شرح OSI Layers

تعريف OSI

قامت منظمة ال iso بعمل نظام موحد لكي يستخدم على مختلف انظمة التشغيل المختلفة ( ويندوز – لينكس – یونکس ….. و غيرها ) وذلك لكي يسهل على انظمة التشغل أن تتخاطب معا بلغة موحدة ، وهذا النظام هو Osi Layers فهو يمثل مراحل سبع تمر من خلالها البيانات من جهاز المرسل مرورا بالشبكة حتى تصل إلى الجهاز المستقبل .

أهمية OSI

اهميتها الأساسي تنبع من كونها معیار موحد على مختلف انظمة التشغيل بعد أن تفهم الطبقات او مراحل ال OSI وكيف تتكون البيانات خلالها تستطيع أن تفهم وتحل المشاكل التي تصادفك على الشبكة ، فعندما تعرف كل جهاز أو هاردوير او حتى تطبيق أو بروتوكول أين يعمل وفي أي مرحلة فعندها تستطيع التوصل الحل المشكلة بطريقة أسرع ، فعلى سبيل المثال عندما تقوم بعمل Ping على جهاز اخر على الشبكة فتفشل العملية فعلی ای أساس تصل لسبب المشكلة فهناك عدة أسباب قد تكون احدهما سبب المشكلة مثل الكابل أو كارت الشبكة أو بروتوكول tcp / ip فعندما تفهم طبقات osi ستعرف أن كل منهم يعمل في طبقة ولهذا ينصح بالكشف اولا عن الكابل ( الطبقة الأولى physical ) ثم كارت الشبكة ( الطبقة الثانية data link ) ثم Tcp ( الطبقة الرابعة Transport ) .

مكونات OSI

مراحل OSI السبع :- ( وهذا الترتيب من 7 إلى 1 حسب جهاز المستقبل وليس المرسل )

7- Application Layer
6- Presentation Layer
5- Session Layer
4 – Transport Layer
3- Network Layer
2- Data Link Layer
1- Physical Layer

شرح مراحل osi

7- Application layer

وصف الطبقة :-

مرحلة التطبيقات وهي المرحلة التي يتعامل المستخدم فيها مع واجهه البرامج مثل المتصفح وبرنامج نقل الملفات والبريد وغيرها .

البروتوكولات :-

http – ftp – tftp – smtp – snmp – dns – telnet .

وظيفة الطبقة : –

فتح المستخدم للتطبيق المطلوب .

6- Presentation layer

وصف الطبقة :–

كل البيانات الموجودة على الجهاز لها طبيعة تختلف بعضها عن بعض فلكي يتم التفرقة بين كل نوع داتا مرسلة على الشبكة ففي هذه المرحلة تتم عملية تهيئة الداتا لتأخذ كل منها امتداها الخاص بها فمنها الصور والفيديو والنصوص والملفات المضغوطة و بعد عملية التهيئة يتم عملية ضغط الملفات ( عند الارسال ) او فك الضغط ( عند الاستلام ) وايضا يتم تشفير البيانات او فك التشفير .

البروتوكولات :-

JPEG – BMP – TIFF – MPEG – WMV – AVI / ASCII – EBCDIC .

وظيفة الطبقة :-

Format : بمعنى تهيئة الداتا لتأخذ شكلها وامتداها المناسب .
Compression and decompression : ضغط الملفات او فك الضغط
Encoding and decoding : تشفير البيانات او فك التشفير

5- Session layer

وصف الطبقة :-

هي الطبقة المسئولة عن فتح قنوات الاتصال بين المستخدم وبين الطرف الأخر ومسئولة عن ادارة واغلاق ال session ، عندما تقوم بفتح اكثر من تطبيق على جهازك فهنا يظهر دور هذه الطبقة حيث تقوم بفتح قناة اتصال خاصة بكل تطبيق على حدة وايضا تحدد نوع الاتصال المستخدم هل ارسال فقط ( single ) مثل UDP او التلفزيون في الواقع الطبيعي فانت تسمع التلفزيون ولاترد عليه او حتى الراديو ، وهناك ايضا ارسال واستقبال ولكن ليس في نفس الوقت ( half duplex ) مثل اللاسلكي فالظابط عندما ينتهي من الحديث في اللاسلكي يقول حول ليعطى اشارة للطرف الاخر انه انتهى من الحديث ليبدأ هو بالارسال ، وأخيرا هناك الارسال والاستقبال كما تشاء ( full duplex ) مثل التليفون فأنت تستطيع الاستماع وايضا مقاطعة الطرف الاخر للحديث في نفس الوقت .

البروتوكولات :-

NFS – NETBIOS NAME – SQL – RPC .

( NFS ( Network File System : – هو البروتوكول الافتراضي لتبادل الملفات على يونكس ويسمح للمستخدم البعيد بالوصول للملفات .
NETBIOS NAME : – هو بروتوكول يستخدم للتواصل بين الأجهزة وكان يعمل مع انظمة ماقبل ویندوز ۲۰۰۰ ولكن مع بداية ويندوز ۲۰۰۰ ثم إستخدام TCP / IP .
( RPC ( Remote Procedure Call :- هو بروتوكول يسمح بعمل اتصال عن بعد ويستخدم على سبيل المثال مع اکستشنج والأوت لوك .
SQL :- هو بروتوكول يستخدم على أنظمة مايكروسوفت لتكوين اتصال بين المستخدم وبين سيرفر الاس كيو إل SQL .

وظيفة الطبقة :-

فتح وإدارة قنوات الاتصال session .
يحدد نوع الاتصال الذي تمر به الداتا single – half duplex – full duplex .

4 – Transport layer

وصف الطبقة :-

هي الطبقة المسئولة عن إدارة نقل البيانات ( flow control ) وتصحيح الأخطاء ( error Correction ) ومن ثم تحديد البروتوكول المستخدم في عملية نقل البيانات فبعض البيانات تستخدم ( TCP Connection oriented protocol ) فهو بروتوكول يقوم بعملية ارسال البيانات ويتأكد من سلامة وصولها أولا ، او يستخدم ( UDP Connectionless ) فهو بروتوكول يقوم بعملية نقل البيانات دون التأكد من وصولها مثال على ذلك ملفات الفيديو او محطات الإذاعة والتلفزيون على النت .

البروتوكولات :-

TCP – UDP .

وظيفة الطبقة :-

التحكم في نقل البيانات ( flow control ) ، وتصحيح الأخطاء ( error correction ) .
تتم عملية نقل البيانات ( flow control ) وذلك بتقطيع الداتا ثم ترقيمها ( sequencing ) ثم الارسال والتأكد من الطرف الأخر بالإستلام ( Acknowledgments ) .
تحديد طريقة إرسال البيانات هل ب ( TCP or UDP ) .
يتم وضع البورتات في هذه المرحلة بالتعاون مع طبقة التطبيقات .
هناك نوعين من البورتات -هناك نوعين من البورتات : ۔
– المنافذ المعروفة Well known Port :- هي البورتات المحجوزة لتطبيقات معينة وهو يستخدم للدخول من خلاله على الجهاز الاخر ( 0 إلى 1023 ) .
– اما البورتات الأخرى : ( 1024 إلى 65535 ) تستخدم هذه البورتات من قبل التطبيقات لكي يخرج منها التطبيق إلى الشبكة ثم يصل إلى الجهاز الاخر ليدخل من البورتات السابقة .

شكل الداتا :-

segment

3- Network layer

وصف الطبقة :-

بعد أن تنتقل الداتا من الطابقة السابقة ( segment ) فتتحول هنا إلى ( packet ) بعد إضافة ال p ا ثم بعد ذلك يتحدد المسار المستخدم في نقل البيانات وهو مايسمى بالتوجيه ( routing ) وذلك طبقا للبروتوكول المستخدم بين الرواتر في الشبكة مثل ospf او rip او غير ذلك .

البروتوكولات :-

ip – ipx .

وظيفة الطبقة :-

Ip addressing
Routing

الهاردوير :- الجهاز او الهاردوير الذي يفهم ويتعامل مع هذه الطبقة هو الروتر

شكل الداتا :- Packet

2 – data link layer

وصف الطبقة :-

تسمى الداتا في هذه الطبقة فريم وسميت بهذا الاسم لأنها تضع للباكيت القادمة من طبقة الشبكة رأس وذيل ، رأس مکون من ( llC logical link control and mac addressing ) وذيل مكون من ( fcs frame check sequence ) ، ويقوم الذيل FCS باكتشاف الخطأ فقط error detection .. في هذه الطبقة يتم التأكد من خلو الكابل من الداتا ليتم الارسال وهذا عن طريق على سبيل المثال CSMA / CD .

البروتوكولات :۔

Lan protocol : -802.2 ( 110 ) – 802.3 ( Ethernet ) – 802.5 ( token ring ) – 802.11 ( wireless ) .
Wan protocol : – ppp – frame relay – ATM – ISDN- hdlc

وظيفة الطبقة :-

وضع الماك ادرس .
اكتشاف الأخطاء error detection .
تحديد افضل وقت لارسال البيانات وذلك بالتأكد من خلو الكابل من أي بيانات قبل الارسال ( CSMA / CD ) .

الهاردوير :-

الجهاز او الهاردوير الذي يتعامل مع هذه الطبقة Switch and bridge

شكل الداتا : ۔

Frames

1 – Physical layer

وصف الطبقة :-

وهي المرحلة التي يتم فيها تحويل الداتا من فريم المرسلة من الطبقة السابقة إلى اشارات كهربائية ( BITS ) ويقوم بهذه الوظيفة كل من كارت الشبكة والمودم .

البروتوكولات :-

ARP – COAX – Fiber .

وظيفة الطبقة :-

تقوم بتحول الداتا إلى اشارات كهربائية لتمريرها في السلك .

الهاردوير :-

cables -hub – repeater – nic – connector

شكل الداتا :-

bits

الى هنا يكون قد تم الانتهاء من شرح الطبقات السبع .

لمحات وملاحظات سريعة :۔

1- كل ماتم شرحه سابقة هو عبارة عن مديول تعليمي فقط وليس له وجود في الحياة العملية ولكن الموجود في الحياة الحقيقة هو TCP / IP Model وهي مكونة من أربع طبقات كما بالصورة التالية ، ولكن يتم تعليم ال OSI ذو الطبقات السبع اولا لكي يسهل على الدارس فهم TCP / IP layers .

طبقة ال application في ال TCP / IP layer هي نفسها طبقات ال application و presentation و session في Osi .
وطبقة النقل هي نفسها .
اما طبقة الانترنت هي طبقة الشبكة في ال OSI .
وطبقتي الداتا لينك والفيزیکال في ال OSI هي طبقة ال network access في TCP / IP layer .

شرح مرور الداتا من مراحل OSI حتى تصل للمستقبل :-

يقوم المستخدم تفتح البرنامج سواء كان متصفح او برنامج تحكم عن بعد او إميل وهذا يكون في مرحلة التطبيق .
ثم يتم عملية التهيئة للداتا حتى تأخذ امتدادها المناسب صورة او نص اوفيديو ثم بعد ذلك يتم الضغط والتشفير في مرحلة presentation .
ثم تقوم مرحلة ال session بفتح قناة اتصال خاصة لكل تطبيق .
ثم يتم اضافة الى ال TCP Header ، Data وبه بورت الجهاز المستقبل ( Well known Port ) وبورت الجهاز المرسل وبعد هذه الاضافة تسمى الدائا segment وهذا هي مرحلة ال transport .
وفي مرحلة الشبكة – Network Layer :- الداتا المرسلة من مرحلة النقل يتم اضافة اليها IP الجهاز المرسل والمستقبل وهنا تسمى الداتا packet .
وفي مرحلة الداتا ليتك – Data Link : يتم اضافة إلى الداتا الماك ادرس الخاص بالجهاز المرسل والجهاز المستقبل وهنا تسمي frames .
وفي مرحلة ال physical : تتحول الداتا الى اشارات كهربائية لتمر في السلك مرورا عبر الشبكة حتى تصل للجهاز المستقبل .

وعند الجهاز المستقبل يتم المرحلة العكسية تصل الاشارات الكهربائية من الطبقة الأولى إلى الطبقة الثانية ( data link ) فيتم التأكد من الماك ادرس انه خاص به فيحذفه من على الداتا ثم يرسل الداتا الى الطبقة الثالثة ( network ) وهنا يتأكد من الايبي ، ثم يرسلها إلى الطبقة الرابعه ( transport ) وهنا يتأكد من ال tcp header والبورت الخاص بكل تطبيق ثم يحذف الهيدر وتنطلق الداتا بعد ذلك من مرحلة السيشن فمرحلة التقديم ثم لمرحلة التطبيق فيستلم الطرف المستقبل الداتا والصورة التالية توضح كل هذا الكلام .