Referenčný model ISO/OSI

Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (International Organization for Standardization – ISO) koncom roka 1979 prijala Referenčný model ISO/OSI (Reference Model of Open Systems Interconnection - Referenčný model prepojovania otvorených systémov), ktorý je odporúčacím modelom, ako riešiť vzájomné prepojovanie počítačových systémov rôznych typov a koncepcií, ktoré sú výsledkom práce rôznych výrobcov (heterogénne siete).

Model ISO/OSI pozostáva zo siedmich vrstiev (aplikačnej, prezentačnej, relačnej, transportnej, sieťovej, spojovej a fyzickej), ktoré definujú komunikačné schopnosti potrebné k uskutočneniu vzájomnej komunikácie medzi akýmikoľvek dvoma počítačmi. Každá vrstva využíva služby bezprostredne nižšej vrstvy a sama poskytuje svoje služby bezprostredne vyššej vrstve. Správa, súbor alebo akékoľvek údaje, ktoré budú odoslané do siete, musia prejsť týmito vrstvami, ktoré slúžia na to, aby údaje boli prenesené presne a neporušené.

Aplikačná vrstva

Aplikačná vrstva (Application Layer), najvyššia, najbližšie k užívateľovi, je zodpovedná za poskytovanie prístupu aplikáciám (poštovému klientovi, prehliadaču www stránok, službe FTP,...) do siete. Požiadavku prevedie na bity a pripojí hlavičku, ktorá identifikuje (určuje) vysielací a prijímací počítač.

Prezentačná vrstva

Prezentačná vrstva (Presentation Layer) preloží požiadavku do jazyka, ktorému rozumie prijímací počítač, t.j. vykoná transformácie potrebné pre správnu interpretáciu dát na cieľovom počítači. V tejto vrstve sú vykonané aj operácie ako dátová kompresia prípadne kódovanie dát. Vrstva pridá ďalšiu hlavičku, ktorá špecifikuje (určuje) jazyk a schému kompresie a kódovania.

Relačná vrstva

Relačná vrstva (Session Layer) nadväzuje, udržiava a ruší logické spojenia - relácie medzi koncovými účastníkmi komunikácie. Určí hranice pre začiatok a koniec správy a rozhodne, či bude správa odoslaná poloduplexným prenosom, keď sa počítače striedajú pri vysielaní a prijímaní (aj riadi smer komunikácie), alebo plne duplexným prenosom, keď oba počítače vysielajú a prijímajú súčasne. Podrobnosti o tom sa uložia do relačnej hlavičky. Zabezpečuje vkladanie bodov návratu do prenášaných blokov dát, ktoré v prípade niektorých komunikačných chýb slúžia na označenie miesta v postupnosti prenášaných dát, odkiaľ sa bude prenos opakovať.

Transportná vrstva

Transportná vrstva (Transport Layer) je zodpovedná za prenos dát na dohodnutej úrovni kvality. Rozdelí údaje na segmenty a vykoná kontrolné súčty vychádzajúce z obsahu dát, ktoré možno neskôr použiť na kontrolu správnosti ich usporiadania. Tiež vytvorí záložnú kópiu dát. Transportná hlavička obsahuje kontrolný súčet každého segmentu a jeho miesto v správe. Zaoberá sa komunikáciou len medzi koncovými používateľmi, t.j. medzi vysielajúcim uzlom a koncovým uzlom. K prenosovej vrstve neodmysliteľne patria porty, teda čísla komunikačných kanálov na ktorých jednotlivé aplikácie komunikujú.

Až tie potom spolu s IP adresou utvárajú kompletnú adresu aplikácie – napríklad webový server očakáva komunikáciu z internetového prehliadača na porte číslo 80 cez protokol TCP. Server elektronickej pošty komunikuje na portoch 25 (SMTP) a 110 (POP3), taktiež protokolu TCP. Hoci to teda v stavovom riadku prehliadača nevidíte, v skutočnosti sa pripája nielen na IP adresu webového servera, ale aj na konkrétny port, teda port 80 (adresa je v skutočnosti napr. http://ghubeneho.edu.sk:80/).

Sieťová vrstva

Sieťová vrstva (Network Layer) vyberá pre správu cestu. Zo segmentov vytvorí pakety, spočíta ich a pridá hlavičku, ktorá obsahuje poradie paketov a IP adresu počítača, ktorý správu prijme. Zaisťuje potrebné smerovanie (routing) prenášaných paketov, ak neexistuje priame spojenie medzi príjemcom a odosielateľom. Sieťová vrstva je jediná, ktorá „vidí” skutočnú topológiu siete.

Spojová vrstva

Spojová vrstva (Data Link Layer - vrstva dátových spojov, linková vrstva) dohliada na prenos, rozpoznáva chyby v prenose, potvrdzuje bezchybný prenos, prípadne si vyžiada opakovanie prenosu. Potvrdí kontrolný súčet a potom adresuje (MAC adresy - jedinečné adresy od výrobcu zariadení v ethernetovej sieti) a duplikuje pakety. Táto vrstva uchováva kópiu každého paketu, až kým nedostane potvrdenie z nasledujúceho bodu siete, že paket prišiel neporušený. Riadi tiež tok dát medzi dvoma uzlami, aby nedošlo k lokálnemu stavu uviaznutia komunikácie.

Fyzická vrstva

Fyzická vrstva (Physical Layer) je najspodnejšou vrstvou referenčného modelu OSI. Zabezpečuje sériový prenos bitov medzi dvoma sieťovými uzlami pomocou fyzickej prenosovej cesty. Kóduje obsah dátových paketov na sériu elektrických signálov reprezentovaných hodnotami 0 a 1 pri digitálnomprenose (napríklad pri prenose klasickou telefónnou linkou vytvára analógový signál).

Tieto signály sú posielané cez prenosové médium k fyzickej vrstve príjemcu. Sprostredkujúci uzol siete spočíta a overí kontrolný súčet každého paketu. Smerovač môže tiež správu presmerovať, aby sa zamedzilo zahlteniu siete.

U príjemcu sa proces spracovania cez jednotlivé vrstvy deje v opačnom poradí, t.j. prijatý elektrický signál je konvertovaný fyzickou vrstvou na sériu bitov. Tieto hodnoty sú zoskupené do paketov a odovzdané linkovej vrstve. Spojová vrstva prepočíta kontrolné súčty, potvrdí príjem a pakety zapíše. Sieťová vrstva prepočíta došlé pakety po stránke zabezpečenia. Transportná vrstva prepočíta kontrolné súčty a zloží segmenty správy. Relačná vrstva podrží časti správy, kým nie je kompletná a potom ju pošle vyššej vrstve. Prezentačná vrstva ju dekóduje, dekomprimuje a preloží. Aplikačná vrstva identifikuje príjemcu, prevedie bity na číselné znaky a údaje zašle príslušnej aplikácii.

Každá vrstva (okrem fyzickej) pridá k prenášaným údajom svoju hlavičku; posledné štyri vrstvy:

Vrstvy a typy dát

Najčastejšie používané porty a prenosové protokoly