OSI je zkratka pro Open Systems Interconnection , kde open znamená neproprietární. Jedná se o 7vrstvou architekturu, přičemž každá vrstva má specifickou funkcionalitu. Všech těchto 7 vrstev spolupracuje na přenosu dat z jedné osoby na druhou po celém světě. Referenční model OSI byl vyvinut společností ISO – „Mezinárodní organizace pro normalizaci“. “, v roce 1984.

Model OSI poskytuje a teoretický základ pro pochopení síťová komunikace . Obvykle však není přímo implementován jako celek v reálném světě síťový hardware nebo software . Namísto, specifické protokoly a technologií jsou často navrženy na základě principů uvedených v OSI model pro usnadnění efektivního přenosu dat a síťových operací.

Předpoklad: Základy počítačových sítí

• Co je model OSI?
• Co je 7 vrstev modelu OSI?
• Fyzická vrstva – vrstva 1
• Síťová vrstva – vrstva 3
• Transportní vrstva – vrstva 4
• Vrstva relace – vrstva 5
• Prezentační vrstva – vrstva 6
• Aplikační vrstva – vrstva 7
• Výhody modelu OSI
• OSI model v kostce
• Model OSI vs TCP/IP

Co je model OSI?

Model OSI, vytvořený v roce 1984 ISO , je referenční rámec, který vysvětluje proces přenosu dat mezi počítači. Dělí se na sedm vrstev, které spolupracují provádět specializované síťové funkce , což umožňuje systematičtější přístup k vytváření sítí.

Co je 7 vrstev modelu OSI?

Model OSI se skládá ze sedmi abstrakčních vrstev uspořádaných v pořadí shora dolů:

1. Fyzická vrstva
2. Síťová vrstva
4. Transportní vrstva
5. Vrstva relace
6. Prezentační vrstva
7. Aplikační vrstva

Fyzická vrstva – vrstva 1

Nejnižší vrstvou referenčního modelu OSI je fyzická vrstva. Je zodpovědný za skutečné fyzické spojení mezi zařízeními. Fyzická vrstva obsahuje informace ve formě bitů. Je zodpovědný za přenos jednotlivých bitů z jednoho uzlu do druhého. Při příjmu dat tato vrstva získá přijatý signál a převede ho na 0s a 1s a odešle je do vrstvy Data Link, která rám opět sestaví.

Funkce fyzické vrstvy

• Bitová synchronizace: Fyzická vrstva zajišťuje synchronizaci bitů poskytnutím hodin. Tyto hodiny řídí jak vysílač, tak přijímač, čímž zajišťují synchronizaci na bitové úrovni.
• Ovládání bitové rychlosti: Fyzická vrstva také definuje přenosovou rychlost, tj. počet bitů odeslaných za sekundu.
• Fyzické topologie: Fyzická vrstva určuje, jak jsou různá zařízení/uzly uspořádány v síti, tj. topologie sběrnice, hvězdy nebo sítě.
• Režim přenosu: Fyzická vrstva také definuje, jak tok dat mezi dvěma připojenými zařízeními. Různé možné přenosové režimy jsou Simplex, half-duplex a full-duplex.

Poznámka:

1. Rozbočovač, opakovač, modem a kabely jsou zařízení fyzické vrstvy.
2. Síťová vrstva, datová linková vrstva a fyzická vrstva jsou také známé jako Spodní vrstvy nebo Hardwarové vrstvy .

MAC adresa .
Linková vrstva je rozdělena na dvě podvrstvy:

1. Řízení přístupu k médiím (MAC)

Paket přijatý ze síťové vrstvy je dále rozdělen do rámců v závislosti na velikosti rámce NIC (Network Interface Card). DLL také zapouzdří adresu MAC odesílatele a příjemce v záhlaví.

MAC adresa přijímače se získá umístěním ARP (Address Resolution Protocol) dotaz na drát s dotazem Kdo má tu IP adresu? a cílový hostitel odpoví svou MAC adresou.

Funkce Data Link Layer

• Rámování: Rámování je funkcí spojové vrstvy. Poskytuje odesílateli způsob, jak přenést sadu bitů, které jsou smysluplné pro příjemce. Toho lze dosáhnout připojením speciálních vzorů bitů na začátek a konec rámu.
• Fyzické adresování: Po vytvoření rámců přidá vrstva datového spojení fyzické adresy ( MAC adresy ) odesílatele a/nebo příjemce v záhlaví každého rámce.
• Kontrola chyb: Linková vrstva poskytuje mechanismus kontroly chyb, ve kterém detekuje a znovu vysílá poškozené nebo ztracené rámce.
• Řízení toku: Rychlost přenosu dat musí být na obou stranách konstantní, jinak může dojít k poškození dat, takže řízení toku koordinuje množství dat, které lze odeslat před obdržením potvrzení.
• Řízení přístupu: Když je jeden komunikační kanál sdílen více zařízeními, podvrstva MAC vrstvy datového spoje pomáhá určit, které zařízení má v daném čase kontrolu nad kanálem.

Poznámka:

1. Paket ve vrstvě Data Link je označován jako Rám.
2. Vrstva Data Link je spravována NIC (Network Interface Card) a ovladači zařízení hostitelských strojů.
3. Switch & Bridge jsou zařízení Data Link Layer.

Síťová vrstva – vrstva 3

Síťová vrstva funguje pro přenos dat z jednoho hostitele na druhý umístěný v různých sítích. Postará se také o směrování paketů, tj. výběr nejkratší cesty pro přenos paketu z počtu dostupných cest. Odesílatel a příjemce IP adresa es jsou umístěny v záhlaví síťovou vrstvou.

Funkce síťové vrstvy

• Směrování: Protokoly síťové vrstvy určují, která trasa je vhodná od zdroje k cíli. Tato funkce síťové vrstvy je známá jako směrování.
• Logické adresování: Aby bylo možné jednoznačně identifikovat mezisíť každého zařízení, síťová vrstva definuje schéma adresování. IP adresy odesílatele a příjemce jsou umístěny v hlavičce síťovou vrstvou. Taková adresa odlišuje každé zařízení jedinečně a univerzálně.

Poznámka:

1. Segment ve vrstvě sítě je označován jako Paket .
2. Síťová vrstva je implementována síťovými zařízeními, jako jsou směrovače a přepínače.

Transportní vrstva – vrstva 4

Transportní vrstva poskytuje služby aplikační vrstvě a přebírá služby síťové vrstvě. Data v transportní vrstvě se označují jako Segmenty . Je odpovědný za doručení kompletní zprávy od začátku do konce. Transportní vrstva také poskytuje potvrzení o úspěšném přenosu dat a znovu přenáší data, pokud je nalezena chyba.

Na straně odesílatele: Transportní vrstva přijímá formátovaná data z horních vrstev, provádí Segmentace a také implementuje Řízení toku a chyb aby byl zajištěn správný přenos dat. Přidává také Zdroj a Cíl číslo portu s v jeho záhlaví a předá segmentovaná data do síťové vrstvy.

Poznámka: Odesílatel potřebuje znát číslo portu spojené s aplikací příjemce.

Obecně se toto číslo cílového portu konfiguruje buď ve výchozím nastavení, nebo ručně. Když například webová aplikace požaduje webový server, obvykle používá port číslo 80, protože toto je výchozí port přiřazený webovým aplikacím. Mnoho aplikací má přiřazeny výchozí porty.

Na straně příjemce: Transportní vrstva přečte číslo portu ze své hlavičky a přijatá data předá příslušné aplikaci. Provádí také sekvenování a opětovné sestavení segmentovaných dat.

Funkce transportní vrstvy

• Segmentace a opětovné sestavení: Tato vrstva přijímá zprávu z vrstvy (relace) a rozděluje zprávu na menší jednotky. Každý z vyrobených segmentů má přiřazenou hlavičku. Transportní vrstva na cílové stanici zprávu znovu sestaví.
• Adresování servisního místa: Aby byla zpráva doručena správnému procesu, hlavička transportní vrstvy obsahuje typ adresy nazývaný adresa bodu služby nebo adresa portu. Zadáním této adresy tedy transportní vrstva zajišťuje doručení zprávy správnému procesu.

Služby poskytované transportní vrstvou

1. Služba orientovaná na připojení
2. Služba bez připojení

1. Služba orientovaná na připojení: Jedná se o třífázový proces, který zahrnuje

• Zřízení připojení
• Přenos dat
• Ukončení/odpojení

Při tomto typu přenosu odešle přijímací zařízení potvrzení zpět do zdroje po přijetí paketu nebo skupiny paketů. Tento typ přenosu je spolehlivý a bezpečný.

2. Služba bez připojení: Jedná se o jednofázový proces a zahrnuje přenos dat. Při tomto typu přenosu příjemce nepotvrdí přijetí paketu. Tento přístup umožňuje mnohem rychlejší komunikaci mezi zařízeními. Služba orientovaná na připojení je spolehlivější než služba bez připojení.

Poznámka:

1. Volají se data v transportní vrstvě Segmenty .
2. Transportní vrstva je provozována operačním systémem. Je součástí operačního systému a komunikuje s aplikační vrstvou prostřednictvím systémových volání.
3. Transportní vrstva se nazývá as Srdce OSI Modelka.
4. Použití zařízení nebo protokolu: TCP, UDP NetBIOS, PPTP

Vrstva relace – vrstva 5

Tato vrstva je zodpovědná za navazování spojení, údržbu relací a ověřování a také zajišťuje bezpečnost.

Funkce vrstvy relace

• Založení, údržba a ukončení relace: Vrstva umožňuje dvěma procesům navázat, používat a ukončit spojení.
• Synchronizace: Tato vrstva umožňuje procesu přidávat kontrolní body, které jsou považovány za synchronizační body v datech. Tyto synchronizační body pomáhají identifikovat chybu, aby byla data správně znovu synchronizována a konce zpráv nebyly předčasně přerušeny a bylo zabráněno ztrátě dat.
• Dialogový ovladač: Vrstva relace umožňuje dvěma systémům zahájit vzájemnou komunikaci v poloduplexním nebo plně duplexním režimu.

Poznámka:

1. Všechny níže uvedené 3 vrstvy (včetně Session Layer) jsou integrovány jako jedna vrstva v TCP/IP model jako aplikační vrstva.
2. Implementaci těchto 3 vrstev provádí samotná síťová aplikace. Tyto jsou také známé jako Horní vrstvy popř Softwarové vrstvy.
3. Použití zařízení nebo protokolu: NetBIOS, PPTP.

Například:-

Uvažujme scénář, kdy chce uživatel odeslat zprávu prostřednictvím nějaké aplikace Messenger spuštěné v jeho prohlížeči. The Posel zde funguje jako aplikační vrstva, která uživateli poskytuje rozhraní pro vytváření dat. Tato zpráva nebo tzv Data jsou komprimovány, volitelně zašifrovány (pokud jsou data citlivá) a převedeny na bity (0 a 1), aby mohly být přenášeny.

Komunikace ve vrstvě relace

Prezentační vrstva – vrstva 6

Prezentační vrstva se také nazývá Překladová vrstva . Zde jsou extrahována data z aplikační vrstvy a manipulována podle požadovaného formátu pro přenos po síti.

Funkce prezentační vrstvy

• Překlad: Například, ASCII až EBCDIC .
• Šifrování/dešifrování: Šifrování dat převádí data do jiné formy nebo kódu. Šifrovaná data jsou známá jako šifrovaný text a dešifrovaná data jsou známá jako prostý text. Hodnota klíče se používá pro šifrování i dešifrování dat.
• Komprese: Snižuje počet bitů, které je třeba v síti přenést.

Poznámka: Použití zařízení nebo protokolu: JPEG, MPEG, GIF

Aplikační vrstva – vrstva 7

Na samém vrcholu zásobníku OSI referenčního modelu vrstev najdeme aplikační vrstvu, která je implementována síťovými aplikacemi. Tyto aplikace vytvářejí data, která mají být přenášena po síti. Tato vrstva také slouží jako okno pro přístup aplikačních služeb do sítě a pro zobrazení přijatých informací uživateli.

Příklad : Aplikace – Prohlížeče, Skype Messenger atd.

Poznámka: 1. Vrstva aplikace se také nazývá Desktop Layer.

2. Použití zařízení nebo protokolu: SMTP

Funkce aplikační vrstvy

Hlavní funkce aplikační vrstvy jsou uvedeny níže.

• Síťový virtuální terminál (NVT) : Umožňuje uživateli přihlásit se ke vzdálenému hostiteli.
• Přístup a správa přenosu souborů (FTAM): Tato aplikace umožňuje uživateli
  přistupovat k souborům ve vzdáleném hostiteli, načítat soubory ve vzdáleném hostiteli a spravovat nebo
  ovládat soubory ze vzdáleného počítače.
• Poštovní služby: Poskytujte e-mailovou službu.
• Adresářové služby: Tato aplikace poskytuje zdroje distribuovaných databází
  a přístup ke globálním informacím o různých objektech a službách.

Poznámka: Model OSI funguje jako referenční model a není implementován na internetu kvůli jeho pozdnímu vynálezu. Aktuální používaný model je model TCP/IP.

Podívejme se na to s příkladem:

Luffy pošle e-mail svému příteli Zoro.

Krok 1: Luffy komunikuje s e-mailovou aplikací jako Gmail , výhled , atd. Napíše svůj email k odeslání. (To se děje v Vrstva 7: Aplikační vrstva )

Krok 2: Poštovní aplikace se připravuje na přenos dat, jako je šifrování dat a jejich formátování pro přenos. (To se děje v Vrstva 6: Prezentační vrstva )

Krok 3: Mezi odesílatelem a příjemcem je na internetu navázáno spojení. (To se děje v Vrstva 5: Vrstva relace )

filmové weby podobné 123movies

Krok 4: E-mailová data jsou rozdělena do menších segmentů. Přidává pořadové číslo a informace o kontrole chyb, aby byla zachována spolehlivost informací. (To se děje v Vrstva 4: Transportní vrstva )

Krok 5: Adresování paketů se provádí za účelem nalezení nejlepší cesty pro přenos. (To se děje v Vrstva 3: Síťová vrstva )

Krok 6: Datové pakety jsou zapouzdřeny do rámců, poté je přidána MAC adresa pro místní zařízení a následně pomocí detekce chyb kontroluje chyba. (To se děje v Vrstva 2: Data Link Layer )

Krok 7: Nakonec jsou rámce přenášeny ve formě elektrických/optických signálů přes fyzické síťové médium, jako je ethernetový kabel nebo WiFi.

Poté, co e-mail dorazí k příjemci, tj. Zoro, proces obrátí a dešifruje obsah e-mailu. Nakonec se e-mail zobrazí na e-mailovém klientovi Zoro.

Výhody modelu OSI

Model OSI definuje komunikaci výpočetního systému do 7 různých vrstev. Mezi jeho výhody patří:

• Rozděluje síťovou komunikaci do 7 vrstev, což usnadňuje její pochopení a odstraňování problémů.
• Standardizuje síťovou komunikaci, protože každá vrstva má pevné funkce a protokoly.
• Diagnostika problémů se sítí je jednodušší s OSI model .
• Je snazší se zlepšovat pomocí vylepšení, protože každá vrstva může získávat aktualizace samostatně.

Model OSI – architektura vrstev

Model OSI vs TCP/IP

Některé klíčové rozdíly mezi modelem OSI a Model TCP/IP jsou:

1. TCP/IP model se skládá ze 4 vrstev, ale OSI model má 7 vrstev. Vrstvy 5, 6, 7 modelu OSI jsou sloučeny do aplikační vrstvy modelu TCP/IP a Vrstvy OSI 1 a 2 jsou spojeny do vrstev síťového přístupu protokolu TCP/IP.
2. Model TCP/IP je starší než model OSI, jde tedy o základní protokol, který definuje, jak by se měla data přenášet online.
3. Ve srovnání s modelem OSI má model TCP/IP méně přísné hranice vrstev.
4. Všechny vrstvy modelu TCP/IP jsou potřebné pro přenos dat, ale v modelu OSI mohou některé aplikace některé vrstvy přeskočit. Pro přenos dat jsou nutné pouze vrstvy 1, 2 a 3 modelu OSI.

Věděl jsi?

Protokol TCP/IP ( Transfer Control Protocol/Internet Protocol ) byl vytvořen agenturou ARPA (Advanced Research Projects Agency) amerického ministerstva obrany v 70. letech minulého století.

Diskutovali jsme o Co je model OSI?, Co jsou vrstvy modelu OSI, Jak toky dat v 7 vrstvách modelu OSI a rozdíly mezi protokolem TCP/IP a protokolem OSI.

Co je model OSI? – Nejčastější dotazy

Používá se stále vrstva OSI?

Ano, OSI model je stále používán síťových profesionálů lépe porozumět cestám a procesům abstrakce dat.

Jaká je nejvyšší vrstva modelu OSI?

Vrstva 7 popř Aplikační vrstva je nejvyšší vrstva modelu OSI.

Co je vrstva 8?

Vrstva 8 ve skutečnosti v modelu OSI neexistuje, ale často se vtipně používá k označení koncového uživatele. Například: a Chyba vrstvy 8 by byla chybou uživatele.