Síťová a vyšší vrstvy referenčního modelu ISO OSI
Síťová, transportní, spojová, presentační a aplikační vrstva referenčního modelu ISO OSI.
Síťová vrstva (Network Layer)
Zajišťuje adresaci v rámci síťového prostředí s více fyzickými segmenty. Používá logické adresy a prostřednictvím nich přenos dat z jednoho zařízení na druhé i z jedné sítě do jiné. Adresa zařízení má dvě části – část označující síť do níž zařízení patří (poštovní analogie – město + PSČ) a část označující konkrétní uzel (poštovní analogie např. ulice + číslo popisné).
Představme si, že kompletní adresa je interpretována dvěma čísly oddělenými tečkou ve formátu síť.uzel (např. 040.001). Část sítě musí být unikátní z globálního hlediska tzv. intersítě (neboli propojení několika lokálních sítí - subsítí). Pokud bude mít pardubická síť logickou adresu 040, žádná jiná lokalita spojená s Pardubicemi nemůže tuto adresu použít. Libovolný prvek může použít adresu uzlu 001, pak však tuto adresu uzlu nesmí použít žádný jiný prvek v dané lokalitě, ale v jiné lokalitě ji může použít bez problému – celková adresa 040.001 je totiž jiná než 02.001 !
Konkrétním příkladem protokolu třetí vrstvy OSI je protokol IP. Dalším příkladem je IPX.
Sítě jsou spojeny zařízeními pracujícími na této vrstvě. Jsou nazývány směrovače (routery) a mají přehled o okolních částech sítě. Síťová vrstva pak používá nejlepší cestu z jedné sítě do druhé – to je dáno buď konfigurací cest nebo použitím směrovacích protokolů (např. RIP – Routing Information Protocol).
Znalost logických a fyzických adres je bezpodmínenčně nutná – údaje všech vrstev musí být korektně vyplněny (viz. např. komunikace mezi dvěma uzli popsaná při vysvětlení pojmu odchozí brána). Protokoly 3. vrstvy musí tedy zajistit mechanismus vytvářející relaci mezi logickými a fyzickými adresami. U nejznámějších protokolů je to rozdílné. IPX má tuto relaci zajištěnu přímo - adresa uzlu na 3. vrstvě odpovídá MAC adrese. Protokol IP používá mechanismus nazývaný ARP.
Datové jednotky přenášené síťovou vrstvou jsou pakety (packet).
Síťová vrstva je technologicky (Ethernet, Token Ring, ATM, FDDI, …) nezávislá, ale je závislá protokolově (IP, IPX, Vines IP, XNS, ...) ! Technologická nezávislost je dána tím, že pro každou požadovanou technologii je ve směrovači příslušný adaptér.
Transportní (přenosová) vrstva (Transport Layer)
Účelem této vrstvy je zajistit spolehlivost a kvalitu přenosu jakou požadují vyšší vrstvy. Principielně nabízí tato vrstva dva typy služeb :
· spojově orientované (connection-oriented) služby
· nespojové (connectionless) služby
Spojově orientované služby zajišťují spolehlivý přenos navázáním virtuálního spojení, výměnou informací o průběhu přenosu (potvrzováním příjmu rámců) a ukončení spojení. Na základě potvrzování je vysílající uzel schopen zopakovat ztracené nebo opožděné rámce. Konkrétním představitelem tohoto typu protokolů jsou SPX nebo TCP.
Nespojové služby slouží k jednoduchému odeslání dat. Na této vrstvě neexistuje mechanismus kontroly spolehlivosti. Je ji nutno zajistit mechanismy vyšších vrstev. Typickým představitelem tohoto typu protokolů je UDP.
Datové jednotky přenášené přenosovou vrstvou jsou TPDU (Transport Layer Protocol Data Unit). U TCP protokolu je běžné označení TPDU segment, u UDP protokolu jde o user datagram.
Spojová vrstva (Session Layer)
Zajišťuje pravidla pro navazování a ukončování datových přenosů mezi uzly na síti. Dále zajišťuje služby typu překlad jmen na adresy nebo bezpečnost přístupu.
Poměrně zajímavou funkcí této vrstvy je synchronizace datových přenosů. Asi máte zkušenost se stahováním velkých objemů dat z Internetu. Uprostřed přenosu se rozpojí modem a nezbude než zanadávat na telekom a zkusit to znovu. Pak jsou dvě možnosti – buď používáte software, který je schopen navázat na již staženou část (samozřejmě umí-li to i server) nebo začínáte od začátku. Navazování je zajištěno pomocí značek, které vytváří právě spojová vrstva.
Příkladem protokolů spojové vrstvy jsou :
· Network File System NFS)
· Structured Query Language (SQL)
· Remote Procedure Call (RPC)
· AppleTalk Session Protocol (ASP)
· Digital Network Architecture Session Control Protocol (DNA SCP)
Datové jednotky přenášené spojovou vrstvou jsou TPDU (Session Layer Protocol Data Unit).
Presentační vrstva (Presentation Layer)
Presentační vrstva je zodpovědná za formátování a syntaxi dat. Různé systémy používají různé kódy pro presentaci znakových řetězců, čísel s plovoucí čárkou, apod. Presentační vrstva tedy zajišťuje převod datových struktur mezi syntaxí používanou na příslušném systému a syntaxí obecnou. Další funkcí presentační vrstvy je konverze přenášených dat do formátu srozumitelného pro přijímající zařízení. Příkladem pro tyto operace jsou např. šifrování /dešifrování a komprese/dekomprese dat, které mohou být realizovány touto vrstvou.
Shrnutí vlastností a funkcí presentační vrstvy :
· formát datové struktury (např. kódování znaků – EBCDIC, ASCII; formát obrázku – TIFF, JPEG; formát multimediálního souboru – AVI, MPEG, MIDI; struktura pro zobrazování webových stránek - HTML)
· šifrování dat
· komprimace
Datové jednotky přenášené presentační vrstvou jsou PPDU (Presentation Layer Protocol Data Unit).
Aplikační vrstva (Application Layer)
Aplikační vrstva představuje okno, prostřednictvím kterého mohou uživatelé nebo aplikace vidět výsledky služeb zajišťovaných všemi předcházejícími vrstvami. Jde o vrstvu nejbližší uživateli, která na rozdíl od ostatních nezajišťuje služby pro vyšší vrstvu (žádnou již nemá). Příklady funkcí zajišťovaných touto vrstvou jsou souborové přenosy, sdílení zdrojů, přístup k databázím, prohlížení webových stránek, ovládání programů, apod.
Datové jednotky přenášené aplikační vrstvou jsou APDU (Application Layer Protocol Data Unit).
Další informace o OSI modelu lze najít v dnes již poměrně hojně dostupné literatuře nebo na Internetu, např. na stránce RAD University (http://www.rad.com/networks/1994/osi/intro.htm) nebohttp://www.acm.org/sigcomm/sos.html.