مقدمة
تم تطوير OSI Model و هو اختصار ل Open Systems Interconnection
من قبل منظمة المقاييس الدولية (International Standards Organization (ISO
و قد طور هذا المقياس العالمي ليكون منصة بالرجوع إليها يستطيع منتجي و مصنعي الشبكات تطوير
مقاييس تسمح للأنظمة المفتوحة بالاتصال و التوافق فيما بينها و بالتالي أصبحت منتجات الشبكة قائمة على مواصفات OSI
الطبقات السبع للمعيار OSI
الطبقات وترتيبها بالعربي:
التطبيـقات
التمثيل
الجلسة
النقل
الشبكة
ربط البيانات
الفيزيائية
كل طبقة تقدم خدمة للطبقات الأعلى منها بينما تستفيد من خدمات الطبقات الأسفل منها.
فمثلا طبقة Network تتصل مع طبقة Transport و تستخدم خدمات الطبقتين Data-Link و Physical
الطبقات الثلاث السفلى مخصصة لنقل البتات من البيانات و تبادلها بين الشبكات.
أما الطبقات الثلاث العليا فهي مخصصة لتطبيقات و برامج المستخدم.
أما الطبقة الوسطى فتعمل كواجهة بين الطبقات السفلى و العليا.
و بشكل عام كلما ارتفعت الطبقة كلما زاد تعقيد مهامها.
كما أن كل طبقة في الجهاز المرسل تقوم بالاتصال بالطبقة المماثلة لها في الجهاز المستقبل .
و هذا الاتصال لا يكون فعليا بل ظاهريا أو منطقيا.
و تتم عملية الاتصال بين الجهازين كما يلي :
يتم إدخال البيانات المطلوب إرسالها بواسطة التطبيقات و تنتقل هذه البيانات و يتم ترجمتها
بالمرور على كل الطبقات في الجهاز المرسل ابتداء بطبقة التطبيقات و انتهاء بطبقة Physical (الفيزيائية)
حيث تكون البيانات قد تحولت إلى بتات جاهزة للنقل عبر الأسلاك بعد أن تضيف
كل طبقة معلومات خاصة إلى البيانات التي يرغب في إرسالها و تسمى هذه العملية (تغليف) Encapsulation
و عند وصولها إلى الجهاز المستقبل تمر البيانات بطبقات OSI بشكل معكوس ابتداء بطبقة Physical
و انتهاء بطبقة التطبيقات في عملية تسمى (فك التغليف) De- Encapsulation
و تكون البيانات الناتجة هي ما يراه المستخدم المستقبل على جهازه.
يفصل بين كل طبقة و أخرى في OSI فاصل يسمى Interface
و هو الذي يمرر البيانات بين الطبقات.
الطبقة الأولى (التطبيقات) Application
هي الطبقة التي يتحكم فيها المستخدم مباشرة و هي تدعم البرامج الحاسوبية التطبيقية مثل
برامج نقل الملفات أو برامج قواعد البيانات أو برامج البريد الإلكتروني .
و هذه الطبقة هي المسئولة عن توفير اتصال بين عمليات التطبيقات و بيئة OSI
كما أنها تتحكم بالوصول العام للشبكة و تدفق البيانات و علاج الأخطاء.
و توفر هذه الطبقة خدمات تسمى
(Application Service Elements (ASEs
و تشمل هذه الخدمات ما يلي:
(Association Control Service Element (ACSE
(File Transfer, Access and Management (FTAM
(Message Handling System (MHS
الطبقة الثانية (التقديم) Presentation
وهي المسئولة عن تشكيل البيانات بالهيئة المناسبة للطبقة المجاورة العليا أو
السفلى حسب الحالة هل هي عملية إرسال أو استقبال، كما أن هذه الطبقة
مسئولة عن الترجمة بين البروتوكولات المختلفة كما تقوم بتحويل الصيغ
و غيرها إلى صيغة قابلة JPG و PNG و PCX المختلفة من الصور مثل
للقراءة و المشاهدة من قبل برنامج المستخدم ، و تقوم هذه الطبقة أيضا بضغط
البيانات لتقليل عدد البتات التي يجب نقلها.
الطبقة الثالثة (الجلسة) Session
و هي التي تسمح لبرنامجين على حاسوبين مختلفين بإجراء اتصال واستخدام هذا
الاتصال وإنهائه بين الجهازين، كما أن هذه الطبقة مسئولة عن التعرف على الأجهزة
و أسمائها و إصدار تقارير عن الاتصالات التي تجريها و تقوم هذه الطبقة أيضا
ببعض مهام الإدارة مثل ترتيب الرسائل المرسلة حسب وقت إرسالها ومدة إرسال كل
رسالة ومن البروتوكولات التي تعمل ضمن هذه الطبقة ما يلي :
(Network File System (NFS
(Structured Query Language (SQL
X Windows
كما تقوم هذه الطبقة بأخذ عينة من آخر جزء من البيانات تم إرساله عند توقف الشبكة
عن العمل و ذلك لكي يتم إرسال البيانات عندما تعود الشبكة إلى العمل من النقطة التي
توقف عندها الإرسال.
الطبقة الرابعة (النقل) Transport
وهي الطبقة التي تفصل بين الطبقات الموجهة للمستخدم User-Oriented
والطبقات الموجهة للشبكة Network-Oriented
تقوم هذه الطبقة بتجزئة البيانات إلى أجزاء تسمى Segments كما تقوم
بالتأكد من وصول هذه الأجزاء بدون أخطاء أو نقص أو تكرار و بالترتيب
المناسب و باستخدام الوجهة المناسبة و تقوم هذه الطبقة في الجهاز المستقبل
بإرسال رسالة تعلم باستلامها للبيانات.
الطبقة الخامسة (الشبكة) Network
وهي مسئولة عن عنونة الرسائل و ترجمة العناوين المنطقية و الأسماء إلى
عناوين مادية تفهمها الشبكة.
العنوان المنطقي قد يكون بريد إلكتروني أو عنوان إنترنت بهذا الشكل
123.123.123.123 أما العنوان المادي فيكون بهذا الشكل
A1:CD:F1:00:2E:0F
وتقوم هذه الطبقة باختيار أنسب مسار بين الجهاز المرسل والمستقبل، لهذا فإن
أجهزة الموجهات Routers تعمل من ضمن هذه الطبقة.
الطبقة السادسة (ربط البيانات) Data-Link
الطبقة السادسة (ربط البيانات
وهي المسئولة عن المحافظة على التزامن في إرسال و استقبال البيانات و تقوم بتقسيم
البيانات إلى أجزاء أصغر تسمى Frames تضيف إليها أجزاء الرأس Header
و الذيل Trailer و التي تحتوي على معلومات تحكم للتأكد من خلو الإطارات من أي أخطاء.
الطبقة السابعة (الفيزيائية) Physical
وهي الطبقة المواجهة لوسط الإرسال و المسئولة عن إرسال البيانات التي تم تجهيزها من
قبل الطبقات العليا عبر وسط الإرسال. كما تعرف هذه الطبقة الكيفية التي ستتصل بها بطاقة
الشبكة بالأسلاك أو بغير الأسلاك.
الاتصال بين الطبقات السبعة للمعيار OSI
يطلق على الهيئة القياسية التي يقوم البروتوكول بتشكيل البيانات المارة بين الطبقات عليها
اسم Protocol (PDU) Data Unit
و تقوم الواجهة الفاصلة بين كل طبقتين بتعريف العمليات و الخدمات التي توفرها الطبقة
السفلى لجارتها العليا و تسمى هذه العمليات Primitives
و لكي تقوم أي طبقة عليا بالوصول إلى الطبقة المجاورة السفلى فإنها لا بد أن تستخدم عنوانا يسمى
(Service Access Point (SAP
و يمكن تصور هذا العنوان كمنفذ منطقي تمر البيانات من خلاله و يضاف الحرف الأول من اسم
كل طبقة لهذا المصطلح ليصف اسم المنفذ الخاص بكل طبقة
فمنفذ طبقة Network يسمى NSAP
تم تطوير OSI Model و هو اختصار ل Open Systems Interconnection
من قبل منظمة المقاييس الدولية (International Standards Organization (ISO
و قد طور هذا المقياس العالمي ليكون منصة بالرجوع إليها يستطيع منتجي و مصنعي الشبكات تطوير
مقاييس تسمح للأنظمة المفتوحة بالاتصال و التوافق فيما بينها و بالتالي أصبحت منتجات الشبكة قائمة على مواصفات OSI
الطبقات السبع للمعيار OSI
الطبقات وترتيبها بالعربي:
التطبيـقات
التمثيل
الجلسة
النقل
الشبكة
ربط البيانات
الفيزيائية
كل طبقة تقدم خدمة للطبقات الأعلى منها بينما تستفيد من خدمات الطبقات الأسفل منها.
فمثلا طبقة Network تتصل مع طبقة Transport و تستخدم خدمات الطبقتين Data-Link و Physical
الطبقات الثلاث السفلى مخصصة لنقل البتات من البيانات و تبادلها بين الشبكات.
أما الطبقات الثلاث العليا فهي مخصصة لتطبيقات و برامج المستخدم.
أما الطبقة الوسطى فتعمل كواجهة بين الطبقات السفلى و العليا.
و بشكل عام كلما ارتفعت الطبقة كلما زاد تعقيد مهامها.
كما أن كل طبقة في الجهاز المرسل تقوم بالاتصال بالطبقة المماثلة لها في الجهاز المستقبل .
و هذا الاتصال لا يكون فعليا بل ظاهريا أو منطقيا.
و تتم عملية الاتصال بين الجهازين كما يلي :
يتم إدخال البيانات المطلوب إرسالها بواسطة التطبيقات و تنتقل هذه البيانات و يتم ترجمتها
بالمرور على كل الطبقات في الجهاز المرسل ابتداء بطبقة التطبيقات و انتهاء بطبقة Physical (الفيزيائية)
حيث تكون البيانات قد تحولت إلى بتات جاهزة للنقل عبر الأسلاك بعد أن تضيف
كل طبقة معلومات خاصة إلى البيانات التي يرغب في إرسالها و تسمى هذه العملية (تغليف) Encapsulation
و عند وصولها إلى الجهاز المستقبل تمر البيانات بطبقات OSI بشكل معكوس ابتداء بطبقة Physical
و انتهاء بطبقة التطبيقات في عملية تسمى (فك التغليف) De- Encapsulation
و تكون البيانات الناتجة هي ما يراه المستخدم المستقبل على جهازه.
يفصل بين كل طبقة و أخرى في OSI فاصل يسمى Interface
و هو الذي يمرر البيانات بين الطبقات.
الطبقة الأولى (التطبيقات) Application
هي الطبقة التي يتحكم فيها المستخدم مباشرة و هي تدعم البرامج الحاسوبية التطبيقية مثل
برامج نقل الملفات أو برامج قواعد البيانات أو برامج البريد الإلكتروني .
و هذه الطبقة هي المسئولة عن توفير اتصال بين عمليات التطبيقات و بيئة OSI
كما أنها تتحكم بالوصول العام للشبكة و تدفق البيانات و علاج الأخطاء.
و توفر هذه الطبقة خدمات تسمى
(Application Service Elements (ASEs
و تشمل هذه الخدمات ما يلي:
(Association Control Service Element (ACSE
(File Transfer, Access and Management (FTAM
(Message Handling System (MHS
الطبقة الثانية (التقديم) Presentation
وهي المسئولة عن تشكيل البيانات بالهيئة المناسبة للطبقة المجاورة العليا أو
السفلى حسب الحالة هل هي عملية إرسال أو استقبال، كما أن هذه الطبقة
مسئولة عن الترجمة بين البروتوكولات المختلفة كما تقوم بتحويل الصيغ
و غيرها إلى صيغة قابلة JPG و PNG و PCX المختلفة من الصور مثل
للقراءة و المشاهدة من قبل برنامج المستخدم ، و تقوم هذه الطبقة أيضا بضغط
البيانات لتقليل عدد البتات التي يجب نقلها.
الطبقة الثالثة (الجلسة) Session
و هي التي تسمح لبرنامجين على حاسوبين مختلفين بإجراء اتصال واستخدام هذا
الاتصال وإنهائه بين الجهازين، كما أن هذه الطبقة مسئولة عن التعرف على الأجهزة
و أسمائها و إصدار تقارير عن الاتصالات التي تجريها و تقوم هذه الطبقة أيضا
ببعض مهام الإدارة مثل ترتيب الرسائل المرسلة حسب وقت إرسالها ومدة إرسال كل
رسالة ومن البروتوكولات التي تعمل ضمن هذه الطبقة ما يلي :
(Network File System (NFS
(Structured Query Language (SQL
X Windows
كما تقوم هذه الطبقة بأخذ عينة من آخر جزء من البيانات تم إرساله عند توقف الشبكة
عن العمل و ذلك لكي يتم إرسال البيانات عندما تعود الشبكة إلى العمل من النقطة التي
توقف عندها الإرسال.
الطبقة الرابعة (النقل) Transport
وهي الطبقة التي تفصل بين الطبقات الموجهة للمستخدم User-Oriented
والطبقات الموجهة للشبكة Network-Oriented
تقوم هذه الطبقة بتجزئة البيانات إلى أجزاء تسمى Segments كما تقوم
بالتأكد من وصول هذه الأجزاء بدون أخطاء أو نقص أو تكرار و بالترتيب
المناسب و باستخدام الوجهة المناسبة و تقوم هذه الطبقة في الجهاز المستقبل
بإرسال رسالة تعلم باستلامها للبيانات.
الطبقة الخامسة (الشبكة) Network
وهي مسئولة عن عنونة الرسائل و ترجمة العناوين المنطقية و الأسماء إلى
عناوين مادية تفهمها الشبكة.
العنوان المنطقي قد يكون بريد إلكتروني أو عنوان إنترنت بهذا الشكل
123.123.123.123 أما العنوان المادي فيكون بهذا الشكل
A1:CD:F1:00:2E:0F
وتقوم هذه الطبقة باختيار أنسب مسار بين الجهاز المرسل والمستقبل، لهذا فإن
أجهزة الموجهات Routers تعمل من ضمن هذه الطبقة.
الطبقة السادسة (ربط البيانات) Data-Link
الطبقة السادسة (ربط البيانات
وهي المسئولة عن المحافظة على التزامن في إرسال و استقبال البيانات و تقوم بتقسيم
البيانات إلى أجزاء أصغر تسمى Frames تضيف إليها أجزاء الرأس Header
و الذيل Trailer و التي تحتوي على معلومات تحكم للتأكد من خلو الإطارات من أي أخطاء.
الطبقة السابعة (الفيزيائية) Physical
وهي الطبقة المواجهة لوسط الإرسال و المسئولة عن إرسال البيانات التي تم تجهيزها من
قبل الطبقات العليا عبر وسط الإرسال. كما تعرف هذه الطبقة الكيفية التي ستتصل بها بطاقة
الشبكة بالأسلاك أو بغير الأسلاك.
الاتصال بين الطبقات السبعة للمعيار OSI
يطلق على الهيئة القياسية التي يقوم البروتوكول بتشكيل البيانات المارة بين الطبقات عليها
اسم Protocol (PDU) Data Unit
و تقوم الواجهة الفاصلة بين كل طبقتين بتعريف العمليات و الخدمات التي توفرها الطبقة
السفلى لجارتها العليا و تسمى هذه العمليات Primitives
و لكي تقوم أي طبقة عليا بالوصول إلى الطبقة المجاورة السفلى فإنها لا بد أن تستخدم عنوانا يسمى
(Service Access Point (SAP
و يمكن تصور هذا العنوان كمنفذ منطقي تمر البيانات من خلاله و يضاف الحرف الأول من اسم
كل طبقة لهذا المصطلح ليصف اسم المنفذ الخاص بكل طبقة
فمنفذ طبقة Network يسمى NSAP