Model OSI (Open Systems Interconnection)

Model OSI (Open Systems Interconnection) to teoretyczny model referencyjny, który opisuje sposób, w jaki systemy komunikacyjne powinny współpracować w sieci komputerowej. Jest to standardowy framework opracowany przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), który służy do rozwoju protokołów i technologii sieciowych.

Model OSI składa się z 7 warstw, które opisują różne aspekty komunikacji w sieci. Każda warstwa ma określoną funkcjonalność i działa na podstawie usług dostarczanych przez warstwę poniżej oraz udostępnia usługi warstwie wyżej.

1. Warstwa fizyczna (Physical Layer)
• Opis: Warstwa fizyczna jest odpowiedzialna za fizyczne połączenie urządzeń sieciowych i przesyłanie surowych danych w postaci bitów przez medium transmisyjne (np. kabel miedziany, światłowód, fale radiowe).
• Zadania:
• Określanie specyfikacji sprzętu (np. typy kabli, złącza, wtyczki).
• Przesyłanie sygnałów elektrycznych, optycznych lub radiowych.
• Zapewnienie synchronizacji bitów (np. przesyłanie impulsów elektrycznych).
• Przykłady: Kabel Ethernet, światłowód, Wi-Fi, porty RJ45.

2. Warstwa łącza danych (Data Link Layer)
• Opis: Warstwa łącza danych odpowiada za niezawodne przesyłanie ramek danych pomiędzy urządzeniami w tej samej sieci (np. w obrębie tej samej sieci LAN). Zarządza dostępem do medium transmisyjnego i kontroluje błędy w przesyłanych danych.
• Zadania:
• Frakcjonowanie danych na ramki.
• Kontrola błędów (np. sprawdzanie integralności danych przy pomocy sum kontrolnych).
• Adresowanie fizyczne (adresy MAC).
• Protokóły: Ethernet, PPP, Wi-Fi (802.11), Frame Relay.
• Przykłady: Switch, most (bridge).

3. Warstwa sieciowa (Network Layer)
• Opis: Warstwa sieciowa odpowiada za przesyłanie danych między różnymi sieciami i zarządzanie adresowaniem, routowaniem oraz fragmentacją danych.
• Zadania:
• Rutowanie (określanie trasy, jaką pakiet ma pokonać od nadawcy do odbiorcy).
• Adresowanie logiczne (np. IP).
• Fragmentacja danych (dzielenie danych na mniejsze pakiety, jeśli to konieczne).
• Protokóły: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing Information Protocol).
• Przykłady: Router.

4. Warstwa transportowa (Transport Layer)
• Opis: Warstwa transportowa zapewnia niezawodną komunikację między urządzeniami końcowymi w sieci, zarządza segmentowaniem danych i zapewnia odpowiednią kolejność przesyłanych segmentów.
• Zadania:
• Podział danych na segmenty.
• Zapewnienie kontroli przepływu i kontroli błędów.
• Zapewnienie usług typu “end-to-end” (np. strona nadawcza i odbiorcza).
• Protokóły: TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).
• Przykłady: Komputer, który nawiązuje połączenie TCP lub wysyła dane UDP.

5. Warstwa sesji (Session Layer)
• Opis: Warstwa sesji jest odpowiedzialna za zarządzanie połączeniami (sesjami) między aplikacjami, ich synchronizację oraz organizowanie komunikacji.
• Zadania:
• Zarządzanie sesjami komunikacyjnymi (tworzenie, utrzymywanie, kończenie sesji).
• Synchronizacja przesyłanych danych (np. w przypadku dużych transferów).
• Ochrona przed utratą danych w trakcie przerwania połączenia.
• Protokóły: NetBIOS, RPC (Remote Procedure Call).
• Przykłady: Serwery aplikacji, komunikacja pomiędzy klientem a serwerem (np. HTTP, FTP).

6. Warstwa prezentacji (Presentation Layer)
• Opis: Warstwa prezentacji odpowiada za formatowanie danych, konwersję między różnymi formatami oraz szyfrowanie i kompresję informacji.
• Zadania:
• Konwersja danych między różnymi formatami (np. z ASCII do EBCDIC, konwersja obrazów).
• Szyfrowanie i deszyfrowanie danych (np. SSL/TLS).
• Kompresja danych.
• Protokóły: SSL/TLS, JPEG, GIF, MPEG.
• Przykłady: Programy do kompresji, SSL/TLS w HTTPS.

7. Warstwa aplikacji (Application Layer)
• Opis: Warstwa aplikacji jest najwyższą warstwą modelu OSI i odpowiada za interakcję z użytkownikiem oraz zapewnienie dostępu do usług sieciowych. Zawiera aplikacje i protokoły, które umożliwiają użytkownikowi korzystanie z usług sieciowych.
• Zadania:
• Obsługa aplikacji użytkownika.
• Zapewnienie dostępu do usług sieciowych (np. e-mail, web).
• Przesyłanie danych między aplikacjami.
• Protokóły: HTTP, FTP, SMTP, DNS, POP3, IMAP.
• Przykłady: Przeglądarki internetowe, aplikacje poczty elektronicznej, aplikacje FTP.

2. Zalety modelu OSI
• Modularność: Każda warstwa odpowiada za inne aspekty komunikacji, co umożliwia niezależne rozwijanie i modyfikowanie technologii na różnych warstwach.
• Zrozumienie komunikacji: Umożliwia lepsze zrozumienie, jak różne elementy sieci komunikują się ze sobą.
• Rozdzielenie funkcji: Każda warstwa zajmuje się określoną funkcjonalnością, co upraszcza rozwiązywanie problemów i tworzenie nowych technologii.

3. Zastosowanie modelu OSI

Model OSI jest użyteczny do projektowania, diagnozowania i rozwiązywania problemów w sieciach komputerowych. Chociaż w praktyce sieci komputerowe korzystają z innych modeli, takich jak TCP/IP, model OSI jest nadal fundamentem teoretycznym dla wielu koncepcji związanych z sieciami.