Vrstvový model ISO/OSI

Referenční model ISO/OSI vypracovala organizace ISO (International Organization for Standardization) jako hlavní část snahy o standardizaci počítačových sítí nazvané OSI (Open Systems Interconnection) a v roce 1984 ho přijala jako mezinárodní normu ISO 7498.
• Fyzická vrstva (physical layer)
• Spojová vrstva (link layer)
• Síťová vrstva (network layer)
• Transportní vrstva (transport layer)
• Relační vrstva (session layer)
• Prezentační vrstva (presentation layer)
• Aplikační vrstva (application layer)
Hrubé rozdělení vrstev
• vrstvy poskytující podpůrné služby
o aplikační
o prezentační
o relační
• vrstva přizpůsobující
o transportní
• vrstvy uskutečňující přenos dat
o síťová
o spojová
o fyzická
Fyzická vrstva
• hlavní úkol – přenést bit (odešli bit, přijmi bit)
• kódování bitu
• modulace
• synchronizace na úrovni bitů
• korekce zkreslení, útlumu, eliminování přeslechů
• na fyzické vrstvě pracují huby (opakovače), síťové adaptéry
• definuje vlastnosti kabelů, konektory, napětí
• specifikuje: DSL, ISDN, 10BASE-T, 100BASE-TX, Bluetooth, IEEE 802.11 Wi-Fi fyzické vrstvy, FireWire, IRDA, USB
Poznámky
DSL – Digital Subscriber Line – tchnologie, která umožňuje použít stávající telefonní linky pro vyskokorychlostní internet. Telefonní linky jsou přizpůsobeny pro přenos signálu s frekvencemi 300-3400 Hz. Tento frekvenční rozsah (Shanonův teorém) umožňuje maximální rychlost digitálního přenosu 33,6 kb/s. Vyšší rychlosti při přenosu dat po telefonní síti můžeme dosáhnout již jen za cenu určitého obejití zmíněného frekvenčního omezení (jako to dělají modemy 56 kbps, které ale fungují jen proti digitálním ústřednám), či za cenu úplné eliminace tohoto omezení (např. u ISDN linek, ale také např. u ADSL). (eArchiv)

ISDN je zkratka z anglického termínu Integrated Services Digital Network, český název pro tuto síť je Digitální síť integrovaných služeb. Dnešní telefonní sítě jsou založeny na digitálních telefonních ústřednách a přenosové cesty mezi ústřednami jsou také plně digitalizovány. Poslední analogová část sítě tak zůstává účastnická přípojka. Tedy poslední část od ústředny k telefonnímu přístroji (modemu, faxu atd.) účastníka. ISDN nabízí plně digitální přenos až k účastníkovi (A/D a D/A převod signálu se odehrává přímo v koncovém přístroji). ISDN dále nabízí možnost komunikovat pomocí jedné digitální účastnické přípojky pomocí hlasu, textu a obrazu. Obecně pak mluvíme o multimediální komunikaci. ISDN přípojku lze pomocí takzvaného terminálového adaptoru (TA) nesprávně „ISDN modem“ samozřejmě použít také pro připojení do sítě Internet. V Evropě bylo po prvních počátečních problémech v kompatibilitě zavedeno tzv. EURO-ISDN které zaručuje shodnou implementaci ISDN v celé Evropě. V Evropě se tedy pod pojmem ISDN myslí vždy EURO-ISDN.
Linková vrstva
• hlavní úkol – přenést blok dat (rámec, frame)
• přenáší data (rámce) jen k nejbližším sousedům (přímé spojení), neřeší přenos přes uzly (switch)
• rámce opatřuje fyzickou adresou
• synchronizace rámců (začátek, konec, adresa příjemce, kontrolní součet, hlavička, …)
• řízení přenosu dat (aby data nebyla přenášena rychleji, než je příjemce dokáže přijímat)
• přístup ke sdílenému médiu
• MAC (Media Access Control) – fyzické adresování, hardwarově závislé
Síťvá vrstva
• hlavní úkol – doručit přenášené bloky dat až ke koncovému příjemci (uzlu = např. PC)
• přenášené bloky dat na úrovni síťové vrsty se nazývají pakety
• směrování (routing) – hledání cesty mezi odesílatelem dat a příjemcem přes mezilehlé uzly (router, switch, …), vyvažování zátěže
• způsoby přenášení paketů:
o přepojování paketů
 dostupná přenosová kapacita se nikomu nevyhrazuje, ani po částech
 nespojovaný přenos, každý paket je přenášen samostatně jako datagram
 datagram je opatřen adresou příjemce a odesílatele
 každý datagram může jít jinou cestou
 nemusí být zachováno pořadí datagramů
o virtuální okruhy
 spojovaný přenos – před začátkem přenosu se naváže spojení mezi příjemcem a odesílatelem; vytvoří se přenosová cesta – virtuální okruh
 všechny pakety jsou přenášeny stejnou cestou
 je zachováno pořadí paketů
 každý paket je opatřen identifikátorem cesty (ne adresou příjemce)
• specifikuje:
o IP (anglicky Internet Protocol) je datový protokol používaný pro přenos dat přes paketové sítě. Tvoří základní protokol dnešního Internetu.
o IPX datový protokol, který se používá v sítích Novell
Transportní vrstva
• hlavní úkol – zajistit komunikaci koncových uživatelů (uzlů)
• zajišťuje rozdílnost požadavků mezi vyššími a nižšími vrstvami, umí přzpůsobit vlastnosti 1.-3. vrtvy požadavkům aplikací
• zajišťuje spolehlivost přenosu (je-li požadována)
• obnovuje správné pořadí doručených dat
• může zjistit, že se nějaká data na cestě ztratila
• může měnit charakter přenosové služby na úrovni síťové vrstvy (spojovanou službu na nespojovanou, spolehlivou na nespolehlivou a naopak)
• rozolišuje aplikace (porty)
• specifikuje: NetBEUI (protokol pro komunikaci v malých sítích, rychlý), IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange, síťový protokol, který se používá v operačním systému Novell NetWare.), TCP (Transmission Control Protocol, jeden ze základních protokolů sady protokolů Internetu, aplikace na počítačích pomocí něj vytváření spojení a přenášejí data), UDP (User Datagram Protocol – jeden ze sady protokolů internetu, nespojovaný, nespolehlivý, rychlý; hry, multimédia – streem)
Relační vrstva
• hlavní úkol – zajistit korektní vedení dialogů mezi komunikujících účastníků
• nejkritizovanější vrstva modelu ISO/OSI
• relace – session
• relační vrstva překrývá případný výpadek spojení na úrovni transportní vrstvy (prostřednictvím úkládání kontrolních bodů relace)
• na úrovni relační vrstvy mohou být realizovány požadavky na šifrování, identifikaci, podporu transakcí
Prezentační vrstva
• hlavní cíl – zajistit, aby zúčastněné strany správně interpretovaly přenášená data, tj. zajišťovat potřebné konverze dat
• dívá se na přenášená data jako na text, čísla, datové struktury; snaží se, aby na obou stranách měla data správný význam (kódové tabulky zanků, …)
Aplikační vrstva
• hlavní cíl – zajistit komunikaci koncových aplikací (wobový prohlížeč, ftp klient, emailový klient, …)
• specifikuje: BitTorrent, HTTP, FTP, IMAP, IRC, POP3, SSH, SMTP, Telnet