Model ISO/OSI: Siedmiowarstwowa architektura sieciowa, funkcje i protokoły
Aby umożliwić bezproblemową komunikację między różnymi urządzeniami i systemami komputerowymi pochodzącymi od odmiennych producentów, Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) opracowała uniwersalny model referencyjny o nazwie OSI (Open Systems Interconnection). Dzieli on cały proces komunikacji sieciowej na 7 logicznych warstw. W ramach przedmiotu LSK (Lokalne Sieci Komputerowe) przyszły technik musi doskonale rozumieć zadania każdej warstwy, przepływ danych oraz kluczowe protokoły działające w tym modelu.
1. Warstwa 7: Aplikacyjna (Application)
Najwyższa warstwa, z którą bezpośrednio interaguje użytkownik oraz aplikacje uruchomione na komputerze (np. przeglądarka internetowa, klient poczty).
- Funkcje: Udostępnianie usług sieciowych aplikacjom użytkownika, obsługa żądań i interfejsów komunikacyjnych.
- Kluczowe protokoły: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS, DHCP, SSH, Telnet.
2. Warstwa 6: Prezentacji (Presentation)
Odpowiada za formatowanie i tłumaczenie danych wymienianych między systemami o różnych architekturach wewnętrznych.
- Funkcje: Kompresja danych, szyfrowanie i deszyfrowanie (np. SSL/TLS) oraz konwersja formatów tekstowych i graficznych (np. JPEG, ASCII).
- Kluczowe protokoły / standardy: SSL, TLS, JPEG, MPEG, ASCII.
3. Warstwa 5: Sesji (Session)
Zarządza nawiązywaniem, utrzymywaniem i kończeniem sesji komunikacyjnych (połączeń) między aplikacjami działającymi na różnych hostach.
- Funkcje: Synchronizacja transmisji, kontrola dialogu oraz mechanizmy wznawiania przerwanych połączeń (punktów kontrolnych).
- Kluczowe protokoły / standardy: NetBIOS, RPC, PPTP.
4. Warstwa 4: Transportowa (Transport)
Odpowiada za niezawodne lub szybkie doręczenie danych od źródła do przeznaczenia end-to-end, dzieląc duże pakiety na mniejsze segmenty.
- Funkcje: Kontrola przepływu danych, wykrywanie i korygowanie błędów, numerowanie segmentów oraz multipleksacja połączeń.
- Kluczowe protokoły:
- TCP (Transmission Control Protocol): Niezawodne połączenie z potwierdzeniami doręczenia i kontrolą strumienia.
- UDP (User Datagram Protocol): Szybka, bezpołączeniowa transmisja bez potwierdzeń (stosowana w strumieniowaniu wideo i grach online).
5. Warstwa 3: Sieciowa (Network)
Zarządza adresowaniem logicznym oraz wyznaczaniem optymalnej drogi (routingiem) dla pakietów danych między różnymi sieciami.
- Funkcje: Logiczne adresowanie hostów, wybór trasy w sieci WAN/LAN, translacja adresów oraz przekazywanie pakietów (routing).
- Kluczowe protokoły: IP (IPv4, IPv6), ICMP, ARP, protokoły routingu (OSPF, BGP, EIGRP).
6. Warstwa 2: Danych / Łącza Danych (Data Link)
Odpowiada za bezbłędną transmisję danych w obrębie tej samej sieci lokalnej (fizycznego segmentu) oraz dostęp do medium transmisyjnego.
- Funkcje: Adresowanie fizyczne (adresy MAC), wykrywanie błędów na poziomie ramek, kontrola dostępu do medium. Dzieli się na podwarstwy LLC i MAC.
- Kluczowe standardy i protokoły: Ethernet (IEEE 802.3), Wi-Fi (IEEE 802.11), PPP, przełączanie w oparciu o adresy MAC.
7. Warstwa 1: Fizyczna (Physical)
Najniższa warstwa zajmująca się przesyłaniem surowych bitów danych przez fizyczne medium transmisyjne.
- Funkcje: Definiowanie właściwości elektrycznych, mechanicznych i optycznych kabli, złączy, napięć oraz częstotliwości fal radiowych.
- Kluczowe standardy: Standardy okablowania skrętki (RJ-45), specyfikacje światłowodów, sygnały elektryczne i radiowe.
Strategia technika
Analizując awarię sieciową (np. brak dostępu do zasobów w sieci lokalnej lub brak połączenia z Internetem), zawsze stosuj metodę diagnostyczną od dołu do góry (bottom-up) lub od góry do dołu (top-down). Najpierw sprawdź warstwę 1 (czy świecą się diody na przełączniku i czy kabel jest sprawny), następnie warstwę 2 (konfiguracja przełącznika, adresy MAC), warstwę 3 (poprawność adresacji IP i bramy domyślnej, polecenie ping) aż po warstwy aplikacyjne. Takie metodyczne podejście pozwala błyskawicznie zlokalizować źródło problemu w strukturze sieciowej.