مدل open system interconnection یا همان OSI به معنی “اتصال متقابل سامانه‌های باز ” است. OSI یک نقشه شبکه است که در ابتدا به‌عنوان یک استاندارد جهانی برای ایجاد یک شبکه‌ایجاد شد؛ اما به‌جای اینکه به‌عنوان یک مدل با پروتکل‌های موردتوافق در سراسر جهان استفاده شود، مدل OSI تبدیل به یک ابزار آموزشی می‌شود که هدف عمده این مدل، ارائه استانداردی به تولیدکنندگان محصولات شبکه‌ای به‌منظور تولید محصولاتی سازگار با سایر تولیدکنندگان است (جهت امکان کار با یکدیگر).

مدل OSI به هفت لایه تقسیم می‌شود که نحوه ارتباط و انتقال داده‌ها بین اجزای مختلف شبکه را مشخص می‌کند. همچنان که اطلاعات از بالا به پایین از بین لایه‌های شبکه عبور می‌کنند، پروتکل‌های مختلفی که در آن لایه‌ها وجود دارند، اطلاعات را بسته‌بندی و آماده انتقال روی شبکه می‌کنند. از مزایای استفاده از OSI این است که میدانیم شبکه و  تبادل‌های شبکه در چه وضعیتی است اگر مشکلی در شبکه به وجود آید میدانیم مشکل از کجاست و باید کجا را بررسی و رفع مشکل کنیم.

لایه 1: فیزیکی (Physical)

این لایه درواقع همان کابل، فیبر، کارت‌ها، سوییچ و دیگر تجهیزات مکانیکی و الکتریکی است که شبکه را تشکیل می‌دهند. این لایه‌ای است که داده‌های دیجیتال را به سیگنال‌هایی تبدیل می‌کند که می‌توانند از طریق کابل انتقال پیدا کنند. این سیگنال‌ها غالباً الکتریکی هستند، اما در مواردی مانند فیبر نوری این سیگنال‌ها می‌توانند غیر الکتریکی مانند اپتیک و یا هر نوع سیگنال دیگری باشند که می‌توانند به‌صورت دیجیتال رمزگذاری شوند.

از منظر شبکه، هدف از لایه فیزیکی فراهم کردن بستری برای ارسال و دریافت داده‌هاست. احتمالاً لایه فیزیکی ساده‌ترین لایه برای عیب‌یابی و سخت‌ترین ازنظر رفع عیب است؛ زیرا در این لایه درگیر زیرساخت‌های سخت‌افزاری شبکه می‌شوید.

لایه 2: پیوند داده (Data Link)

در این لایه داده‌ها برای ارسال به لایه‌های بالاتر به ” بسته‌ها ” و یا ” فریم‌ها ” ی یکپارچه‌ای تقسیم می‌شوند. اساساً، لایه پیوند داده، اطلاعات خام را از لایه فیزیکی دریافت کرده و اطلاعات را از لایه‌های بالا به داده‌های خام منتقل می‌کند تا از طریق لایه فیزیکی ارسال شود. لایه پیوند داده همچنین مسئول شناسایی و جبران هر خطایی است که در لایه فیزیکی اتفاق می‌افتد. تمامی دستگاه های فیزیکی مانند اکسس پوینت ها، سوییچ ها و البته مودم ها در این لایه کار می کنند.

لایه 3: شبکه (Network)

لایه شبکه جایی است که مقصد داده‌های ورودی و خروجی تعیین می‌شود. اگر لایه‌ی پیوند داده را به یک بزرگراه تشبیه کنیم که اتومبیل‌ها در آن در حال حرکت هستند، لایه شبکه سیستم GPS است که به رانندگان می‌گوید چگونه به مقصد برسند. این لایه وظایفی از قبیل آدرس‌دهی، مسیریابی و پروتکل‌های منطقی را عهده‌دار است. همچنین در این لایه سریع‌ترین مسیر به مقصد مشخص می‌شود. از دیگر وظایف این لایه می‌توان به برطرف کردن مشکلات مربوط به سوییچینگ و مدیریت خطا اشاره کرد.

روترها نیز در این لایه فعالیت می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که packet ها قبل از خروج از روتر به‌درستی موردبررسی قرارگرفته‌اند و آدرس‌دهی شده‌اند. همین طور که از نام الن لایه به نظر می رسد IP ها در این لایه قرار دارند. در واقع به صورت خلاصه در این لایه مشخص می شود که برای رسیدن به مقصد چند مسیر وجود دارد و کدام مسیر بهترین مسیر است.

لایه ۴: انتقال(Transport)

این لایه مسئول جریان داده‌ها در سراسر شبکه است و در واقع ارتباط منطقی بین دو سیستم را برقرار می کند. در این سطح اطلاعات به‌صورت تکی در نظر گرفته نمی‌شوند بلکه به دید یک‌رشته داده در نظر گرفته می‌شوند. برای دستیابی به این امر از پروتکل‌های قواعد ارتباطات استفاده می‌شود. پروتکل‌ها بر انتقال کامل بسته‌های داده نظارت می‌کنند- بررسی ارتباطات برای بروز خطا، تائید انتقال‌های موفقیت‌آمیز و درخواست ارسال مجدد اطلاعات در صورت بروز و مشاهده خطا.

لایه شبکه و لایه انتقال مانند یک سیستم پستی عمل می‌کنند. در لایه شبکه آدرس داده‌ها مشخص می‌شود درست مانند کسی که آدرس را روی پاکت نامه می‌نویسد. سپس لایه انتقال مانند دفتر پستی محلی فرستنده عمل می‌کند. تمام آدرس‌های مشابه را دسته‌بندی و مرتب‌سازی کرده و دربسته‌های بزرگ‌تر برای دفاتر محلی دیگر ارسال می‌کند. نهایتاً آن دفاتر بسته‌ها را به مقصد موردنظر می‌رسانند.

یعنی اگر چندین نرم‌افزار در شبکه مشغول به فعالیت باشند در این لایه اطلاعات مربوط به هر نرم‌افزار را دریافت کرده و در قالب یک‌رشته تکی درمی‌آورد.

لایه ۵: نشست یا جلسه (Session)

این لایه وظیفه ایجاد، نگهداری و خاتمه دادن به اتصالات (Connections) را بر عهده دارد. معمولاً بنا به درخواست‌هایی که نرم‌افزارها برای ارسال اطلاعات در سطح شبکه ارسال می‌کنند این لایه وارد عمل می‌شود. درحالی‌که لایه انتقال جریان واقعی داده‌ها را کنترل می‌کند، لایه جلسه به‌عنوان یک اعلام‌کننده عمل می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که برنامه‌ها و نرم‌افزارهایی که درخواست انتقال اطلاعات دارند مطلع شوند که درخواست آن‌ها در حال انجام شدن است. ازلحاظ فنی لایه جلسه انتقال داده‌ها را هماهنگ می‌کند.

لایه ۶: نمایش (Presentation)

در این لایه اطلاعات دریافتی به شکلی درمی‌آیند که برای برنامه‌ی دریافت‌کننده قابل‌درک باشند. برای درک بهتر فعالیت این لایه می‌توان کار آن را به ترجمه کردن تشبیه کرد. به‌عنوان‌مثال، داده‌ها اغلب قبل از انتقال به لایه‌های دیگر برای ارسال، در لایه نمایش رمزگذاری می‌شوند. هنگامی‌که داده‌ها دریافت می‌شود، رمزگشایی می‌شود و به برنامه‌ای که منتظر این اطلاعات است در فرمت موردنظر منتقل می‌شود.

لایه ۷: کاربردی (Application)

لایه کاربردی دسترسی به شبکه را برای نرم‌افزاری که بر روی یک کامپیوتر یا دستگاه خاص اجرا می‌شود، ممکن می‌سازد. پروتکل‌های موجود در لایه کاربردی، درخواست‌هایی را که برنامه‌های نرم‌افزاری مختلف در شبکه اعلام می‌کنند، مدیریت می‌کند. اگر یک مرورگر وب بخواهد یک تصویر را دانلود کند، یک کاربر ایمیل بخواهد سرور را به‌روزرسانی کند یا یک برنامه به اشتراک‌گذاری فایل بخواهد یک فیلم را بارگذاری نماید، پروتکل‌های موجود در این لایه، این درخواست‌ها سازمان‌دهی و اجرا می‌کنند.

جمع‌بندی

ما لایه‌های مدل OSI را از پایین به بالا بررسی کردیم. این فرآیند را می‌توان به‌صورت خلاصه در ۳ قسمت تعریف کرد:

• کامپیوتر باید به یک شبکه (لایه فیزیکی) متصل شده و باید راهی برای خواندن داده‌ها (لایه پیوند داده) داشته باشد. همچنین شبکه باید یک آدرس مناسب (لایه شبکه) داشته باشد تا بداند چگونه اطلاعات را دریافت و ارسال کند.
• شبکه نیز باید مسیرهایی کارآمد برای رساندن اطلاعات به گیرنده‌ها داشته باشد (لایه انتقال) و به گیرنده‌ها اطلاع دهد که اطلاعات به دست آن‌ها رسیده است (لایه نشست)
• داده‌ها باید رمزگشایی‌شده و در قالبی که برای نرم‌افزار قابل‌درک باشند به دست آن برسد (لایه نمایش) و سپس باید درخواست‌های نرم‌افزارهای متفاوت را مدیریت کند (لایه کاربردی).

در دنیای واقعی ارسال اطلاعات در جهت مخالف حرکت می‌کند و از لایه بالایی مدل OSI- لایه کاربردی- شروع‌شده و به سمت لایه‌های پایین‌تر مدل می‌آید. پر نهایت در لایه فیزیکی و زمانی که اطلاعات به دست گیرنده می‌رسد پایان می‌یابد.

نتیجه‌گیری: درس‌هایی از مدل OSI

مدل OSI یک دیدگاه مفهومی از شبکه‌ها را نشان می‌دهد که مشخص می‌کند چه‌کارهایی در هر سطح انجام می‌شود. بااین‌حال، در سطح عملی، تصویر بسیار پیچیده‌تر می‌شود. برخی از دستگاه‌ها و پروتکل‌ها به‌صورت یکپارچه به یک‌لایه متصل می‌شوند، درحالی‌که دیگر دستگاه‌ها در لایه‌های مختلف عمل می‌کنند و توابع مرتبط را بر روی هر لایه اعمال می‌کنند. همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، امنیت داده‌ها به شکل رمزگذاری می‌تواند به لایه نمایش محدود شود، اما امنیت شبکه بر تمام هفت لایه تأثیر می‌گذارد. شبکه‌های دنیای واقعی بسیار کمتر از مدل OSI دارای محدودیت هستند. بر اساس این مدل، یک چارچوب مفهومی فراهم می‌شود که می‌تواند برای تجسم تعاملات شبکه، عیب‌یابی شبکه‌های موجود و طراحی شبکه‌های بهتر در آینده مورداستفاده قرار بگیرد.