نموذج OSI هو من أشهر النماذج لفهم وظائف الشبكة، وقد تم تطويره وصناعته من طرف منظمة (ISO) وهي المنظمة الدولية للمعايير، و module OSI هو اختصار لجملة ( Open Systèmes Interconnections )، وهو يتكون من 7 طبقات أساسية وهي التي توفر خدمة الشبكة بشكل جيد بحيث تتعاون الطبقات فيما بينها، وتقدم كل طبقة في هذا النموذج مهمة معينة خاصة بها وحدها فقط وتتفاعل الطبقات فيما بينها من أجل تحقيق تواصل جيد وفعال فيما بينها.
الطبقات السبع في نموذج OSI :
الطبقة الأولى : الطبقة الفيزيائية :
هذه الطبقة هي الأولى في النموذج المسمى ( Open system Interconnections ) , وهي مهمة جداً وتسمى ب ( phisical layer ) وهي المسؤولة عن استقبال وارسال جميع البيانات على شكل إشارات ضوئية عن طريق أوساط النقل الفيزيائية وهي كابلات الالياف الضوئيه أو الكابلات النحاسية العادية أو حتى عن طريق الموجات الخاصة بالراديو.والدور الأساسي للطبقة الفيزيائية هو نقل البيانات والبتات Bits عبر جميع الوسائط ومن مهام الطبقة الفيزيائية نجد مايلي :
التوصيل الكهربائي بالإضافة إلى الطاقة :
التشفير بالإضافة إلى الترميز :
تعمل الطبقة الفيزيائية على تشفير وترميز البيتات لنقلها عبر الوسائط الفيزيائية بشكل سلس وسهل ومن عمليات الترميز التي تستخدم في الطبقة الفيزيائية نجد Manchester Encoding.
التوجيه للإشارة :
ومن مهام الطبقة الفيزيائية نجد ( signal routing ) بحيث تحتاج بعض الوسائط إلى توجيه إلى أماكن معينة وقد يتطلب ذالك استخدام routeur أو switch من أجل إعادة توجيه هذه الوسائط بشكل جيد.
نقل الوسائط والبيانات ( Transmission Bit ) :
تنقل الطبقة الفيزيائية الوسائط والبيتات عن طريق كابلات الالياف البصريه أو الكابلات النحاسية أو حتى عن طريق موجات الراديو ويتم نقلها عبر الوسائط الفيزيائية ويتم استخدام مجموعة متنوعة من التقنيات لإنجاح هذا النقل مثل التناظرية التناوبية و التناظرية التشابهية.الوقت ( synchronisation ) :
تعمل الطبقة الفيزيائية على تحقيق تزامن بين الأجهزة فيما بينها من أجل تحقيق عمليات ارسال واستقبال بين الأجهزة بشكل جيد.
مكونات الشبكة التي تشتغل على الطبقة الأولى الفيزيائية :
- موصلات الكابلات بالشبكة مثل كابل RJ-45.
- بطاقات الخاصة بالشبكة مثل network interface cards.
- الكابلات الخاصة بالالياف البصرية والضوئية مثل Câbles fibre optique.
- كابلات الشبكة النحاسية مثل câbles copper.
ومن هنا نستخلص أن المهمة الأساسية للطبقة الفيزيائية هو التعامل مع الأمور التقنية وتقوم بتمهيد الطريق لتسهيل التواصل بين الطبقات العليا في نموذج OSI.
الطبقة الثانية : طبقة ارتباط البيانات :
الطبقة الثانية في نموذج OSI هي الطبقة الخاصة بارتباط البيانات data link layer وهي المسؤولة عن نقل البيانات ولها عدة وظائف منها :التحكم بالتدفق :
تعمل الطبقة الثانية والتي هي طبقة ارتباط البيانات على التحكم في تدفق البيانات المرسلة Flow contrôle لكي لا يتوقف الجهاز عن العمل بسبب كمية البيانات والمعلومات الكبيرة التي قد تصله في وقت قصير ولايتطيع معالجته في وقت واحد.
تغليف البيانات ( encapsulation ) :
تقوم طبقة ارتباط البيانات بإضافة Header إلى البيانات المرسلة للشبكة تحمل معلومات كثيرة منها عنوان الماك الخاص بالجهاز المستقبل وحتى المرسل.تحقق من الخطأ ( Error détection and correction ) :
تقوم طبقة الارتباط الخاصة بالبيانات باكتشاف الأخطاء التي تم إرسالها وفحصها مع محاولة تصحيح الأخطاء الممكن إصلاحها وكل هذا من أجل ضمان وصول جيد لنقل البيانات والوسائط.التحكم في الوصول إلى وسيط ( media accès control ) :
تقوم طبقة ارتباط البيانات في هذه المرحلة بمحاولة تجنب الاصتدامات collisions التي يمكن أن تحدث عند نقل البيانات بين موجات الراديو أو الكابلات مما قد يؤدي إلى تلف جميع البيانات بسبب تداخل في ارسال البيانات بين الأجهزة في نفس الوقت.جمع البيانات ( Framing Data ) :
تعمل طبقة ارتباط البيانات على تقسيم البيانات المتواصل بها إلى أجزاء صغيرة يمكن نقلها بسهولة، وتقوم بإضافة عليها معلومات إضافية مثل معلومات التعرف وحتى التحكم ليسهل استعادة البيانات.عند الانتهاء من هذه العمليات يتم تمرير العمليات إلى الطبقة الفيزيائية.
الطبقة الثالثة : طبقة الشبكة ( network layer ) :
تأتي طبقة network layer في نموذج OSI أعلى طبقة Data Link layer وأسفل طبقة transport layer وهي الطبقة الثالثة في النموذج وتعمل بشكل أساسي على إرسال وتوجيه حزم الوسائط والبيانات من المرسل إلى المستقبل عبر الشبكة، وتقوم طبقة الشبكة باختيار أفضل مسار وطريق لنقل الحزم من المرسل إلى المستقبل عن طريق الشبكة والطبقة الشبكة مهام كثيرة منها :تجزئة بيانات ( fragmentation Packet ) :
اذا كانت الشبكة لاتستطيع دعم الحزم الكبيرة تقوم طبقة الشبكة بتقسيم البيانات إلى أجزاء صغيرة ليسهل نقلها إلى الشبكة ولكي لا يؤدي إلى توقف الشبكة أو الظغك عليها.توجيه البيانات ( Routing ) :
تعمل طبقة الشبكة على تحديد أفضل مسار لنقل البيانات على شبكة وتستخدم بروتوكولات الشبكة مثل بروتوكول BGP لتحديد المسار المناسب لنقل الحزم.توجيه الفعال ( Forwarding ) :
عندما يتم تحديد المسار المناسب لنقل البيانات تقوم طبقة الشبكة بتوجيه البيانات عن طريق جهاز الراوتر في اتجاه المسار الذي تم تحديده لنقل البيانات.من كل هذا نختصر أن طبقة الشبكة مخصصة لتوجيه البيانات والحزم وتضمن تسليمها إلى المكان المناسب والذي تم تحديده لها.
الطبقة الرابعة : طبقة نقل البيانات ( Transport layer ) :
طبقة transport layer هي الطبقة الرابعة في نموذج OSI ودورها الأساسي هو نقل الحزمات بين الأجهزة والتأكد من عدم حدوث أخطاء أثناء النقل وتقوم أيضا بتجزئة الحزم الكبيرة ليسهل نقلها ولها وظائف عديدة منها :السيطرة على التوجيه ( Congestion control ) :
تعمل طبقة نقل البيانات على التأكد ومراقبة حركة نقل البيانات داخل الشبكة لعدم حدوث تكدس للبيانات مما قد يؤدي إلى توقف الشبكة ولها دور مهم داخل الشبكة للحفاظ عليها بشكل دائم.تحكم في الاتصال ( Connection Management ) :
تقوم طبقة نقل البيانات من التحكم في الاتصالات التي تحدث بين الأجهزة وتقوم بإدارتها في آن واحد والتأكد من عدم حدوث مشاكل، وتوفر نوعين من بروتوكولات الاتصال :- اتصال غير دقيق : من خلاله يتم ارسال حزمات بشكل مستقل مع عدم ضمان وصولها بشكل كامل وتسمى Connectionless.
- اتصال دقيق : يتم ارسال الحزمات والبيانات بشكل دقيق مع ضمان وصولها بشكل سليم وبدون نقصان ويتم استخدام فيها بروتوكول TCP ويسمى هذا النوع ب connection oriented.
من البروتوكولات التي تعمل في طبقة نقل البيانات نجد بروتوكول TCP وهو اختصار لجملة Transmission control protocole وايضا بروتوكول UDP والذي هو اختصار لجملة USER DATAGRAM PROTOCOL.
الطبقة الخامسة : طبقة جلسة ( layer session ) :
تعتبر طبقة الجلسة هي الطريقة الخامسة في نموذج OSI وهي المسؤولة عن الاتصال بين التطبيقات فيما بينها وحتى الأجهزة زمن خلال هذه الطبقة يتم التأكد من كلمات السر والمعلومات هل هي صحيحة أم لا، بالإضافة إلى إمكانية هذه الطبقة على التعرف على جميع الأجهزة من اسمائها وعناوينها والقدرة على الاتصال و وقف الاتصال بين الأجهزة وتتولى مهام كثيرة من بينها :التحكم في الأخطاء :
تعمل طبقة الجلسة على تحديد الأخطاء وإعادة الاتصال بالشبكة عند حدوث اي مشكلة داخلة الشبكة.
فتح جلسات وتوقيفها :
تقوم طبقة الجلسة بإمكانية إنشاء اتصالات بين المستخدم والخوادم وحتى من إيقافها.
السيطرة على الوصول :
تعمل طبقة الجلسة على طرق لمعرفة هوية المستخدم واعطاء صلاحيات محددة للوصول إلى الشبكة لكل مستخدم.
تعتبر طبقة الجلسة مهمة داخل الشبكة من أجل توفير بيئة أمنة.
الطبقة السادسة : طبقة العرض ( layer présentation ) :
تعتبر طبقة العرض هي الطبقة السادسة ضمن نموذج OSI وهي المترجم الخاص للبيانات داخل الشبكة لكي تفهم جميع الأجهزة المعلومات التي تدور فيما بينها وتقوم بعمل تشفير للحزم وتقوم أيضا بتحويل الصيغ المختلفة مثل PNG و JPG والكثير من الصيغ الأخرى القابلة للمشاهدة وحتى للقراءة ولها وظائف كثيرة مثل :تغير العرض ( Translation Data ) :
تقوم بتحويل البيانات من تنسيق إلى اخر، فمثلا تحول تنسيق نصي إلى تنسيق رسومي أو صوتي.ترميز الحزم ( Encoding data ) :
تقوم بتغير ترميز وتشفير بعض الحزم لكي تتوافق بين أنظمة الشبكة.
تصغير الحزم ( Formatting data ) :
تعمل على تصغير حجم الحزم والبيانات لكي يقل حجمها ولاتشكل ظغط على الشبكة.تشفير الحزم ( encryption data ) :
تعمل على امان الشبكة والمعلومات التي يتم نقلها عن طريق الشبكة من خلال تشفيرها.
اختصارا طبقة العرض تعمل على تشفير وتحويل البيانات من تنسيق إلى آخر داخل الشبكة.
الطبقة السابعة : طبقة التطبيقات
وتعتبر طبقة التطبيقات هي الطبقة السابعة من نموذج OSI وهي المسؤولة عن اتصال البرامج وحتى الأجهزة والتطبيقات مع الشبكة ولها مهام كثيرة من بينها :- تقوم بمعالجة الأخطاء اثناء الاتصال بالشبكة.
- التأكد من توفر الموارد اللازمة داخل الشبكة اثناء الاتصال.
- تقوم بالتأكد من صحة المعلومات التي تتوصل بها من المستقبل هل هي صحيحة أم بها أخطاء.
- بروتوكول POP3 : الذي يسمح بالتوصل برسائل البريد الالكتروني.
- بروتوكول HTTP : يتم استخدامه لعرض الصفحات الخاصة بالويب.
- بروتوكول SMTP : يمكن من ارسال الرسائل عن طريق البريد الالكتروني.
- بروتوكول FTP : يمكن من نقل الملفات بين الأجهزة.
تهذف طبقة التطبيقات الى تسهيل عملية الاستخدام وايضا تسهيل التواصل وتبادل المعلومات والخدمات داخل الشبكة المتصلة.