MODEL OSI: 7 VRSTEV VYSVĚTLENÝCH V POČÍTAČOVÉ SÍTI

OSI znamená Otevřete systémové propojení je referenční model, který popisuje, jak jsou informace ze softwarové aplikace v jednom počítač se přes fyzické médium přesune do softwarové aplikace v jiném počítači.
OSI se skládá ze sedmi vrstev a každá vrstva vykonává určitou síťovou funkci.
Model OSI byl vyvinut Mezinárodní organizací pro standardizaci (ISO) v roce 1984 a nyní je považován za architektonický model pro komunikaci mezi počítači.
OSI model rozděluje celý úkol na sedm menších a zvládnutelných úkolů. Každé vrstvě je přiřazen konkrétní úkol.
Každá vrstva je samostatná, takže úkoly přiřazené každé vrstvě lze provádět nezávisle.

Vlastnosti modelu OSI:

Model OSI je rozdělen do dvou vrstev: horní vrstvy a spodní vrstvy.
Horní vrstva modelu OSI se zabývá především problémy souvisejícími s aplikacemi a jsou implementovány pouze v softwaru. Aplikační vrstva je nejblíže koncovému uživateli. Koncový uživatel i aplikační vrstva interagují se softwarovými aplikacemi. Horní vrstva označuje vrstvu těsně nad jinou vrstvou.
Spodní vrstva modelu OSI se zabývá problematikou přenosu dat. Linková vrstva a fyzická vrstva jsou implementovány v hardwaru a softwaru. Fyzická vrstva je nejnižší vrstvou modelu OSI a je nejblíže fyzickému médiu. Fyzická vrstva je zodpovědná především za umístění informací na fyzické médium.

7 vrstev modelu OSI

Existuje sedm vrstev OSI. Každá vrstva má jiné funkce. Níže je uveden seznam sedmi vrstev:

Fyzická vrstva
Data-Link Layer
Síťová vrstva
Transportní vrstva
Vrstva relace
Prezentační vrstva
Aplikační vrstva

1) Fyzická vrstva

Hlavní funkcí fyzické vrstvy je přenášet jednotlivé bity z jednoho uzlu do druhého.
Je to nejnižší vrstva modelu OSI.
Navazuje, udržuje a deaktivuje fyzické spojení.
Specifikuje mechanické, elektrické a procedurální specifikace síťového rozhraní.

Funkce fyzické vrstvy:

Topologie

2) Data-Link Layer

Tato vrstva je zodpovědná za bezchybný přenos datových rámců.
Definuje formát dat v síti.
Poskytuje spolehlivou a efektivní komunikaci mezi dvěma nebo více zařízeními.
Zodpovídá především za jedinečnou identifikaci každého zařízení, které se nachází v místní síti.
Obsahuje dvě podvrstvy:

Vrstva řízení přístupu k médiím je spojením mezi vrstvou řízení logického propojení a fyzickou vrstvou sítě.
Používá se pro přenos paketů po síti.

Funkce spojové vrstvy

Rámování:Vrstva datového spojení překládá fyzický bitový tok do paketů známých jako rámce. Vrstva Data link přidá do rámce záhlaví a upoutávku. Hlavička, která je přidána do rámce, obsahuje hardwarový cíl a zdrojovou adresu. Model OSI

Fyzické adresování:Vrstva Data link přidá do rámce záhlaví, které obsahuje cílovou adresu. Rámec je přenášen na cílovou adresu uvedenou v záhlaví.Řízení toku:Řízení toku je hlavní funkcí vrstvy Data-link. Je to technika, jejímž prostřednictvím je udržována konstantní rychlost přenosu dat na obou stranách, aby nedošlo k poškození dat. Zajišťuje, že vysílací stanice, jako je server s vyšší rychlostí zpracování, nepřekročí přijímací stanici s nižší rychlostí zpracování.Kontrola chyb:Kontrola chyb je dosažena přidáním vypočítané hodnoty CRC (Cyclic Redundancy Check), která je umístěna do přívěsu vrstvy datového spojení, která je přidána do rámce zprávy před jejím odesláním do fyzické vrstvy. Pokud se zdá, že dojde k nějaké chybě, pak přijímač odešle potvrzení o opětovném přenosu poškozených rámců.Řízení přístupu:Když jsou dvě nebo více zařízení připojena ke stejnému komunikačnímu kanálu, pak se protokoly vrstvy datového spoje použijí k určení, které zařízení má v daném čase kontrolu nad spojem.

3) Síťová vrstva

Je to vrstva 3, která spravuje adresování zařízení, sleduje umístění zařízení v síti.
Určuje nejlepší cestu pro přesun dat ze zdroje do cíle na základě podmínek sítě, priority služby a dalších faktorů.
Linková vrstva je zodpovědná za směrování a předávání paketů.
Směrovače jsou zařízení vrstvy 3, jsou specifikovány v této vrstvě a používají se k poskytování směrovacích služeb v rámci sítě.
Protokoly používané ke směrování síťového provozu jsou známé jako protokoly síťové vrstvy. Příklady protokolů jsou IP a Ipv6.

Funkce síťové vrstvy:

Práce s internetem:Hlavní odpovědností síťové vrstvy je propojení mezi sítěmi. Poskytuje logické spojení mezi různými zařízeními.Adresování:Síťová vrstva přidá zdrojovou a cílovou adresu do záhlaví rámce. Adresování se používá k identifikaci zařízení na internetu.Směrování:Směrování je hlavní složkou síťové vrstvy a určuje nejlepší optimální cestu z více cest od zdroje k cíli.Balení:Síťová vrstva přijímá pakety z horní vrstvy a převádí je na pakety. Tento proces je známý jako Packetizing. Toho je dosaženo pomocí internetového protokolu (IP).

4) Transportní vrstva

Transportní vrstva je vrstva 4, která zajišťuje, že zprávy jsou přenášeny v pořadí, v jakém jsou odesílány, a nedochází k duplicitě dat.
Hlavní odpovědností transportní vrstvy je kompletní přenos dat.
Přijímá data z horní vrstvy a převádí je na menší jednotky známé jako segmenty.
Tato vrstva může být nazvána jako end-to-end vrstva, protože poskytuje spojení point-to-point mezi zdrojem a cílem pro spolehlivé doručení dat.

V této vrstvě se používají dva protokoly:

Jedná se o standardní protokol, který umožňuje systémům komunikovat přes internet.
Navazuje a udržuje spojení mezi hostiteli.
Když jsou data odesílána přes připojení TCP, protokol TCP rozděluje data na menší jednotky známé jako segmenty. Každý segment cestuje přes internet pomocí několika tras a do cíle dorazí v různém pořadí. Protokol řízení přenosu mění pořadí paketů ve správném pořadí na přijímací straně.

User Datagram Protocol je protokol transportní vrstvy.
Jde o nespolehlivý transportní protokol, protože v tomto případě příjemce při přijetí paketu neposílá žádné potvrzení, odesílatel na žádné potvrzení nečeká. Proto je protokol nespolehlivý.

Funkce transportní vrstvy:

Adresování servisního místa:Počítače spouští několik programů současně z tohoto důvodu, přenos dat ze zdroje do cíle nejen z jednoho počítače do druhého, ale také z jednoho procesu do druhého. Transportní vrstva přidá hlavičku, která obsahuje adresu známou jako adresa servisního bodu nebo adresa portu. Zodpovědností síťové vrstvy je přenášet data z jednoho počítače do druhého počítače a odpovědností transportní vrstvy je předat zprávu správnému procesu.Segmentace a zpětná montáž:Když transportní vrstva přijme zprávu z horní vrstvy, rozdělí zprávu na více segmentů a každému segmentu je přiřazeno pořadové číslo, které každý segment jednoznačně identifikuje. Když zpráva dorazí na místo určení, transportní vrstva zprávu znovu sestaví na základě jejich pořadových čísel.Ovládání připojení:Transportní vrstva poskytuje dvě služby Služba orientovaná na připojení a služba bez připojení. Služba bez připojení zachází s každým segmentem jako s individuálním paketem a všechny cestují různými cestami, aby dosáhly cíle. Služba orientovaná na připojení vytvoří spojení s transportní vrstvou na cílovém počítači před doručením paketů. Ve službě orientované na spojení putují všechny pakety jedinou cestou.Řízení toku:Transportní vrstva je také zodpovědná za řízení toku, ale je prováděna end-to-end spíše než přes jedinou linku.Kontrola chyb:Transportní vrstva je také zodpovědná za kontrolu chyb. Kontrola chyb se provádí end-to-end spíše než přes jediný odkaz. Transportní vrstva odesílatele zajišťuje, že se zpráva dostane na místo určení bez jakékoli chyby.

5) Vrstva relace

Je to vrstva 3 v modelu OSI.
Vrstva relace se používá k vytvoření, udržování a synchronizaci interakce mezi komunikujícími zařízeními.

Funkce vrstvy relace:

Dialogové ovládání:Vrstva relace funguje jako dialogový kontrolér, který vytváří dialog mezi dvěma procesy nebo lze říci, že umožňuje komunikaci mezi dvěma procesy, které mohou být buď poloduplexní nebo plně duplexní.Synchronizace:Vrstva relace přidává některé kontrolní body při přenosu dat v sekvenci. Pokud se uprostřed přenosu dat vyskytne nějaká chyba, pak přenos proběhne znovu z kontrolního bodu. Tento proces je známý jako synchronizace a obnova.

6) Prezentační vrstva

Prezentační vrstva se zabývá především syntaxí a sémantikou informací vyměňovaných mezi těmito dvěma systémy.
Funguje jako překladač dat pro síť.
Tato vrstva je součástí operačního systému, který převádí data z jednoho formátu prezentace do jiného formátu.
Prezentační vrstva je také známá jako syntaktická vrstva.

Funkce prezentační vrstvy:

Překlad:Procesy ve dvou systémech si vyměňují informace ve formě řetězců znaků, čísel a podobně. Různé počítače používají různé metody kódování, prezentační vrstva se stará o interoperabilitu mezi různými metodami kódování. Převádí data z formátu závislého na odesílateli do běžného formátu a na přijímací straně mění běžný formát na formát závislý na příjemci.Šifrování:Pro zachování soukromí je nutné šifrování. Šifrování je proces převodu informací přenášených odesílatelem do jiné formy a odeslání výsledné zprávy přes síť.Komprese:Komprese dat je proces komprese dat, tj. snižuje počet bitů, které mají být přeneseny. Komprese dat je velmi důležitá v multimédiích, jako je text, zvuk, video.

7) Aplikační vrstva

Aplikační vrstva slouží jako okno pro uživatele a aplikační procesy pro přístup k síťové službě.
Řeší problémy, jako je transparentnost sítě, alokace zdrojů atd.
Aplikační vrstva není aplikace, ale vykonává funkce aplikační vrstvy.
Tato vrstva poskytuje koncovým uživatelům síťové služby.

Funkce aplikační vrstvy:

Adresářové služby: Aplikace poskytuje zdroje distribuované databáze a používá se k poskytování globálních informací o různých objektech.