מודל 7 שכבות (OSI)

Post date: May 5, 2013 9:14:26 AM

מודל 7 שכבות (OSI)

מודל ה־OSI (קיצור של: Open Systems Interconnection) הוא מודל שכבתי אשר נוצר על ידי ארגון התקינה הבינלאומי. מטרת המודל היא להציג את הפעולות השונות הנדרשות על-מנת להעביר נתונים ברשת תקשורת, ואת הסדר בין הפעולות השונות. המודל מתייחס לחומרה, לתוכנה ולשידור וקליטת הנתונים, ובין השאר, מספק הסבר כללי על מרכיביה השונים של הרשת.

למרות שהמודל נוצר בעבור רשתות מחשבים, הוא יכול לייצג בקלות גם שיטות תקשורת אחרות, כגון שיחות טלפון או העברת מכתבים בדואר.

המבנה

מודל ה-OSI מורכב משבע שכבות. התפקיד של כל שכבה הוא לטפל בנתונים שנוצרו על ידי השכבה הקודמת (והשכבות שלפניה), על מנת שיהיה ניתן להעביר אותו לצד השני של ההתקשרות. הטיפול בכל שכבה כולל ניתוח וסיווג הנתונים שהוסיפה השכבה הקודמת, והוספת נתונים טכניים חדשים, אשר יסייעו לשכבה הבאה להמשיך לטפל בהעברת הנתונים אל היעד. לאחר שהנתונים הגיעו לצד השני, יש צורך לפענח את התוספות של השכבות הקודמות על מנת להגיע חזרה למידע המקורי. על מנת ששני הצדדים יוכלו לתקשר ביניהם - הם עובדים בדרך כלל על פי פרוטוקול מוסכם.

לחצו על שם השכבה למתן הסבר מורחב

משפט באנגלית המקל על זכירת השכבות הוא: All People Seem To Need Data Processing

תהליך העברת נתונים מצד לצד

שלבי תהליך העברת מכתב בדואר מפורטים על פי מודל ה-OSI

בצד המשדר יתבצעו פעולות הבאות:

1. המשתמש מפעיל תוכנה (לדוגמה מקיש שם של אתר אינטרנט בשורת הכתובות בדפדפן), שמודול התקשורת שלה מהווה את שכבת היישום.

2. שכבת הישום מורידה את הנתונים לשכבת הייצוג - שקובעת את שיטת יצוג הנתונים, לעתים דוחסת אותם ולעתים מקודדת אותם. לדוגמה, שכבה זו מקודדת את כתובת האתר שהוקשה בדפדפן האינטרנט בקידוד ASCII.

3. שכבת הייצוג מעבירה את הייצוג של פעולת המשתמש לשכבת השיחה, שכבת השיחה קובעת מתי ניתן לפנות בבקשה לשכבות התחתונות לצורך העברת הנתונים הלאה. בדוגמת שם אתר בדפדפן, יפעל ברמה זו שירות ה-DNS, אשר יתרגם את שם האתר לכתובת בשכבת הרשת.

4. מכאן יורד המידע לשכבת התעבורה, השכבה שולחת את הנתונים על פי פרוטוקול השיחה. השכבה אחראית על יצור שיחה (לחיצת יד).

5. שכבת הרשת אחראית על הדרך שהנתונים יעברו עד להגעתם ליעד. את היעד היא מקבלת מהשכבות העליונות. בדוגמה של פנייה לשרת DNS שכבת הרשת תייצר הודעה שיעדה הוא שרת ה-DNS.

6. שכבת הקו אחראית להעביר את אוסף הסביות שהתקבלו משכבת הרשת לנקודה הבאה - בדרכו של המידע ליעדו. השכבה תעביר לשכבה הפיזית סביות שיגרמו למידע להיקרא על ידי צומת התקשורת הבא בדרך לשרת.

7. השכבה הפיזית מתרגמת מידע סיביות למשל למתחים חשמליים או אותות אופטיים, ומשדרת את הנתונים על קו מוגדר.

בצד הקולט, כל הפעולות מתבצעות בכיוון השני:

1. שכבה פיזית קולטת את המתחים החשמליים או אותות אופטיים, מתרגמת אותם לביטים ומעבירה אותם לשכבת הקו.

2. שכבת קו מפענחת את חלק ההודעה שהוא "הכתובת", אם הכתובת היא הצומת הזה - ההודעה עוברת לשכבת הרשת.

3. שכבת הרשת מפענחת את המשך ההודעה - אם ההודעה היא לפעולת הצומת הזה - ההודעה עוברת הלאה לשכבת התעבורה. אם ההודעה רק צריכה לעבור בצומת הזה - ההודעה חוזרת ומשודרת לכיוון היעד האמיתי שלה.

4. שכבת התעבורה בודקת האם זו ההודעה שציפו לה ברצף השיחה עם הצד השני. אם כן - ההודעה עולה לשכבת השיחה. אם לא - נשלחת בקשה לשידור חוזר לשכבת הרשת.

5. שכבת השיחה מסנכרנת את ההודעה עם האפליקציות שמעליה.

6. שכבת הייצוג פורסת דחיסה ומפענחת קידוד ומעבירה לשכבת הישום נתונים בצורה בה הישום דורש.

7. שכבת הישום מעבירה לשאר היישום את הנתונים, והם מוצגים כאתר האינטרנט המבוקש.

עטיפה

נתונים שעוברים ברשת עוברים תהליך של עטיפה (encapsulation), בצד השולח כל שכבה מוסיפה נתוני בקרה שונים למידע המועבר, ובצד המקבל נתונים אלו מוסרים, שלב אחר שלב. במהלך שלבי העטיפה נהוג לכנות את הנתונים בשלבים שונים -

בשלוש השכבות העליונות הפרוטוקולים השונים מוסיפים פתיח ו/או סוגר לנתונים, והם מכונים "רצף נתונים" (Data Stream).

בשכבת התעבורה הנתונים מחולקים למקטעים (Segments) כדי שאפשר יהיה לבצע בקרה על ההעברה שלהם ברשת.

בשכבת הרשת כל מקטע מחולק לחבילות (Packets) ולכל חבילה מוצמדת הכתובת הלוגית של היעד.

בשכבת ה-Data Link לכל חבילה מוצמדת הכתובת הפיזית של היעד, והחבילות מכונות מסגרות (frames).

השכבה הפיזית עוסקת רק בייצוג הבינארי של המסגרות, ולכן מכונים - רצף בינארי (binary stream).

מודל 4 שכבות

מודל 4 שכבות (TCP/IP)

מודל TCP/IP (על שם חבילת הפרוטוקולים TCP/IP שעומדת בבסיס המודל) הוא מודל שכבתי המתאר תקשורת ברשתות מחשבים. מודל זה נבנה לאחר שהצטבר ידע נרחב באשר לחלוקה הדרושה במודל שכזה, והוא מבוסס במידת מה על מודל ה־OSI. מודל TCP/IP מורכב מארבע שכבות: שכבה מספר 1 היא הנמוכה ביותר, ושכבה מספר 4 היא הגבוהה ביותר, והיא מספקת שירותים למשתמש הקצה. כל אחת מהשכבות מקיימת את העקרונות הבאים:

כל שכבה מספקת שירותים לשכבה שמעליה;

כל שכבה משתמשת בשירותים שמספקת השכבה שמתחתיה;

כל שכבה מקיימת דיאלוג עם השכבה המקבילה לה במערכת שאיתה היא מתקשרת.

השכבות במודל

4. שכבת היישום (Application) - פרוטוקול התקשורת שמופעל על ידי תוכנת הקצה, עיבוד נתונים, ניהול תהליכים.

3. שכבת התעבורה (Transport) - שמירה על סדר הנתונים ובקרת זרימה. בניגוד לפרוטוקול TCP, המבטיח גם כי כל הנתונים שנשלחו מצד אחד יגיעו אל הצד השני, שכבת התעבורה של המודל לא מתחייבת לספק שירות זה. למשל פרוטוקול UDP, המממש שכבה זו, לא מוודא הגעה של הנתונים.

2. שכבת הרשת (network) - העברת נתונים על פי כתובות לוגיות.

1. השכבה הפיזית (Physical) - העברת אותות בינאריים, וחלוקת נתונים על פי כתובות פיזיות.