Ahhoz, hogy több eszköz is megbízhatóan kommunikálhasson egymással, elengedhetetlen a szabványok megléte. Bár nem lehet túl nehéz egy szabványt létrehozni, reálisan nézve ennél többre van szükség. Ahhoz, hogy több szabvány működjön együtt, fontos, hogy legyen egy jól érthető keretrendszer, hogy a létfontosságú szerepeket célzott szabványok tölthessék be.
Az OSI-modell egy olyan keretrendszer, amely hét kommunikációs rétegből álló készletet ír le, amelyekre szükség van ahhoz, hogy az alkalmazások hálózati kapcsolaton keresztül kommunikálni tudjanak más eszközökkel. Kritikus módon ez a modell nem alapul semmilyen szabványon, ami azt jelenti, hogy nem feltétlenül öregszik, vagy nem kell cserélni, mivel a protokollok elavultak.
Ennek ellenére más modelleket is publikáltak, amelyek változatai ugyanarra a témára vonatkoznak, amelyek egy része lényegében, nem hivatalosan integrálva van az OSI modellbe. Számos más modell leegyszerűsíti néhány réteget oly módon, hogy jobban tükrözze a jelenleg használt protokollokat, például a TCP/IP-t.
A rétegek két csoportra vannak osztva: a média és a gazdagép rétegekre. A médiarétegek az adatok tényleges átviteléhez kapcsolódnak a célállomáshoz való kapcsolaton keresztül. A gazdagép rétegek a továbbítandó adatokhoz és a formázáshoz kapcsolódnak. A médiarétegek a fizikai, adatkapcsolati és hálózati rétegek. A gazdagép rétegek a szállítás, a munkamenet, a prezentáció és az alkalmazás. A rétegek egytől hétig vannak számozva. Mindegyik réteg csak közvetlenül lép kölcsönhatásba az alatta lévő réteggel, miközben lehetőséget biztosít a felette lévő réteg interakciójára.
1. réteg: Fizikai réteg
A fizikai réteg felelős az adatok átviteléért és fogadásáért két eszköz között. Az adatokat alkotó digitális biteket a megfelelő átviteli közeg által használt jelekké alakítja. Nincs meghatározott közeg, így elektromos, optikai vagy rádiójelek használhatók. Elméletileg még csak ezekre sem korlátozódik: hangot, zászlókat vagy bármilyen más adatátviteli módot használhatunk.
A konkrét protokollokon múlik, hogy pontosan meghatározzák, hogy mi számít bináris 1-nek vagy 0-nak a fizikai rétegen. Az átviteli közeg meghatározása is bizonyos protokolloktól függ. A fizikai csatlakozók esetében ez magában foglalhatja az elektromos érintkezők számát, helyzetét és alakját, valamint azt, hogy hogyan csatlakoznak egyik eszközről a másikra. A fizikai réteget lefedő protokollok például a Bluetooth, az Ethernet és az USB.
2. réteg: Adatkapcsolati réteg
Az adatkapcsolati réteg struktúrát biztosít két közvetlenül csatlakoztatott eszköz számára. Ezek az eszközök ugyanazon a hálózaton és az ütközési tartományon lesznek. Az ütközési tartomány tényezője azt jelenti, hogy ezt a réteget a hálózati kapcsolók dekódolják és használják, de a hálózati elosztók nem. Úgy tervezték, hogy kapcsolatokat hozzon létre és bontsa meg két csatlakoztatott eszköz között, valamint észlelje és lehetőség szerint korrigálja a fizikai réteg hibáit.
Ezt a réteget két alrétegként írták le az IEEE 802 modellben. A Medium Access Control (MAC) és a Logical Link Control (LLC) réteg. A MAC réteg felelős annak vezérléséért, hogy az eszközök hogyan jutnak hozzá az átviteli közeghez, és milyen engedélyt kapnak az adatok továbbítására. Az LLC réteg a hálózati réteg protokolljait tartalmazza, és hibaellenőrzést és keretsorrendet biztosít.
Az Ethernet, a Wi-Fi és a Bluetooth mind példák az adatkapcsolati réteget lefedő protokollokra. A számítógép hálózati interfészeinek MAC-címe az adatkapcsolati réteghez van társítva.
3. réteg: Hálózati réteg
A hálózati réteg biztosítja a csomagok hálózatok közötti továbbítását. A hálózati réteg célcímet biztosít a hálózati csomag számára. Ennek ellenére nem határozza meg, hogyan juthat el oda, ezt a hálózatra bízza. Az IP-cím egy példa a hálózati réteg címére. Az üzenettovábbítás nem garantált a hálózati rétegen. A hálózati rétegbeli protokollok azonban módszereket valósíthatnak meg a megbízható üzenettovábbításhoz.
4. réteg: Szállítási réteg
A szállítási réteg összeállítja a ténylegesen továbbítandó adatsorozatot. Olyan formátumban állítja össze az adatokat, amelyek lehetővé teszik, hogy elférjenek egy kapcsolati kapcsolat maximális átviteli egységében (MTU). Az MTU a csomag maximális bájtszáma, beleértve az összes fejlécet. Ha egy csomag túl nagy, akkor több csomagra szegmentálja, hogy egymás után továbbítsák.
A szállítási réteg opcionálisan szabályozhatja a forrás és a cél közötti kapcsolat megbízhatóságát a teljes kapcsolaton keresztül, mintha egyetlen közvetlen kapcsolat lenne. Egyes szállítási protokollok, például az UDP, nem alkalmaznak megbízhatósági módszereket. Ezzel szemben mások, mint a TCP, rendelkeznek a hibák észlelésére és az eldobott csomagok újraküldésére.
5., 6. és 7. réteg: Session, Presentation és Application réteg
Az 5., 6. és 7. rétegek általában modernebb kommunikációs modellekbe vannak csoportosítva, és az Internet Protocol Suite-ban „Alkalmazás” rétegként vannak felszámolva. Az OSI modellben a munkamenet réteg állítja be, vezérli és lebontja a kapcsolatokat két vagy több számítógép között, ami nagyjából a hitelesítési folyamatokhoz kapcsolódik.
A megjelenítési réteg beágyazza és kibontja az adatokat. Ez lehet olyan egyszerű, mint az adatok XML-formátumban történő formázása, de magában foglalja a TLS-sel történő titkosítást/dekódolást is. Az alkalmazási réteg a tényleges alkalmazásokra és az általuk generált hálózati forgalomra utal, mint például a HTTP és az FTP.
Következtetés
Az OSI modell egy elvi modell, amely a távközlési rendszerek szabványos keretrendszerét írja le. Nem támaszkodik kifejezetten semmilyen protokollra, amely segít elkerülni az elavulást. Az újabb protokollok kifejlesztésével az általuk meghatározott rétegek egy részét modernebb modellekbe csoportosították.
Ez különösen észrevehető az 5., 6. és 7. rétegeknél, amelyeket általában nehéz megkülönböztetni és meghatározni a modern szoftverekkel. Más rétegeket könnyebb megmagyarázni, de egyes protokollok nem feltétlenül illeszkednek egy kategóriába. Bár nem tökéletes, az OSI-modell segít megérteni a protokollok és rendszerek összetettségét és rétegeit az internetes kommunikációban.