[מדריך] מודל 7 השכבות, מה הוא? ההסבר המלאה

[artanix]

מודל 7 השכבות הוא המודל שפותח בעצם ליצירת תקשורת בסיסית ביותר בין 2 או יותר מחשבים....

הרקע לפיתוח המודל
בתחילת שנות השמונים חלה התפתחות אדירה בשימוש ברשתות מחשבים מקומיות בקרב חברות וארגונים פרטיים, שהבינו כי השימוש ברשת מחשבים טומן בחובו מספר יתרונות ובהם:

• עבודה משותפת בין מספר משתתפים - לדוגמה עבודה על פרויקט משותף בתוך החברה. נעשה על ידי שמירת העבודה במאגר מידע משותף, בכך מתאפשר למספר משתתפים לערוך את הפרויקט ולעבוד עליו במקביל.
• שימוש בתוכנה בקרב מספר משתתפים - ניתן להתקין את התוכנה על שרת משותף ובכך לאפשר למספר משתתפים להשתמש בתוכנה ממקום מרכזי אחד, במקום להתקין את התוכנה בנפרד על כל תחנת עבודה.
• שימוש בתוכנות אשר מיועדות לעבודה ברשת - כגון דואר אלקטרוני. מאפשר תקשורת מהירה יותר בין חברי הרשת.
• יכולת אחסון וגיבוי מהיר יותר של נתונים.

הדבר הוביל להקמתן של רשתות חדשות רבות ולהתפתחותן המואצת של הרשתות הקיימות. עם התפשטותן של הרשתות השונות החלו מתגלעות בעיות תאימות, שכן רשתות רבות נבנו לפי טכנולוגיות ומפרטים בלתי־תואמים, כך שככל שהפיתוח הואץ, כך קטנה יכולתן של רשתות בבעלות ספקים שונים לתקשר ביניהן. בעקבות הקשיים, עלתה הקריאה לקביעתו של תקן משותף, לפיו יבנו הרשתות של הספקים השונים. את התקן פרסם ארגון התקינה הבינלאומי ב־1984.

השכבות במודל
להלן טבלה המציגה את השכבות השונות של המודל:
#שםבעבריתתפקידפרוטוקולים7Applicationישוםתקשורת עם המשתמשHTTP, FTP, SMTP6Presentationהצגהקידוד ודחיסהMIME, ASCII5Sessionשיחהאפשור קיום השיחה, בקרת דו-שיח, בקרת אסימוןSSL, DNS4Transportתעבורההעברת מידע בין שני המשוחחים, אמינותTCP, UDP, SPX3Networkרשתהעברת הנתונים ברשת מקצה לקצה - ניתובIP, IPX, RIP2Data Linkקוהעברת נתונים מנקודה לנקודה למרות הפרעותEthernet1Physicalפיזיתהעברת אותות, הגדרת מתחים, הגדרת חיבורים802.11x WiFi, 10Base-T, DSL
משפט באנגלית המקל על זכירת השכבות הוא: All People Seem To Need Data Processing


תהליך יצירת שיחה

1. המשתמש פועל בעזרת שכבת הישום (לדוגמה מקיש שם של אתר אינטרנט בשורת הכתובות בדפדפן)
2. שכבת הישום מורידה את המידע לשכבת ההצגה - שהופכת את המידע למידע מיוצג בשיטת יצוג, לעתים דוחסת אותו ולעתים מקודדת אותו. לדוגמה, שכבה זו מקודדת את כתובת האתר שהוקשה בדפדפן האינטרנט בקידוד ASCII.
3. שכבת ההצגה מעבירה את היצוג של פעולת המשתמש לשכבת השיחה, שכבת השיחה קובעת מתי ניתן לפנות בבקשה לשכבות התחתונות לצורך העברת מידע 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 המידע על פי פרוטוקול השיחה. השכבה אחראית על יצור שיחה (לחיצת יד).
5. שכבת הרשת אחראית על הדרך שהמידע יעבור עד להגעתו ליעדו. 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 הבאה בדרך לשרת.
7. השכבה הפיזית מתרגמת מידע סיביות למתחים חשמליים או אותות אופטיים למשל, ומשדרת את המידע על קו מוגדר.

בצד הקולט, כל הפעולות מתבצעות בכיוון השני:

1. שכבה פיזית קולטת הודעה מהקו, מפענחת מתחים חשמליים או אותות אופטיים ומעבירה ביטים לשכבת הקו.
2. שכבת קו מפענחת את חלק ההודעה שהוא "הכתובת", אם הכתובת היא הצומת הזו - ההודעה עוברת לשכבת הרשת.
3. שכבת הרשת מפענחת את המשך ההודעה - אם ההודעה היא לפעולת הצומת הזו - ההודעה עוברת הלאה לשכבת התעבורה. אם ההודעה רק צריכה לעבור בצומת הזו - 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 שמעלייה.
6. שכבת ההצגה פורסת דחיסה ומפענחת קידוד ומעבירה לשכבת הישום מידע בצורה בה הישום דורש.
7. שכבת הישום מציגה למשתמש את אתר האינטרנט שהוא ביקש.

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 הTransport הנתונים מחולקים למקטעים (Segments) כדי שאפשר יהיה לבצע בקרה על ההעברה שלהם ברשת.
• בשכבת הNetwork כל מקטע מחולק לחבילות (Packets) ולכל חבילה מוצמדת הכתובת הלוגית של היעד.
• בשכבת הData Link לכל חבילה מוצמדת הכתובת הפיזית של היעד, והחבילות מכונות מסגרות (frames).
• שכבת הPhysical עוסקת רק בייצוג הבינארי של המסגרות, ולכן מכונים - רצף בינארי (binary stream).

שכבהמצב הנתוניםApplicationרצף נתוניםנתונים שונים, למשל טקסט כמו זה...PresentationSessionTransportמקטעיםNetworkחבילותData LinkמסגרותPhysicalרצף בינארי0110011011001100101...

[אור]

תודה רבה מעולה, אני אביא כאן מדריך על המודול של TCP IP..

[israeliviper]

יפה מאד! תמשיך ככה!
(רק תסדר את האזור של השכבות במודל יצא שם קצת בלאגן אין רווחים או משהו.)

[wiseman]

אין כל כך מה להביא מדריך על מודל הTCP\IP כי שלושת השכבות האחרונות בOSI מתאחדות לשכבה אחת שנקראת application במודל TCP\IP.
מה שכן כיצד הTCP בנוי ברמה הבסיסית כבר פירסמתי מדריך אתמול.

[artanix]

לא רק גם שיכבה 5ו 6 מתאחדות לשכבה שנקראת network מודר ה TCP\IP עובד בדיוק באותה צורה רק בשילוב שכבות....

[Santana11]

תודה