Referenční model ISO/OSI
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Referenční model ISO/OSI vypracovala organizace ISO jako hlavní část snahy o standardizaci počítačových sítí nazvané OSI a v roce 1984 ho přijala jako mezinárodní normu ISO 7498. Kompletní text normy přijala také CCITT jako doporučení X.200.
Úlohou referenčního modelu je poskytnout základnu pro vypracování norem pro účely propojování systémů. Otevřený systém podle tohoto modelu je abstraktním modelem reálného otevřeného systému. Norma tedy nespecifikuje implementaci (realizaci) systémů, ale uvádí všeobecné principy sedmivrstvé síťové architektury. Popisuje vrstvy, jejich funkce a služby. Nejsou zde zařazeny žádné protokoly, které by vyžadovaly zbytečně mnoho detailů.
Obsah |
[editovat] Vrstvový model
Každá ze sedmi vrstev vykonává skupinu jasně definovaných funkcí potřebných pro komunikaci. Pro svou činnost využívá služeb své sousední nižší vrstvy. Své služby pak poskytuje sousední vyšší vrstvě.
Podle referenčního modelu není dovoleno vynechávat vrstvy, ale některá vrstva nemusí být aktivní. Takové vrstvě se říká nulová, nebo transparentní.
Komunikaci mezi systémy tvoří:
- komunikace mezi vrstvami jednoho systému, řídí se pravidly, které se obvykle nazývají rozhraní (interface)
- komunikace mezi stejnými vrstvami různých systémů, řídí se protokoly
Na počátku vznikne požadavek některého procesu v aplikační vrstvě. Příslušný podsystém požádá o vytvoření spojení prezentační vrstvu. V rámci aplikační vrstvy je komunikace s protějším systémem řízena aplikačním protokolem. Podsystémy v prezentační vrstvě se dorozumívají prezentačním protokolem. Takto se postupuje stále níže až k fyzické vrstvě, kde se použije pro spojení přenosové prostředí. Současně se při přechodu z vyšší vrstvy k nižší přidávají k uživatelským (aplikačním) datům záhlaví jednotlivých vrstev. Tak dochází k postupnému zapouzdřování původní informace. U příjemce se postupně zpracovávají řídící informace jednotlivých vrstev a vykonávají jejich funkce.
Mnemotechnická pomůcka pro zapamatování
- Aplikace potkala prezentaci, zrealizovali transport sítí, spojili se fyzicky.
[editovat] Fyzická vrstva
Vrstva č. 1, v originále physical layer. Specifikuje fyzickou komunikaci. Aktivuje, udržuje a deaktivuje fyzické spoje (např. komutovaný spoj) mezi koncovými systémy. Fyzické spojení může být dvoubodové (sériová linka) nebo mnohobodové (ethernet).
Fyzická vrstva definuje všechny elektrické a fyzikální vlastnosti zařízení. Obsahuje rozložení pinů, napěťové úrovně a specifikuje vlastnosti kabelů; stanovuje způsob přenosu "jedniček a nul". Huby, opakovače, síťové adaptéry a Hostitelské adaptéry (Host Bus Adapters používané v síťových úložištích SAN) jsou právě zařízení pracující na této vrstvě.
Hlavní funkce poskytované fyzickou vrstvou jsou:
- Navazování a ukončování spojení s komunikačním médiem.
- Spolupráce na efektivním rozložení všech zdrojů mezi všechny uživatele
- Modulace neboli konverze digitálních dat na signály používané přenosovým médiem (a zpět) (A/D, D/A převodníky).
[editovat] Spojová vrstva
Vrstva č. 2, v originále data link layer. Poskytuje spojení mezi dvěma sousedními systémy. Seřazuje přenášené rámce, stará se o nastavení parametrů přenosu linky, oznamuje neopravitelné chyby. Formátuje fyzické rámce, opatřuje je fyzickou adresou.
Datová vrstva poskytuje funkce k přenosu dat mezi jednotlivými síťovými jednotkami a detekuje případně opravuje chyby vzniklé na fyzické vrstvě. Nejlepším příkladem pro tohle je Ethernet. Na lokálních sítích založených na IEEE 802 a některých na IEEE 802 sítích jako je FDDI, by tato vrstva měla být rozdělena na vrstvu řízení přístupu k médiu (Medium Access Control, MAC) a vrstvu IEEE 802.2 logické řízení linek (Logical Link Control, LLC). Uspořádává data z fyzické vrstvy do logických celků známých jako rámce (frames).
Na této vrstvě pracují veškeré mosty a přepínače. Poskytuje propojení pouze mezi místně připojenými zařízeními a tak vytváří doménu na druhé vrstvě pro směrové a všesměrové vysílání.
[editovat] Síťová vrstva
Vrstva č. 3, v originále network layer. Tato vrstva se stará o směrování v síti a síťové adresování. Poskytuje spojení mezi systémy, které spolu přímo nesousedí. Obsahuje funkce, které umožňují překlenout rozdílné vlastnosti technologií v přenosových sítích.
Síťová vrstva poskytuje funkce k zajištění přenosu dat různé délky od zdroje k příjemci skrze jednu případně několik vzájemně propojených sítí při zachování kvality služby, kterou požaduje přenosová vrstva. Síťová vrstva poskytuje směrovací funkce a také reportuje o problémech při doručování dat. Veškeré směrovače pracují na této vrstvě a posílají data do jiných sítí. Zde se již pracuje s hierarchickou strukturou adres. Nejznámější protokol pracující na 3. vrstvě bude Internetový Protokol (IP). Na této vrstvě také pracuje router, ICMP,ARP, a jednotkou informace je paket.
[editovat] Transportní vrstva
Vrstva č. 4, v originále transport layer. Tato vrstva zajišťuje přenos dat mezi koncovými uzly. Jejím účelem je poskytnout takovou kvalitu přenosu jakou požadují vyšší vrstvy. Principielně nabízí tato vrstva dva typy služeb spojově(TCP) nebo nespojově orientované(UDP).
Hlavními protokoly této vrstvy jsou TCP a UDP.
- TCP - Zajišťuje 'spolehlivý' přenos dat, který vyžadují aplikace, kde nesmí "chybět ani paket". Jedná se o přenosy souborů, emailů, WWW stránek atd. Spolehlivost je zajištěna tzv. Flow control (zastavuje příjem paketů, aby bylo zabráněno přetečení zásobníku) a Windowing, kdy každý např. 3.(dle nastavení spojení) paket je uznán jako přijatý a druhý uzel žádá o přenos dalších 3 paketů. Jednotkou informace je na této vrstvě segment.
Windowing graficky:
Px = paket ACKx = acknowledgement (Potvrzení příjmu a žádost o další 3 pakety)
PC1 ---> P1 ---> PC2
PC1 ---> P2 ---> PC2
PC1 ---> P3 ---> PC2
PC1 <--- ACK4 <--- PC2
PC1 ---> P4 ---> PC2
PC1 ---> P5 -x-- PC2
PC1 ---> P6 ---> PC2
PC1 <--- ACK5 <--- PC2
PC1 ---> P5 ---> PC2
PC1 <--- ACK7 <--- PC2
PC1 ---> P7 ---> PC2
Grafické značení je pouze informativní, číslování se ovšem nachází v hlavičce paketu.
- UDP - Jedná se o 'nespolehlivý' přenos dat, kdy je na obtíž možnost zdržení (delay) v síti, způsobená kontrolou každého packetu. Zde se jedná o přenosy typu streamovaného videa, internetových rádií, vyhledávání sdílených souborů v rámci sítě DC++, on-line her atp.
Graficky a jednoduše:
PC1 ---> P1 ---> PC2 B
PC1 ---> P2 -x- PC2 x
PC1 ---> P3 -x- PC2 x
PC1 ---> P4 -x- PC2 x
PC1 ---> P5 ---> PC2 lá
PC1 ---> P6 ---> PC2 or
PC1 ---> P7 ---> PC2 chi
PC1 ---> P8 ---> PC2 dej
[editovat] Relační vrstva
Vrstva č. 5, v originále session layer. Smyslem vrstvy je organizovat a synchronizovat dialog mezi spolupracujícími relačními vrstvami obou systémů a řídit výměnu dat mezi nimi. Umožňuje vytvoření a ukončení relačního spojení, synchronizaci a obnovení spojení, oznamovaní výjimečných stavů. Do této vrstvy se řadí: NetBIOS, ASP, RPC, SSL, SQL.
[editovat] Prezentační vrstva
Vrstva č. 6, v originále presentation layer. Funkcí vrstvy je transformovat data do tvaru, které používají aplikace. Formát dat (datové struktury) se může lišit na obou komunikujících systémech, navíc dochází k transformaci pro účel přenosu dat nižšími vrstvami. Mezi funkce patří např. převod kódů a abeced, modifikace grafického uspořádání, přizpůsobení pořadí bajtů a pod. Vrstva se zabývá jen strukturou dat, ale ne jejich významem, který je znám jen vrstvě aplikační. Příklady protokolů: SMB (Samba)
[editovat] Aplikační vrstva
Vrstva č. 7, v originále application layer. Účelem vrstvy je poskytnout aplikacím přístup ke komunikačnímu systému a umožnit tak jejich spolupráci. Do této vrstvy se řadí tyto služby a protokoly: FTP, DNS, DHCP, POP3, SMTP, SSH, Telnet, TFTP atd.
[editovat] Paralela
Příkladem připomínajícím vrstvový model ISO/OSI může být dopisová komunikace mezi manažery dvou firem. Každý prvek (s výjimkou fyzické vrstvy) má přímý kontakt (pomocí určitého rozhraní) pouze s prvky v sousedních vrstvách. Rozhraním se myslí např. poštovní schránka mezi 4. a 3. vrstvou nebo přihrádka mezi 3. a 2. vrstvou. Každý prvek na straně odesílatele zpracuje zprávu do takového tvaru (dle daného protokolu), aby jí rozuměl jeho ekvivalent na straně příjemce. Protokol např. udává, jak má být správně nadepsaná adresa 5. vrstvou, nebo jak správně ve 2. vrstvě seskupit více dopisů jdoucích stejným směrem.