E-materiały do kształcenia zawodowego

Uruchamianie oraz utrzymanie dostępnych sieci telekomunikacyjnych

INF.09 Uruchamianie i utrzymanie sieci telekomunikacyjnych – Technik telekomunikacji 352203

bg‑lime

Przedstawienie modelu odniesienia IS0/0SI

GRAFIKA INTERAKTYWNA

1
RP6n4k7v3l3ym1
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, Przedstawienie modelu odniesienia IS0/0SI, licencja: CC BY-SA 3.0.

Widoczny jest ekran spisu treści. Na długim panelu wyświetlają się tytuły zakładek, które możemy zmieniać za pomocą znaczków znajdujących się po jego obu stronach. Tytuły tych zakładek umieszczone są także po lewej stronie ekranu na panelach ułożonych jeden pod drugim. Po kliknięciu na zakładkę rozwija się pierwszy slajd.

Na planszy głównej widoczny jest napis  Model ISO/OSI, a poniżej umieszczone są kolorowe panele z tytułami i przyciskami interaktywnymi. Jest ich siedem. Po kliknięciu na przycisk, panel rozwija się, odtwarzając nagranie dźwiękowe o identycznej treści jak ta umieszczona poniżej.

Punkt pierwszy, Model OSI.

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Model OSI (pełna nazwa ISO OSI RM, z ang. ISO Open Systems Interconnection Reference Model  to teoretyczny model warstwowy, który opisuje sposób, w jaki komputery komunikują się ze sobą w sieciach komputerowych. Model ten składa się z siedmiu warstw, które reprezentują różne funkcje, jakie muszą być realizowane, aby dane mogły być przesyłane z jednego urządzenia do drugiego w sieci. W modelu OSI każda warstwa przekazuje dane do warstwy bezpośrednio poniżej lub powyżej niej. W ten sposób dane są przetwarzane w sposób hierarchiczny, co zapewnia, że każda warstwa może skupić się tylko na swoim zadaniu i nie musi przejmować się szczegółami innych warstw. Model OSI jest uznawany za podstawę dla projektowania protokołów sieciowych i zapewnia standardy dla sieci komputerowych na całym świecie.

Punkt drugi, warstwa fizyczna.

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Warstwa fizyczna jest najniższą warstwą modelu OSI i odpowiada za fizyczny transfer danych między urządzeniami. Jest to warstwa najbliżej sprzętu, a jej zadaniem jest zapewnienie poprawnego przesyłania sygnałów elektrycznych, świetlnych lub radiowych, które reprezentują dane cyfrowe. W tej warstwie określa się parametry fizyczne połączenia. Do zadań warstwy fizycznej należą: określanie typu i specyfikacji medium transmisyjnego, tj. kabli, przewodów światłowodowych, fal radiowych itp.; określanie parametrów sygnałów elektrycznych, takich jak napięcie, częstotliwość, impedancja itp.; definiowanie metod transmisji sygnałów, np. sygnałów analogowych lub cyfrowych; określanie formatów i protokołów związanych z transmisją danych na poziomie bitów, np. NRZ (Non‑Return‑to‑Zero), Manchester Encoding czy 4B/5B; sterowanie transmisją danych, w tym określanie prędkości transmisji danych, synchronizacji urządzeń i zarządzanie dostępem do medium transmisyjnego.

Punkt trzeci, warstwa łącza danych.

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Warstwa łącza danych jest drugą warstwą modelu OSI i odpowiada za poprawny przesył danych między bezpośrednio połączonymi urządzeniami w tej samej sieci lokalnej (LAN). Do zadań warstwy łącza danych należą: dzielenie strumienia danych na mniejsze bloki, nazywane ramkami; każda ramka zawiera nagłówek, dane i stopkę; nagłówek zawiera informacje o źródle, celu i typie danych, które znajdują się w ramce, a stopka zawiera sumę kontrolną, która pozwala na wykrycie błędów transmisji; kontrola dostępu do medium transmisyjnego i transmisja ramki danych; w ramach tej kontroli wykorzystywane są różne techniki, takie jak CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ) w sieciach Ethernet; adresowanie każdego urządzenia w sieci poprzez nadanie mu unikalnego adresu MAC (Media Access Control); adres ten jest wykorzystywany do identyfikacji źródła i celu ramki danych w sieci lokalnej; wykrywanie i korekcja błędów transmisji danych; w tym celu stosowane są różne techniki, takie jak sumy kontrolne czy korekcja błędów cykliczna (CRC).

Punkt czwarty, warstwa sieci.

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Warstwa sieci jest trzecią warstwą modelu OSI i odpowiada za przesyłanie pakietów danych między różnymi sieciami. Głównym zadaniem tej warstwy jest dostarczenie pakietów danych do celu, wykorzystując najlepszą dostępną trasę i przeprowadzenie adresacji logicznej. Do zadań warstwy sieci należą: adresowanie logiczne, czyli przypisywanie każdemu urządzeniu w sieci adres IP (Internet Protocol), który jest wykorzystywany do identyfikacji urządzenia w sieci; wykorzystanie protokołów routingowych, takich jak OSPF (Open Shortest Path First) czy BGP (Border Gateway Protocol ), aby wyznaczyć najlepszą drogę dla przesyłanych pakietów danych; protokoły te umożliwiają także dynamiczną rekonfigurację sieci w przypadku awarii lub zmian w topologii sieci; fragmentacja, czyli dzielenie pakietu danych na mniejsze fragmenty, jeśli jego rozmiar przekracza maksymalną wielkość przesyłaną przez daną sieć; w celu zapewnienia spójności danych warstwa sieci odpowiada też za składanie pakietów otrzymanych z różnych fragmentów; kontrola przepływu danych i zapobieganie przeciążeniu sieci poprzez stosowanie różnych mechanizmów, jak buforowanie, kolejki, strategie odrzucania lub opóźniania pakietów; zapewnienie jakości usług (QoS), takich jak przepustowość, opóźnienie czy priorytet; QoS jest szczególnie ważne w przypadku aplikacji wymagających niskiego opóźnienia lub gwarancji dostępności, takich jak transmisja wideo czy usługi VoIP.

Punkt piąty, warstwa transportowa.

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Warstwa transportowa jest czwartą warstwą modelu OSI i jest odpowiedzialna za zapewnienie niezawodnej, kontrolowanej i kompletnej transmisji danych pomiędzy hostami w sieci. Warstwa ta jest odpowiedzialna za podział danych przesyłanych przez warstwę aplikacji na mniejsze jednostki, kontrolowanie przepływu danych oraz zapewnienie niezawodnej transmisji danych. Do zadań warstwy transportowej należą: segmentacja, czyli dzielenie danych na mniejsze jednostki, nazywane segmentami, w celu ułatwienia przesyłania i lepszej kontroli przepływu danych; segmentacja jest szczególnie ważna w przypadku przesyłania dużych plików; kontrola przepływu danych i zapobieganie przeciążeniu sieci; w tym celu stosuje mechanizmy takie jak buforowanie, okna przesuwne czy strategie powtórnego wysyłania; mechanizmy te zapewniają, że dane są przesyłane w odpowiednim tempie, zgodnie z możliwościami sieci; multiplexing, który pozwala na jednoczesne przesyłanie wielu strumieni danych między różnymi aplikacjami, korzystając z jednego połączenia sieciowego; w tym celu stosuje się techniki, takie jak porty źródłowe i docelowe, które pozwalają na identyfikację, do której aplikacji należy dany segment danych; kontrola błędów i retransmisja utraconych lub uszkodzonych segmentów danych poprzez stosowanie mechanizmów, takich jak sumy kontrolne, potwierdzenia lub retransmisja danych; zapewnienie jakości usług (QoS), takich jak przepustowość, opóźnienie czy priorytet; QoS jest szczególnie ważne w przypadku aplikacji wymagających niskiego opóźnienia lub gwarancji dostępności, takich jak transmisja wideo czy usługi VoIP.

Punkt szósty, warstwa sesji

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Warstwa sesji to piąta warstwa modelu OSI, która umożliwia komunikację pomiędzy aplikacjami na różnych hostach. Warstwa ta jest odpowiedzialna za tworzenie, zarządzanie i kończenie sesji między aplikacjami w sieci. Do zadań warstwy sesji należą: nawiązywanie i zarządzanie sesjami pomiędzy aplikacjami poprzez protokół sesji, który zapewnia między innymi autoryzację i uwierzytelnianie użytkowników oraz umożliwia przerwanie sesji w dowolnym momencie; kontrola dialogu między aplikacjami, czyli synchronizacja przesyłanych danych i koordynacja przesyłania danych pomiędzy aplikacjami, dzięki czemu informacje są przesyłane w odpowiedniej kolejności i bez konfliktów; zarządzanie sesją: zapisywanie stanu aplikacji, umożliwiające kontynuowanie połączenia w przypadku awarii lub przerwania transmisji; szyfrowanie i deszyfrowanie zapewniające bezpieczeństwo przesyłanych informacji.

Punkt siódmy, warstwa prezentacji

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Warstwa prezentacji to szósta warstwa modelu OSI, która zapewnia translację, kodowanie i dekodowanie danych między aplikacjami. Warstwa ta odpowiada za reprezentację danych i formatowanie ich w sposób zrozumiały dla aplikacji docelowej. Do zadań warstwy prezentacji należą: kodowanie danych w formacie zrozumiałym dla odbiorcy, dzięki czemu aplikacje mogą przesyłać i odbierać dane w różnych formatach; w tym celu wykorzystywane są różne technologie kodowania, takie jak MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions), które służą do kodowania plików multimedialnych, jak również standardy kompresji danych, takie jak JPEG czy MPEG; translacja danych: tłumaczenie danych na format zrozumiały dla aplikacji docelowej; dzięki temu aplikacje mogą wymieniać się danymi w różnych formatach bez konieczności modyfikowania swoich struktur danych; kompresja danych w celu zmniejszenia ich rozmiaru i przyspieszenia transmisji; szyfrowanie i deszyfrowanie, co zapewnia bezpieczeństwo przesyłanych informacji.

Punkt ósmy, warstwa aplikacji

Nagranie audio tożsame z treścią spod punktu interaktywnego.

Warstwa aplikacji to siódma i najwyższa warstwa modelu OSI. Jej głównym celem jest dostarczenie interfejsu pomiędzy użytkownikiem a systemem sieciowym oraz umożliwienie aplikacjom korzystania z usług sieciowych. Warstwa stosuje protokoły takie jak HTTP, SMTP, FTP, DNS, Telnet, SSH czy też POP3. Każdy z tych protokołów zapewnia określone usługi aplikacyjne, a aplikacje korzystające z tych protokołów mogą łatwo i szybko realizować swoje zadania w sieci. Do zadań warstwy aplikacji należą: zapewnienie interfejsu dla aplikacji, który umożliwia aplikacjom korzystanie z usług sieciowych; dzięki temu aplikacje mogą korzystać z różnych funkcjonalności sieciowych, takich jak przeglądanie stron internetowych, wysyłanie i odbieranie poczty elektronicznej czy pobieranie plików; zapewnienie różnych usług aplikacyjnych, takich jak protokoły pocztowe, protokoły przeglądania stron internetowych, protokoły udostępniania plików, protokoły czatu itp.; dzięki temu aplikacje mogą korzystać z tych usług bez potrzeby implementowania własnych mechanizmów sieciowych; współpraca z warstwą transportową w celu zapewnienia poprawnej transmisji danych między aplikacją a odbiorcą; ustanawianie i zrywanie połączeń z innymi urządzeniami w sieci; formatowanie i kodowanie danych w sposób wymagany przez aplikacje.

Model TCP/IP

Na planszy głównej widoczny jest napis  TCP\IP, a poniżej umieszczone są kolorowe panele z tytułami i przyciskami interaktywnymi. Jest ich cztery. Po kliknięciu na przycisk, panel rozwija się, odtwarzając nagranie dźwiękowe o identycznej treści jak ta umieszczona poniżej.

Punkt pierwszy, model TCP/IP.

Nagranie dźwiękowe z treścią  tożsamą spod punktu

Model TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) to model warstwowy, który opisuje sposób, w jaki komputery komunikują się ze sobą w sieci Internet. Model ten składa się z czterech warstw, które reprezentują różne funkcje, jakie muszą być realizowane, aby dane mogły być przesyłane z jednego urządzenia do drugiego w sieci.Każda warstwa modelu TCP/IP odpowiada za określone zadania i działa w sposób niezależny od innych warstw. To oznacza, że każda warstwa może być projektowana, rozwijana i testowana oddzielnie, co ułatwia rozwijanie i wdrażanie systemów sieciowych.

Punkt drugi, warstwa dostępu do sieci.

Nagranie dźwiękowe z treścią  tożsamą spod punktu.

Warstwa dostępu do sieci jest najniższą warstwą modelu OSI i TCP/IP. Odpowiada za przesyłanie danych pomiędzy dwoma urządzeniami w sieci, na poziomie fizycznym. Przykładowe protokoły, które są używane w warstwie dostępu do sieci, to Ethernet, Token Ring, FDDI i ATM. Protokoły te zapewniają różne sposoby przesyłania danych, takie jak transmisja na żądanie, rozgłaszanie i transmisja strumieniowa. W modelu TCP/IP warstwa dostępu do sieci jest zwykle podzielona na dwie podwarstwy: warstwę łącza danych i warstwę fizyczną.  Do zadań warstwy dostępu do sieci należą: określenie wymagań dotyczących sprzętu sieciowego, takie jak rodzaje mediów i złącza oraz parametry transmisji, takie jak częstotliwość, szerokość pasma czy poziom sygnału; przekazywanie sygnałów między urządzeniami, kodowanie i dekodowanie danych oraz określanie sposobu, w jaki urządzenia są identyfikowane w sieci; zapewnienie bezpieczeństwa sieci, które obejmuje zabezpieczenie fizyczne sieci przed nieautoryzowanym dostępem, a także ochronę danych przed niepożądanym odczytem i modyfikacją; w związku z tym w tej warstwie wykorzystywane są różne technologie, takie jak firewalle, VPN‑y czy karty sieciowe z wbudowanym szyfrowaniem.

Punkt trzeci, warstwa internetowa.

Nagranie dźwiękowe z treścią  tożsamą spod punktu.

Warstwa internetowa to druga warstwa modelu TCP/IP, odpowiedzialna za przesyłanie pakietów danych między różnymi sieciami komputerowymi. Jej głównym zadaniem jest zapewnienie globalnej łączności między sieciami, niezależnie od ich fizycznej topologii i technologii. Do protokołów warstwy internetowej należą między innymi protokoły IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP oraz IPv6. Protokoły te zapewniają m.in. funkcjonalności takie jak identyfikacja urządzeń w sieci, przesyłanie danych w pakietach, diagnozowanie błędów w transmisji czy zapewnienie bezpieczeństwa sieci. Do zadań warstwy internetowej należą: adresowanie i routowanie pakietów danych, czyli określanie, gdzie pakiet powinien zostać przesłany. Do tego celu wykorzystywane są adresy IP, które są unikalnymi identyfikatorami urządzeń w sieci; definiowanie protokołów routingu, które określają, jakie ścieżki powinny być wykorzystywane do przesyłania pakietów między różnymi sieciami. Pakiet danych przesyłany w warstwie internetowej składa się z nagłówka oraz właściwych danych. Nagłówek pakietu zawiera informacje takie jak adres źródłowy i docelowy, wersję protokołu, długość pakietu czy identyfikator pakietu. Te informacje są wykorzystywane przez routery do kierowania pakietów do odpowiedniego urządzenia w sieci.

Punkt czwarty, warstwa transportowa.

Nagranie dźwiękowe z treścią  tożsamą spod punktu.

Warstwa transportowa to trzecia warstwa modelu TCP/IP, która zapewnia niezawodną transmisję danych między aplikacjami działającymi na różnych urządzeniach w sieci. Warstwa ta odpowiada za podział danych na mniejsze jednostki, zwane segmentami, oraz zapewnienie ich dostarczenia do docelowego urządzenia w odpowiedniej kolejności i bez utraty. Do zadań warstwy internetowej należą: zapewnienie niezawodnej transmisji, poprzez użycie protokołów transportowych TCP i UDP; TCP zapewnia transmisję danych poprzez weryfikację, czy każdy pakiet został dostarczony do docelowego urządzenia, a w przypadku błędów powtarza transmisję nieprawidłowo odebranych pakietów; UDP umożliwia szybszą i bardziej wydajną transmisję danych kosztem mniejszej niezawodności; protokół ten nie weryfikuje, czy każdy pakiet został dostarczony poprawnie, co oznacza, że może dojść do utraty danych lub ich duplikacji; kontrolowanie przepływu danych, czyli zapewnienie, że dane są przesyłane w odpowiednim tempie, zgodnie z możliwościami odbiorcy; w tym celu wykorzystywane są mechanizmy takie jak kontrola przepływu lub metoda sliding window.

Punkt piąty, warstwa aplikacji.

Nagranie dźwiękowe z treścią  tożsamą spod punktu.

Warstwa aplikacji to najwyższa warstwa modelu TCP/IP, która odpowiada za interakcję między użytkownikiem a siecią komputerową. Warstwa ta umożliwia komunikację między aplikacjami działającymi na różnych urządzeniach oraz zapewnia dostęp do różnych usług i zasobów sieciowych. Warstwa aplikacji zawiera wiele różnych protokołów i usług, takich jak protokół pocztowy SMTP do przesyłania poczty elektronicznej, protokół FTP do przesyłania plików, protokół HTTP do przesyłania stron internetowych, protokół DNS do tłumaczenia nazw domenowych na adresy IP, protokół Telnet do zdalnego logowania do serwera czy protokół SNMP do monitorowania i zarządzania siecią. Do zadań warstwy aplikacji należą: zapewnienie interfejsu do interakcji między użytkownikami a siecią oraz umożliwienie dostępu do różnych usług i zasobów sieciowych; umożliwienie aplikacjom korzystanie z usług innych warstw i określenie protokołów używanych przez aplikację do wymiany danych.

Porównanie modelu ISO/OSI z modelem TCP/IP

Na planszy głównej widoczny jest napis Porównanie modelu ISO/OSI z modelem TCP. Pomiędzy panelami jednego i drugiego modelu widoczne są punkty interaktywne. Jest ich siedem. Po kliknięciu na przycisk panel rozwija się, odtwarzając nagranie dźwiękowe o identycznej treści jak ta umieszczona poniżej.

Punkt pierwszy, liczba i nazwy warstw.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią spod punktu.

Model ISO/OSI składa się z 7 warstw, natomiast model TCP/IP składa się z 4 warstw. Nazwy warstw w modelu ISO/OSI i modelu TCP/IP są różne, chociaż funkcje warstw są podobne.

Punkt drugi, zastosowanie.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią spod punktu.

Model ISO/OSI został stworzony jako teoretyczny model sieciowy, który miał pomóc w zrozumieniu i opisaniu sposobu działania sieci komputerowych. Natomiast model TCP/IP był pierwotnie używany do tworzenia sieci Internet, a teraz jest szeroko stosowany jako standard w sieciach komputerowych. Model TCP/IP jest bardziej praktycznym modelem, który jest szeroko stosowany w sieciach komputerowych, a model ISO/OSI jest bardziej teoretyczny i rzadziej stosowany w praktyce.

Punkt trzeci, warstwa fizyczna.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią spod punktu.

Warstwa fizyczna w modelu ISO/OSI odpowiada za przesyłanie sygnałów między urządzeniami, natomiast w modelu TCP/IP ta funkcja jest częścią warstwy dostępu do sieci.

Punkt czwarty, warstwa sesji.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią spod punktu.

Warstwa sesji, która jest częścią modelu ISO/OSI, jest pomijana w modelu TCP/IP, a jej funkcje są przypisane do innych warstw.

Punkt piąty, warstwa aplikacji.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią spod punktu.

W modelu ISO/OSI, warstwa aplikacji jest odpowiedzialna za interfejs użytkownika z siecią, natomiast w modelu TCP/IP jest to najwyższa warstwa, która odpowiada za dostarczenie usług i aplikacji, takich jak przeglądarki internetowe, poczta elektroniczna itp.

Punkt szósty, rozmiar nagłówków.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią spod punktu.

W modelu ISO/OSI nagłówki są dużo większe niż w modelu TCP/IP, co oznacza, że protokoły stosowane w modelu ISO/OSI są bardziej skomplikowane niż w modelu TCP/IP.

Punkt siódmy, protokoły.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią spod punktu.

Protokoły w modelu OSI są bardziej ogólne i mają szeroki zakres zastosowań, podczas gdy protokoły w modelu TCP/IP są bardziej specyficzne i przeznaczone dla konkretnych zastosowań. Protokoły w modelu OSI i TCP/IP działają nieco inaczej. Na przykład, protokół TCP w modelu OSI i TCP/IP działa w podobny sposób, ale istnieją różnice w sposobie, w jaki dane są podzielone na segmenty i w sposobie numerowania segmentów.  Niektóre protokoły są dostępne tylko w jednym z modeli, np. protokół OSI CLNS, który nie jest obsługiwany przez model TCP/IP.

Powiązane ćwiczenia