolejnością przyporządkowania ich w odbiorniku, jak również zapewnienie możliwości retransmisji bloków zagubionych lub uszkodzonych w czasie transmisji.

2. warstwa

sesji

Odpowiada za transport pakietów między kolejnymi węzłami sieci, jej głównym zadaniem jest optymalny dobór trasy, tzw. routing pozwalający dostarczyć wiadomości do miejsca przeznaczenia w maksymalnie krótkim czasie. Warstwa ta steruje aktualnym obciążeniem systemu, proces ten polega na ograniczaniu liczby pakietów znajdujących się jednocześnie w sieci, aby zapobiec powstawaniu przeciążeń sieci. Do zadań należy także sterowanie przepływem, którego celem jest m.in. dostosowanie szybkości nadajnika do możliwości odbiornika.

3. warstwa

łącza danych

Jest przede wszystkim odpowiedzialna za zabezpieczenie transmitowanej informacji przed skutkami wystąpienia ewentualnych błędów transmisji. Najważniejszymi funkcjami realizowanymi przez warstwę jest synchronizacja i ramkowanie strumienia bitów oraz wykrywanie i korekcja zaistniałych błędów. Przeprowadzanie ostatniej z wymienionych informacji wymaga uzupełniania każdej z wysyłanych informacji o pole sumy kontrolnej. Poziom 2 nadaje również strumieniowi transmitowanych informacji formę pozwalającą łatwo rozpoznać aktualny stan zajętości kanału. Zadaniu temu służy m.in. poprzedzanie każdego z pakietów flagą o wzorze jednoznacznie identyfikowalnym w ciągu transmitowanych danych.

4. warstwa fizyczna

Odpowiada za przekazanie informacji do medium transmisyjnego, po którym dociera do stacji docelowej.

3. Jak warstwy modelu OSI współpracują ze sobą ?

Wymiana informacji między równorzędnymi warstwami modelu OSI.

Każda warstwa w stacji nadawczej dodaje informacje sterujące (nagłówki i/lub końcówki) do danych, a każda warstwa w stacji odbiorczej analizuje i usuwa z danych informacje sterujące.

Jeśli stacja A ma w aplikacji software'owej dane do przesłania do stacji B, to dane te są przekazywane do warstwy Aplikacji. Warstwa Aplikacji w stacji A komunikuje o tym dowolną informacją sterującą wymaganą przez warstwę Aplikacji w stacji B przez dodanie nagłówka do danych. Wynikowa jednostka informacji (nagłówek i dane) zostaje przesłana do warstwy Prezentacji, która dodaje swój własny nagłówek, zawierający informację sterującą przeznaczoną dla warstwy Prezentacji w stacji B. Rozmiar jednostki informacji zwiększa się, ponieważ w każdej warstwie dodawany jest nowy nagłówek (a czasem także końcówka) zawierający informację sterującą przeznaczoną dla równorzędnej warstwy w stacji B. Warstwa Fizyczna w stacji A całą jednostkę informacji przekazuje do medium sieciowego.

Warstwa Fizyczna w stacji B odbiera jednostkę informacyjną i przekazuje ją do warstwy Łącza danych. Warstwa ta odczytuje następnie informacje sterujące zawarte w nagłówku, przygotowane przez warstwę Łącza danych a stacji A. Następnie nagłówek zostaje usunięty, a pozostała zawartość jednostki informacji zostaje przekazana do warstwy Sieciowej. Każda warstwa realizuje taką samą czynność: odczytuje nagłówek przynależny tej warstwie, następnie usuwa go, a pozostałą jednostkę informacji przekazuje do następnej, wyższej warstwy. Po zrealizowaniu takiego zadania przez warstwę Aplikacji dane są przekazywane do oprogramowania użytkowego w stacji B w formie, w jakiej zostały wysłane przez aplikacje w stacji A.

---