Co to jest model OSI?
Model OSI (Open Systems Interconnection) jest modelem koncepcyjnym stworzonym przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną, który umożliwia różnym systemom komunikacyjnym porozumiewanie się za pomocą standardowych protokołów. W prostym języku angielskim, OSI zapewnia standard dla różnych systemów komputerowych, aby być w stanie komunikować się ze sobą.
Model OSI może być postrzegany jako uniwersalny język dla sieci komputerowych. Opiera się on na koncepcji podziału systemu komunikacji na siedem abstrakcyjnych warstw, z których każda jest nałożona na ostatnią.
Każda warstwa modelu OSI wykonuje określone zadanie i komunikuje się z warstwami znajdującymi się powyżej i poniżej. Ataki DDoS są ukierunkowane na konkretne warstwy połączenia sieciowego; ataki na warstwę aplikacji są ukierunkowane na warstwę 7, a ataki na warstwę protokołów są ukierunkowane na warstwy 3 i 4.
Dlaczego model OSI ma znaczenie?
Mimo że współczesny Internet nie jest ściśle zgodny z modelem OSI (jest bardziej zgodny z prostszym pakietem protokołów internetowych), model OSI jest nadal bardzo przydatny przy rozwiązywaniu problemów z siecią. Czy jest to jedna osoba, która nie może uzyskać ich laptopa w Internecie, lub strony internetowej jest w dół dla tysięcy użytkowników, model OSI może pomóc rozbić problem i wyizolować źródło kłopotów. Jeśli problem można zawęzić do jednej konkretnej warstwy modelu, można uniknąć wielu niepotrzebnych działań.
Jakie jest siedem warstw modelu OSI?
Siedem warstw abstrakcji modelu OSI można zdefiniować w następujący sposób, od góry do dołu:
7. Warstwa aplikacji
Jest to jedyna warstwa, która bezpośrednio wchodzi w interakcję z danymi pochodzącymi od użytkownika. Aplikacje programowe, takie jak przeglądarki internetowe i klienci poczty elektronicznej, polegają na warstwie aplikacji, aby zainicjować komunikację. Należy jednak wyjaśnić, że aplikacje klienckie nie są częścią warstwy aplikacji; warstwa aplikacji jest raczej odpowiedzialna za protokoły i manipulację danymi, na których opiera się oprogramowanie, aby zaprezentować użytkownikowi sensowne dane. Protokoły warstwy aplikacji obejmują HTTP, jak również SMTP (Simple Mail Transfer Protocol jest jednym z protokołów umożliwiających komunikację mailową).
6. Warstwa prezentacji
Warstwa ta jest przede wszystkim odpowiedzialna za przygotowanie danych tak, aby mogły być użyte przez warstwę aplikacji; innymi słowy, warstwa 6 sprawia, że dane są prezentowalne dla aplikacji do konsumpcji. Warstwa prezentacji jest odpowiedzialna za tłumaczenie, szyfrowanie i kompresję danych.
Dwa komunikujące się urządzenia mogą używać różnych metod kodowania, więc warstwa 6 jest odpowiedzialna za tłumaczenie przychodzących danych na składnię, którą może zrozumieć warstwa aplikacji urządzenia odbierającego.
Jeśli urządzenia komunikują się za pomocą połączenia szyfrowanego, warstwa 6 jest odpowiedzialna za dodawanie szyfrowania po stronie nadawcy, jak również dekodowanie szyfrowania po stronie odbiorcy, tak aby mogła przedstawić warstwie aplikacji niezaszyfrowane, czytelne dane.
Wreszcie warstwa prezentacji jest również odpowiedzialna za kompresowanie danych, które otrzymuje od warstwy aplikacji przed dostarczeniem ich do warstwy 5. Pomaga to poprawić szybkość i wydajność komunikacji poprzez zminimalizowanie ilości danych, które będą przesyłane.
5. Warstwa sesji
Jest to warstwa odpowiedzialna za otwieranie i zamykanie komunikacji pomiędzy dwoma urządzeniami. Czas pomiędzy otwarciem i zamknięciem komunikacji nazywany jest sesją. Warstwa sesji zapewnia, że sesja pozostaje otwarta wystarczająco długo, aby przesłać wszystkie wymieniane dane, a następnie natychmiast ją zamyka, aby uniknąć marnowania zasobów.
Warstwa sesji synchronizuje również transfer danych z punktami kontrolnymi. Na przykład, jeśli przesyłany jest plik o rozmiarze 100 megabajtów, warstwa sesji może ustawić punkt kontrolny co 5 megabajtów. W przypadku rozłączenia lub awarii po przesłaniu 52 megabajtów, sesja może zostać wznowiona od ostatniego punktu kontrolnego, co oznacza, że należy przesłać jeszcze tylko 50 megabajtów danych. Bez punktów kontrolnych cały transfer musiałby zaczynać się od nowa.
4. Warstwa transportowa
Warstwa 4 odpowiada za komunikację end-to-end pomiędzy dwoma urządzeniami. Obejmuje to pobieranie danych z warstwy sesji i rozbijanie ich na kawałki zwane segmentami przed wysłaniem ich do warstwy 3. Warstwa transportowa na urządzeniu odbiorczym jest odpowiedzialna za ponowne złożenie segmentów w dane, które mogą być wykorzystane przez warstwę sesji.
Warstwa transportowa jest również odpowiedzialna za kontrolę przepływu i kontrolę błędów. Kontrola przepływu określa optymalną prędkość transmisji, aby zapewnić, że nadawca z szybkim łączem nie przeciąża odbiornika z wolnym łączem. Warstwa transportowa przeprowadza kontrolę błędów po stronie odbiorcy, upewniając się, że otrzymane dane są kompletne i żądając retransmisji, jeśli tak nie jest.
3. Warstwa sieciowa
Warstwa sieciowa jest odpowiedzialna za ułatwienie transferu danych między dwiema różnymi sieciami. Jeśli dwa komunikujące się urządzenia są w tej samej sieci, to warstwa sieciowa jest zbędna. Warstwa sieciowa rozbija segmenty z warstwy transportowej na mniejsze jednostki, zwane pakietami, na urządzeniu nadawcy i ponownie składa te pakiety na urządzeniu odbiorczym. Warstwa sieciowa znajduje również najlepszą fizyczną ścieżkę dla danych, aby dotrzeć do miejsca przeznaczenia; jest to znane jako routing.
2. Warstwa łącza danych
Warstwa łącza danych jest bardzo podobna do warstwy sieciowej, z tym wyjątkiem, że warstwa łącza danych ułatwia przesyłanie danych między dwoma urządzeniami w SAMEJ sieci. Warstwa łącza danych pobiera pakiety z warstwy sieciowej i rozbija je na mniejsze części zwane ramkami. Podobnie jak warstwa sieciowa, warstwa łącza danych jest również odpowiedzialna za kontrolę przepływu i kontrolę błędów w komunikacji wewnątrzsieciowej (warstwa transportowa zajmuje się tylko kontrolą przepływu i kontrolą błędów w komunikacji międzysieciowej).
1. Warstwa fizyczna
Warstwa ta obejmuje fizyczny sprzęt zaangażowany w transfer danych, taki jak kable i przełączniki. Jest to również warstwa, w której dane są przekształcane w strumień bitów, czyli ciąg liczb 1 i 0. Warstwa fizyczna obu urządzeń musi również uzgodnić konwencję sygnału, aby można było odróżnić 1 od 0 na obu urządzeniach.
Jak dane przepływają przez model OSI
Aby informacje czytelne dla człowieka mogły być przesyłane przez sieć z jednego urządzenia do drugiego, dane muszą przemieścić się w dół siedmiu warstw modelu OSI na urządzeniu wysyłającym, a następnie w górę siedmiu warstw na urządzeniu odbierającym.
Na przykład: Pan Cooper chce wysłać do pani Palmer wiadomość e-mail. Pan Cooper komponuje swoją wiadomość w aplikacji pocztowej na swoim laptopie, a następnie naciska przycisk „wyślij”. Jego aplikacja przekaże wiadomość e-mail do warstwy aplikacji, która wybierze protokół (SMTP) i przekaże dane do warstwy prezentacji. Warstwa prezentacji skompresuje dane, a następnie trafi do warstwy sesji, która zainicjuje sesję komunikacyjną.
Dane trafią do warstwy transportowej nadawcy, gdzie zostaną podzielone na segmenty, a następnie te segmenty zostaną podzielone na pakiety w warstwie sieciowej, które zostaną podzielone jeszcze bardziej na ramki w warstwie łącza danych. Warstwa łącza danych dostarczy następnie te ramki do warstwy fizycznej, która przekształci dane w strumień bitów złożony z 1s i 0s i wyśle je przez fizyczne medium, takie jak kabel.
Odkąd komputer pani Palmer odbiera strumień bitów przez fizyczne medium (takie jak jej wifi), dane będą przepływać przez tę samą serię warstw na jej urządzeniu, ale w odwrotnej kolejności. Najpierw warstwa fizyczna przekształci strumień bitów z 1s i 0s w ramki, które zostaną przekazane do warstwy łącza danych. Warstwa łącza danych następnie ponownie złoży ramki w pakiety dla warstwy sieciowej. Warstwa sieciowa następnie zrobi segmenty z pakietów dla warstwy transportowej, która ponownie złoży segmenty w jeden kawałek danych.
Dane będą następnie przepływać do warstwy sesji odbiorcy, która przekaże dane do warstwy prezentacji, a następnie zakończy sesję komunikacyjną. Warstwa prezentacji usunie kompresję i przekaże surowe dane do warstwy aplikacji. Warstwa aplikacji przekaże dane czytelne dla człowieka do oprogramowania poczty elektronicznej pani Palmer, co pozwoli jej odczytać wiadomość od pana Coopera na ekranie laptopa.
.