Zacznijmy od tego, że model OSI będzie się przewijał wszędzie. Wiec podstawą jest jego znajomość, którą musisz mieć nie tylko do certyfikatów :). Pamiętaj, jest 7 warstw, które warto znać. Ale poza tym poznasz dzisiaj również model TCP/IP.

Wstęp

Model OSI będzie się za Tobą ciągnął przez całą karierę. Dlatego w wielu certyfikacjach, jakie będziesz robić, by podnosić swoje kwalifikacje, na pewno znajdzie się parę pytań odnośnie modelu OSI. Opisuje on połączenie między komputerami. Ja wiem, że podepnę kabel i będzie działać – co tu rozkminiać?

1 . Model OSI – Fizyczna warstwa

No nie do końca jest tak łatwo, że to tylko miedź – podłączysz i wszystko już jest. Ale po kolei, nie wszystko na raz.

Wyobraź sobie, że masz dwa komputery stojące w dwóch różnych pokojach. Co musisz zrobić? Podstawą jest, jakiego kabla musisz użyć: miedzianego, światłowodu czy wi-fi (fale radiowe).

Teraz musisz się zastanowić: jeśli wybrałem kabel miedziany, to jak go użyć do transmisji danych z jednego urządzenia na drugie? I jak zrobić, by sygnał elektroniczny – przekazywany z urządzenia do urządzenia przez kabel – był zrozumiały dla jednego i drugiego komputera?

I to jest dopiero warstwa pierwsza – fizyczna. Możemy tu wyróżnić np. USB czy Bluetooth. W tej warstwie wszystko jest prostymi bitami składającymi się z 0 i 1. Już na tym poziomie mamy sporo rzeczy do przemyślenia, a to dopiero początek ścieżki.

2. Model OSI – Druga warstwa – łącza danych

Teraz gdy już wybrałeś rodzaj kabla, musisz zastanowić się, jak będzie ustawiona sieć. Czy będzie to hub, switch, router trzeciej warstwy? Musisz się zastanowić nad adresacją, z jakiej będziesz korzystał.

Podziały znajdziesz tu. Musisz się nad tym zastanowić, ponieważ, jeśli dostaniesz trzecie urządzenie i podłączysz je do tej samej sieci, to skąd 0 i 1 mają wiedzieć, gdzie się dostać? Trzeba nadać im kierunek.

Dodatkowo trzeba się zastanowić na przykład, że jeśli kabel jest połączony do trzech urządzeń, to jak to będzie działać, kiedy dwa komputery naraz będą chciały się skontaktować w jednym momencie?

Trzeba zrobić tak, aby odpowiednia wiadomość trafiła do odpowiedniego adresata. Warstwa druga robi to za pomocą ramek – kapsułkuje je (wiem, śmiesznie to brzmi; eng. encapsulate), to znaczy bierze kawałki, które dostał w wyższej warstwie i ustawia w odpowiednim miejscu.

Protokoły, z których korzysta się w tej warstwie to np. PPP czy ARP.

3. Model OSI – Warstwa trzecia – sieciowa

Dopiero tu dochodzimy do routera, który stoi w Twoim pokoju. Jest to trzecia warstwa. Korzystamy tutaj z IP, tu możesz się więcej o tym dowiedzieć. Na tym etapie musisz się zorientować, jak Twoje połączenie będzie wychodzić poza Twoją domową sieć, to znaczy gdy np. chcesz otworzyć stronę Facebook.

Jak mój komputer skontaktuje się z serwerem Facebooka, by otrzymać zawartość strony? I jak to będzie wychodzić poza miasto, za granicę lub na inny kontynent? W poprzedniej warstwie zajmowaliśmy się tym, gdzie wewnątrz naszej sieci mają trafić nasze zera i jedynki.

Natomiast teraz pakujemy nasze pakiety dalej: dochodzi nam tu na routerze adres docelowy, czyli Facebook.com oraz adres naszego routera. Plus informacje, w którym kierunku się kierować, by dostać się do miejsca docelowego – tak, jak pan na parkingu, który wskazuje nam puste miejsce ;).

4. Model OSI – Warstwa czwarta, czyli transportowa

Tu dochodzi nam informacja, czy chcemy, by to, co ma dotrzeć do miejsca docelowego, było śledzone. Ponieważ – zdziwisz się – czasem wysyłamy dane, o których nie chcemy wiedzieć, czy dotarły. Korzystamy tu z protokołu UDP (User Datagram Protocol).

Dla przykładu: gdy korzystasz ze Skype i robisz sobie wideo call, korzystasz z UDP. A dlaczego, przecież chcę wiedzieć, czy ktoś mnie widzi? Ok, a teraz pytanie: czy chcesz, by każde zacięcie się połączenia w ciągu minuty, nie wiem, dla przykładu 500 razy, przerywało Ci połączenie, bo nie ma odpowiedzi od rozmówcy?

Od razu przydałoby się tu opisać, czym jest three-way handshake TCP, ponieważ drugim protokołem używanym na tej warstwie jest właśnie TCP. Ten protokół – odwrotnie niż UDP – daje nam znać, czy dany pakiet trafił do nadawcy. Polega to mniej więcej na tym: pytasz Andrzeja, czy jest w pokoju. Andrzej mówi, że jest w pokoju i podaje Ci rękę na dzień dobry, a po zabraniu ręki mówi „cześć, miło cię widzieć”.

Ten opis najłatwiej zrozumieć. Sieć komunikuje się, wysyłając najpierw pakiet najpierw syn, by dowiedzieć się, czy maszyna żyje. Później wysyła paczkę syn/ack, nazwa pochodzi od pierwszego pakietu. I na koniec wysyła informację ack, że paczka dotarła. I tak dla każdej paczki, a jest ich masa…

5. Model OSI – Warstwa piąta – sesji

Dobrze więc, do tej pory udało Ci się uzyskać połączenie między komputerami czy innymi urządzeniami. Wybrałeś sposób przesyłu danych. Następnie nadałeś odpowiedni adres swojej maszynie, by mogła się komunikować.

Dowiedziałeś się, czy chcesz, czy też nie chcesz wiedzieć, czy pakiet dotarł na miejsce. Od teraz wszystkie kolejne warstwy będą już zawierać dane, które Ty wysłałeś, a nie wszystko, co było dookoła tego. Warstwa sesji jest bardziej teoretyczna niż praktyczna.

To znaczy, ona odpowiada tylko za otwarcie sesji, następnie za jej utrzymanie oraz za zamknięcie już otwartej sesji – na przykład Zip czy SCP.

6. Model OSI – Warstwa szósta – prezentacji

Warstwa prezentacji odpowiada za ustawienie danych w odpowiednim formacie. Co to znaczy? Dla przykładu maszyna z Microsoft Outlook wysyła wiadomość, a maszyna z Outlook ją odbiera. I teraz, aby na obu komputerach była ona zrozumiała, musi być w odpowiednim formacie – np. ASCII.

7. Model OSI – Dotarliśmy do siódmej warstwy, czyli warstwy

W której to używane są protokoły zezwalające na dostęp w sieci i poza nią. Na przykład FTP do przesyłania danych czy HTTP do stron internetowych, z których korzystasz w pracy często nie tylko do pracy ;).

Jest prosty anagram, który pomaga zapamiętać te 7 warstw. Nie pamiętam, gdzie go przeczytałem, w jakiej książce, ale samego go pamiętam. A brzmi on następująco: „All People Seem To Need Daily Planning” (Application – Presentation – Session – Transport – Network – Data Link – Physical).

Model TCP / IP

Dobrze, jeden model mamy z głowy, warto by się zająć drugim. Model TCP/IP jest podobny do modelu OSI, jest ustawiony w warstwy.

TCP

Jak już wiecie, TCP odpowiada za komunikację między komputerami z odpowiednim śledzeniem :). Do każdego kawałka informacji dodawany jest numerek, by pakiety na końcu ścieżki mogły się odpowiednio połączyć, ponieważ pakiety mogą nie być wysyłane w kolejności – tzn. najpierw 1, potem 2, 3 i tak dalej.

Więc, by złożyć wiadomość w całość, na końcu ścieżki, czyli na komputerze docelowym, potrzebujemy tych numerków.

Na zakończenie połączenia wysyła flagę FIN. Flaga ta daje informację do komputera, z którym się kontaktowaliśmy, że to już był ostatni pakiet i można zakończyć.

To była ta kulturalna wersja, ale można też być chamem w sieci i wysłać flagę RST, która zrywa połączenie – podobnie jak byśmy odłożyli słuchawkę. W połowie pisania tego zdania zorientowałem się, że nie powiedziałem Ci, że syn, syn-ack i ack to też były flagi – więc wygląda to tak samo, tylko dochodzą nam dwie nowe.

Dwie, których jeszcze nie opisałem To PSH i URG. Pierwsza została stworzona, by zmusić aplikacje do przyjęcia danych. A URG od słowa urgent, czyli pilna paczka w inpost 😉 . Do protokołu, z których korzysta TCP, podam ci link tutaj.

Innym razem będę się rozwodził, dlaczego masz używać tego, a nie tamtego, nie będę Ci tu mieszał już w głowie :). UDP już znasz – jest to kontakt bez odpowiedzi. Rzucam grochem o ścianę, może wyleci przez okno :).

IP, inaczej The Internet Protocol, zapewnia przesył danych na wyższych warstwach. Jest to system dostarczania, który ma wybrać najlepszą ścieżkę, by dostarczyć dany pakiet. Nie zapewnia on gwarancji dostarczenia paczki. Odpowiada po prostu za adresację i routing, czyli to, co widzimy w trzeciej warstwie dla modelu OSI.

Model TCP różni się również tym, że mamy 4 warstwy

Zaczynając od dołu, mamy warstwę Network Access, która zawiera warstwę fizyczną i łączenia z modelu OSI. Kolejno jest Internet, która zawiera warstwę network z modelu OSI. Warstwa transportu jest taka sama, jak w modelu OSI. I trzy najwyższe warstwy z modelu OSI są zawarte w warstwie Aplikacji w TCP/IP.

Podsumowanie

Protokoły, kable i porty opiszę w innym artykule, ponieważ i tak tutaj masz masę wiedzy do połknięcia :). Dzięki temu modelowi wiesz na pewno już więcej o sieciach. Jako bezpiecznik nie musisz być siecowcem i znać się idealnie na tym, ale podstawy musi znać każdy, tego nie unikniesz. Zostawiam Cię z tym i pamiętaj, że ta wiedza będzie się z Tobą przewijać przez całą karierę wiec warto ją znać i sobie przypominać.

Zapraszam do ocenienia artykułu, by poinformować mnie jak i przyszłych czytelników o jego wartości.

Pozdrawiam – Pusz 🙂