Aby bylo možné zajistit, aby více zařízení spolu mohla spolehlivě komunikovat, je nezbytné mít standardy. I když by nemělo být příliš těžké vytvořit jeden standard, realisticky potřebujete více než to. Chcete-li mít více standardů, které mohou spolupracovat, je důležité mít dobře srozumitelný rámec, aby bylo možné plnit důležité role cílenými standardy.
Model OSI je rámec, který popisuje sadu sedmi komunikačních vrstev potřebných k tomu, aby aplikace mohly komunikovat s jinými zařízeními prostřednictvím síťového připojení. Je kritické, že tento model není založen na žádném standardu, což znamená, že nemusí nutně stárnout nebo je třeba ho vyměnit, protože protokoly jsou zastaralé.
Navzdory tomu byly publikovány další modely, které mají variace na stejné téma, z nichž některé jsou v podstatě neoficiálně integrovány do modelu OSI. Řada dalších modelů zjednodušuje některé vrstvy způsobem, který lépe odráží aktuálně používané protokoly, jako je TCP/IP.
Vrstvy jsou rozděleny do dvou skupin: vrstvy médií a hostitelské vrstvy. Vrstvy médií se týkají skutečného přenosu dat přes připojení k cíli. Hostitelské vrstvy se týkají dat, která je třeba přenést, a způsobu jejich formátování. Vrstvy médií jsou fyzické, datové spojení a síť. Hostitelské vrstvy jsou Transport, Session, Presentation a Application. Vrstvy jsou očíslovány od jedné do sedmi, resp. Každá vrstva přímo interaguje pouze s vrstvou pod ní, přičemž poskytuje možnosti pro interakci vrstvy nad ní.
Vrstva 1: Fyzická vrstva
Fyzická vrstva je zodpovědná za přenos a příjem dat mezi dvěma zařízeními. Převádí digitální bity, které tvoří data, na signály používané příslušným přenosovým médiem. Neexistuje žádné specifikované médium, takže lze použít elektrické, optické nebo rádiové signály. Teoreticky to není omezeno ani na tyto: lze použít zvuk, příznaky nebo jakýkoli jiný způsob přenosu dat.
Je na konkrétních protokolech, aby definovaly přesné charakteristiky toho, co tvoří binární 1 nebo 0 na fyzické vrstvě. Je také na konkrétních protokolech, aby určily přenosové médium. U fyzických konektorů to může zahrnovat počet, polohu a tvar elektrických kolíků a způsob jejich připojení z jednoho zařízení k druhému. Příklady protokolů, které pokrývají fyzickou vrstvu, jsou Bluetooth, Ethernet a USB.
Vrstva 2: Data Link Layer
Linková vrstva poskytuje strukturu pro dvě přímo připojená zařízení. Tato zařízení budou ve stejné síti a kolizní doméně. Faktor kolizní domény znamená, že tato vrstva je dekódována a používána síťovými přepínači, ale ne síťovými rozbočovači. Je navržen tak, aby navazoval a ukončoval spojení mezi dvěma připojenými zařízeními a zjišťoval a tam, kde je to možné, opravoval chyby na fyzické vrstvě.
Tato vrstva byla v modelu IEEE 802 popsána jako dvě podvrstvy. Vrstvy Medium Access Control (MAC) a Logical Link Control (LLC). Vrstva MAC je zodpovědná za řízení toho, jak zařízení získávají přístup k přenosovému médiu a oprávnění k přenosu dat. Vrstva LLC zapouzdřuje protokoly síťové vrstvy a poskytuje kontrolu chyb a pořadí snímků.
Ethernet, Wi-Fi a Bluetooth jsou příklady protokolů, které pokrývají vrstvu datového spojení. MAC adresa síťových rozhraní vašeho počítače je spojena s vrstvou datového spojení.
Vrstva 3: Síťová vrstva
Síťová vrstva poskytuje funkce pro přenos paketů mezi sítěmi. Síťová vrstva poskytuje cílovou adresu pro síťový paket. Přesto nedefinuje, jak se tam dostat, nechává to na síti. IP adresa je příkladem adresy síťové vrstvy. Není zaručeno, že doručování zpráv bude na síťové vrstvě spolehlivé. Protokoly síťové vrstvy však mohou implementovat metody pro spolehlivé doručování zpráv.
Vrstva 4: Transportní vrstva
Transportní vrstva vytváří skutečnou datovou sekvenci, která má být přenášena. Vytváří data ve formátech, které jim umožňují, aby se vešly do maximální přenosové jednotky (MTU) připojení. MTU je maximální počet bajtů paketu, včetně všech záhlaví. Pokud je paket příliš velký, rozdělí jej na více paketů, které se mají přenést za sebou.
Transportní vrstva může volitelně řídit spolehlivost spojení mezi zdrojem a cílem přes celé spojení, jako by to bylo jediné přímé spojení. Některé transportní protokoly, jako je UDP, nepoužívají metody spolehlivosti. Naproti tomu jiné, jako je TCP, mají funkci pro detekci chyb a opakované vysílání zahozených paketů.
Vrstvy 5, 6 a 7: Vrstvy relace, prezentace a aplikace
Vrstvy 5, 6 a 7 jsou obecně seskupeny v modernějších komunikačních modelech a jsou v sadě Internet Protocol Suite staženy jako vrstva „Aplikace“. V modelu OSI vrstva relace nastavuje, řídí a ruší spojení mezi dvěma nebo více počítači, což se zhruba mapuje na procesy ověřování.
Prezentační vrstva zapouzdřuje a deenkapsuluje data. To může být stejně jednoduché jako formátování dat jako XML, ale také zahrnuje šifrování/dešifrování pomocí TLS. Aplikační vrstva odkazuje na skutečné aplikace a síťový provoz, který generují, jako je HTTP a FTP.
Závěr
Model OSI je koncepční model, který popisuje standardní rámec telekomunikačních systémů. Konkrétně se nespoléhá na žádný protokol, který by mu pomohl vyhnout se zastarání. Jak byly vyvinuty novější protokoly, některé vrstvy, které definuje, byly seskupeny do modernějších modelů.
To je zvláště patrné u vrstev 5, 6 a 7, které je obecně obtížné rozlišit a definovat pomocí moderního softwaru. Jiné vrstvy se vysvětlují snadněji, ale některé protokoly nemusí nutně zapadat do jedné kategorie. I když to není dokonalé, model OSI pomáhá pochopit složitost a vrstvy protokolů a systémů v internetové komunikaci.