همه ما افراد روزانه از تلفن همراه و کامپیوتر جهت اتصال به شبکه اینترنت استفاده می کنیم و نرم افزار های پیام سان و یا وب گردی نقش مهمی در زندگی ما داشتن اما مهم اینجاست اگر بطور مثال ما به یک کاربر پیام بفرسیم این پیام به کجاها می رود تا به کاربر مورد نظر ما برسد در پشت صحنه چه چیزی اتفاق می افتد. در ادامه مقاله به این موضوع پی می بریم.

The Open Systems Interconnection (OSI) یا مدل اتصال سیستم های باز یک چارچوب مفهومی است که نحوه انتقال داده ها بین دو سیستم در یک شبکه را توصیف می کند. این استانداردی است که برای کمک به طراحان و مهندسان شبکه برای ایجاد یک شبکه سازگار، قابل اعتماد و با ساختار مناسب استفاده می شود. مدل OSI یک معماری هفت لایه است که عملکردهای مختلف یک شبکه را از لایه فیزیکی تا لایه کاربری یا اپلیکیشن کاربردی تعریف می کند.

• در لایه فیزیکی، مدل OSI اجزای فیزیکی یک شبکه مانند کابل ها، اتصالات و هاب ها را تعریف می کند. همچنین پروتکل هایی را تعریف می کند که برای انتقال داده ها استفاده می شود، مانند Ethernet و Wi-Fi.
  این لایه وظیفه انتقال بیت های داده خام را بر روی یک محیط فیزیکی مانند سیم مسی یا کابل فیبر نوری بر عهده دارند. در این لایه داده ها بصورت 0 و 1 می باشند.


• لایه دوم ، لایه پیوند داده نام دارد . این لایه مسئول ایجاد و حفظ ارتباط بین دو سیستم است. همچنین این لایه وظیفه ارائه آدرس فیزیکی و تشخیص/تصحیح خطا مانند MAC و Ethernet را بر عهده دارد.


• لایه شبکه مدل OSI وظیفه ارائه خدمات آدرس دهی منطقی و مسیریابی به بسته های داده را بر عهده دارد. این اولین لایه مدل است و وظیفه تجزیه داده ها به بسته های کوچکتر را دارد که می توانند از طریق شبکه ارسال شوند. لایه شبکه همچنین شامل توابعی مانند مسیریابی، آدرس دهی و تکه تکه شدن بسته ها می باشد. لایه شبکه از آدرس دهی منطقی برای شناسایی هر دستگاه در شبکه استفاده می کند. این آدرس منطقی یک آدرس IP نامیده می شود که برای شناسایی منحصر به فرد هر دستگاه در شبکه استفاده می شود. لایه شبکه همچنین شامل توابعی برای مسیریابی بسته های داده به مقصد است. این کار با استفاده از یک جدول مسیریابی انجام می شود که آدرس های IP را به آدرس های فیزیکی، که آدرس های MAC دستگاه های موجود در شبکه هستند، نگاشت می کند. لایه شبکه همچنین شامل توابعی برای تکه تکه شدن بسته ها است، که فرآیند تجزیه بسته های داده بزرگ به بسته های کوچکتر است که می توانند از طریق شبکه ارسال شوند. این امر ضروری است زیرا برخی از شبکه‌ها ممکن است پهنای باند یا تأخیر محدودی داشته باشند و شکستن بسته‌های بزرگ به بسته‌های کوچک‌تر می‌تواند به اطمینان از تحویل موفقیت‌آمیز آنها کمک کند. به طور کلی، لایه شبکه مسئول ارائه خدمات آدرس دهی منطقی و مسیریابی به بسته های داده است که سپس از طریق شبکه به مقصد ارسال می شود.


• لایه انتقال وظیفه انتقال داده های قابل اعتماد بین دو دستگاه را بر عهده دارد. این تضمین می کند که داده ها بدون خطا و به ترتیب صحیح منتقل می شوند. لایه انتقال با لایه کاربردی کار می کند تا روشی قابل اعتماد و کارآمد برای انتقال داده ها بین دو دستگاه ارائه دهد. لایه انتقال وظیفه تقسیم بسته های بزرگ داده به بسته های کوچکتر به نام سگمنت و جمع آوری مجدد آنها در مقصد را بر عهده دارد. همچنین مکانیسم‌های کنترل جریان، کنترل خطا و کنترل ازدحام را کنترل می‌کند تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها به طور موثر و قابل اعتماد منتقل می‌شوند. پروتکل های لایه انتقال شامل TCP (پروتکل کنترل انتقال) و UDP (پروتکل داده گرام کاربر) هستند که به ترتیب برای انتقال داده های قابل اعتماد و غیرقابل اعتماد استفاده می شوند. TCP برای برنامه هایی استفاده می شود که به تحویل تضمینی داده نیاز دارند، در حالی که UDP برای برنامه هایی که به تاخیر کم و توان عملیاتی بالا نیاز دارند استفاده می شود.


• لایه نشست مدل OSI مسئول مدیریت ایجاد، نگهداری و خاتمه یک جلسه ارتباطی بین دو دستگاه است. این لایه مدل OSI وظیفه ارائه یک وسیله ارتباطی امن و قابل اعتماد بین دو دستگاه را بر عهده دارد. لایه نشست به گونه ای طراحی شده است که اطمینان حاصل شود که داده ها به طور قابل اعتماد و ایمن بین دو دستگاه منتقل می شوند. از پروتکل های مختلفی مانند TCP و UDP استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که داده ها به ترتیب صحیح و با چک جمع های صحیح منتقل می شوند. لایه نشست همچنین جریان داده ها را بین دستگاه ها مدیریت می کند و اطمینان حاصل می کند که داده ها از بین نمی روند یا تاخیر ندارند. به طور کلی، لایه جلسه یک جزء ضروری از مدل OSI است و مسئول ارائه یک وسیله ارتباطی امن و قابل اعتماد بین دو دستگاه است.


• لایه ارائه مدل OSI وظیفه ارائه یک رابط استاندارد بین لایه برنامه و لایه کاربر را بر عهده دارد. این لایه ای است که داده ها و دستورالعمل ها را از لایه برنامه به قالبی ترجمه می کند که برای لایه کاربر قابل درک باشد. لایه ارائه وظیفه مدیریت فشرده سازی، رمزگذاری و قالب بندی داده ها را بر عهده دارد. همچنین تبدیل داده ها را بین فرمت های مختلف داده مانند ASCII و باینری انجام می دهد. لایه ارائه همچنین مسئول رسیدگی به پروتکل های امنیتی مانند SSL/TLS است که برای رمزگذاری و احراز هویت داده های منتقل شده بین مشتری و سرور استفاده می شود. به طور کلی، لایه ارائه یک جزء ضروری از مدل OSI است، زیرا تضمین می کند که داده ها به شیوه ای استاندارد و ایمن بین لایه های برنامه و کاربر منتقل می شوند.


• لایه برنامه یا اپلیکیشن بالاترین لایه مدل OSI است که وظیفه ارائه خدمات به کاربر نهایی را بر عهده دارد. این لایه ای است که مستقیماً با کاربر نهایی در تعامل است و مسئول تعامل کاربر نهایی با شبکه است. لایه برنامه شامل پروتکل هایی مانند HTTP، FTP، SMTP و DNS است که برای تبادل داده بین کاربر نهایی و سرور استفاده می شود. این پروتکل ها مسئول تعامل کاربر نهایی با شبکه مانند مرور وب سایت ها، ارسال ایمیل و دسترسی به فایل ها هستند. لایه برنامه همچنین شامل برنامه هایی است که در بالای لایه برنامه اجرا می شوند، مانند مرورگرهای وب، کلاینت های ایمیل و کلاینت های انتقال فایل. این برنامه ها به گونه ای طراحی شده اند که یک رابط کاربر پسند برای کاربر نهایی فراهم کنند و دسترسی به شبکه را آسان تر کنند. به طور کلی، لایه کاربردی لایه ای است که خدماتی را به کاربر نهایی ارائه می دهد و مسئولیت تعامل کاربر نهایی با شبکه را بر عهده دارد. این بالاترین لایه مدل OSI است و وظیفه فراهم کردن امکان دسترسی و استفاده از شبکه را برای کاربر نهایی بر عهده دارد.

در لایه هفتم لایه کاربردی یا برنامه (اپلیکیشن) خدماتی مانند ایمیل ، وب گردی ،و انتقال فایل به ما ارائه میدهد در واقع هر چی که در ظاهر کاربران انجام می دهند در این لایه رخ میدهد.

اما فرق مدل OSI با TCP/IP چیست ؟

مدل TCP/IP مخفف عبارت Transmission Control Protocol/Internet Protocol این نوع مدل از نظر مفهومی هیج تفاوتی با مدل OSI ندارد اما مدل OSI مشکلاتی برای طراحان شبکه بوجود آورده و یکی از آن ها سختی اجرای مدل OSI ، مدل OSI دارای 7 لایه است که در طرف مقابل مدل TCP/IP دارای 4 لایه است . که این نشان دهنده سادگی مدل TCP/IP می باشد . مدل TCP/IP شامل 4 لایه است که بصورت زیر می باشند :

• لایه فیزیکی
• لایه شبکه
• لایه انتقال
• لایه کاربردی یا اپلیکیشن

عملکرد توابع در TCP/IP و OSI نیز مشابه است زیرا هر کدام از یک لایه شبکه و لایه انتقال برای پردازش بهره می برند. هر دو برای انتقال بسته های اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند، اگرچه این کار را از طریق مسیرهای مختلف انجام می دهند اما باز هم داده ها به مقصد خواهند رسید.

شباهت های مدل TCP/IP و OSI شامل موارد زیر است:

• هر دو مدل، منطقی هستند.
• استانداردهای شبکه را تعریف می کنند.
• فرآیند ارتباط شبکه را بین لایه ها تقسیم می نمایند.
• چارچوب هایی را برای ایجاد و پیاده سازی استانداردها و دستگاه های شبکه ارائه می کنند.
• با دستگاه ها و تجهیزات شبکه ای تولیدکنندگان مختلف، سازگار هستند.

تفاوت های بین مدل TCP/IP و مدل OSI به صورت زیر است:

• سادگی: مدل TCP/IP نسبت به مدل OSI ساده تر و قابل فهم تر است. همچنین در شبکه های مدرن بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، به این معنی که برای طیف وسیع تری از کاربران قابل دسترسی تر است.


• انعطاف پذیری: مدل TCP/IP نسبت به مدل OSI انعطاف پذیرتر است. این امکان ایجاد پروتکل ها و سرویس های جدید را بدون نیاز به اصلاح لایه های موجود فراهم می کند. این امر تطبیق با محیط های متغیر شبکه را آسان تر می کند.


• سازگاری: مدل TCP/IP به طور گسترده توسط اکثر دستگاه ها و نرم افزارهای شبکه مورد استفاده و پشتیبانی قرار می گیرد. این امر ادغام دستگاه ها و نرم افزارهای جدید را در شبکه بدون نیاز به تغییر پروتکل های موجود آسان تر می کند.


• امنیت: مدل TCP/IP شامل تعدادی ویژگی امنیتی مانند رمزگذاری و احراز هویت است که برای محافظت از داده های حساس ضروری است. از طرف دیگر، مدل OSI فاقد هرگونه ویژگی امنیتی است.


• مقیاس پذیری: مدل TCP/IP به گونه ای طراحی شده است که مقیاس پذیر باشد، به این معنی که می تواند تعداد زیادی از دستگاه ها و برنامه ها را مدیریت کند. از طرف دیگر، مدل OSI به گونه ای طراحی نشده است که مقیاس پذیر باشد و ممکن است نتواند تعداد زیادی از دستگاه ها و برنامه ها را مدیریت کند.

به طور کلی، مدل TCP/IP پرکاربردترین و پشتیبانی‌شده‌ترین مدل برای شبکه است و پایه و اساس بسیاری از پروتکل‌ها و استانداردهای شبکه جدید شده است.