• OSI لتقف على نظام مفتوح مترابط هو نموذج مرجعي يصف كيفية الحصول على المعلومات من تطبيق برمجي واحد حاسوب ينتقل عبر وسيط مادي إلى التطبيق البرمجي في كمبيوتر آخر.
• يتكون OSI من سبع طبقات، وكل طبقة تؤدي وظيفة معينة في الشبكة.
• تم تطوير نموذج OSI من قبل المنظمة الدولية للمعايير (ISO) في عام 1984، ويعتبر الآن نموذجًا معماريًا للاتصالات بين أجهزة الكمبيوتر.
• يقسم نموذج OSI المهمة بأكملها إلى سبع مهام أصغر ويمكن التحكم فيها. يتم تعيين مهمة معينة لكل طبقة.
• كل طبقة مستقلة بذاتها، بحيث يمكن تنفيذ المهمة المخصصة لكل طبقة بشكل مستقل.

خصائص نموذج OSI:

• ينقسم نموذج OSI إلى طبقتين: الطبقات العليا والطبقات السفلية.
• تتعامل الطبقة العليا من نموذج OSI بشكل أساسي مع المشكلات المتعلقة بالتطبيقات، ويتم تنفيذها فقط في البرنامج. طبقة التطبيق هي الأقرب إلى المستخدم النهائي. يتفاعل كل من المستخدم النهائي وطبقة التطبيق مع تطبيقات البرامج. تشير الطبقة العليا إلى الطبقة الموجودة فوق طبقة أخرى مباشرة.
• تتعامل الطبقة السفلية من نموذج OSI مع مشكلات نقل البيانات. يتم تنفيذ طبقة ارتباط البيانات والطبقة المادية في الأجهزة والبرامج. الطبقة المادية هي الطبقة الأدنى في نموذج OSI وهي الأقرب إلى الوسط المادي. الطبقة المادية مسؤولة بشكل أساسي عن وضع المعلومات على الوسط المادي.

7 طبقات من نموذج OSI

هناك طبقات OSI السبعة. كل طبقة لها وظائف مختلفة. فيما يلي قائمة بسبع طبقات:

1. الطبقة المادية
2. طبقة وصل البيانات
3. طبقة الشبكة
4. طبقة النقل
5. طبقة الجلسة
6. طبقة العرض
7. طبقة التطبيقات

1) الطبقة المادية

• وتتمثل الوظيفة الرئيسية للطبقة المادية في نقل البتات الفردية من عقدة إلى عقدة أخرى.
• إنها الطبقة الأدنى في نموذج OSI.
• يقوم بإنشاء الاتصال الجسدي والحفاظ عليه وإلغاء تنشيطه.
• وهي تحدد مواصفات واجهة الشبكة الميكانيكية والكهربائية والإجرائية.

وظائف الطبقة المادية:

تكوين الخط:فهو يحدد الطريقة التي يمكن بها توصيل جهازين أو أكثر فعليًا.نقل البيانات :وهو يحدد وضع الإرسال سواء كان وضع الإرسال البسيط أو أحادي الاتجاه أو مزدوج الاتجاه بين الجهازين الموجودين على الشبكة. البنية :فهو يحدد طريقة ترتيب أجهزة الشبكة.الإشارات:ويحدد نوع الإشارة المستخدمة لنقل المعلومات.

2) طبقة ربط البيانات

• هذه الطبقة مسؤولة عن النقل الخالي من الأخطاء لإطارات البيانات.
• فهو يحدد تنسيق البيانات على الشبكة.
• يوفر اتصالاً موثوقًا وفعالاً بين جهازين أو أكثر.
• وهو مسؤول بشكل أساسي عن التعريف الفريد لكل جهاز موجود على الشبكة المحلية.
• ويحتوي على طبقتين فرعيتين:
  طبقة التحكم بالارتباط المنطقي
  • وهو مسؤول عن نقل الحزم إلى طبقة الشبكة الخاصة بجهاز الاستقبال الذي يستقبلها.
  • يحدد عنوان بروتوكول طبقة الشبكة من الرأس.
  • كما يوفر التحكم في التدفق.
طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط
• طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط هي رابط بين طبقة التحكم في الارتباط المنطقي والطبقة المادية للشبكة.
• يتم استخدامه لنقل الحزم عبر الشبكة.

وظائف طبقة ربط البيانات

تأطير:تقوم طبقة ارتباط البيانات بترجمة تدفق البتات الخام المادي إلى حزم تعرف باسم الإطارات. تضيف طبقة ارتباط البيانات الرأس والمقطورة إلى الإطار. يحتوي الرأس الذي تمت إضافته إلى الإطار على وجهة الجهاز وعنوان المصدر.

العنونة المادية:تضيف طبقة ارتباط البيانات رأسًا إلى الإطار الذي يحتوي على عنوان الوجهة. يتم إرسال الإطار إلى عنوان الوجهة المذكور في الرأس.التحكم في التدفق:التحكم في التدفق هو الوظيفة الرئيسية لطبقة ربط البيانات. وهي التقنية التي يتم من خلالها الحفاظ على معدل ثابت للبيانات على كلا الجانبين حتى لا تتلف أي بيانات. إنه يضمن أن محطة الإرسال مثل الخادم الذي يتمتع بسرعة معالجة أعلى لا تتجاوز محطة الاستقبال ذات سرعة معالجة أقل.التحكم في الأخطاء:يتم التحكم في الأخطاء عن طريق إضافة قيمة محسوبة CRC (فحص التكرار الدوري) التي يتم وضعها على مقطورة طبقة ارتباط البيانات والتي تتم إضافتها إلى إطار الرسالة قبل إرسالها إلى الطبقة المادية. في حالة حدوث أي خطأ، يرسل جهاز الاستقبال إقرارًا بإعادة إرسال الإطارات التالفة.صلاحية التحكم صلاحية الدخول:عندما يتم توصيل جهازين أو أكثر بنفس قناة الاتصال، يتم استخدام بروتوكولات طبقة ارتباط البيانات لتحديد الجهاز الذي يتحكم في الارتباط في وقت معين.

3) طبقة الشبكة

• إنها الطبقة الثالثة التي تدير عنونة الأجهزة، وتتتبع موقع الأجهزة على الشبكة.
• فهو يحدد أفضل مسار لنقل البيانات من المصدر إلى الوجهة بناءً على ظروف الشبكة وأولوية الخدمة وعوامل أخرى.
• طبقة ارتباط البيانات مسؤولة عن توجيه الحزم وإعادة توجيهها.
• أجهزة التوجيه هي أجهزة الطبقة الثالثة، وهي محددة في هذه الطبقة وتستخدم لتوفير خدمات التوجيه داخل الشبكة البينية.
• تُعرف البروتوكولات المستخدمة لتوجيه حركة مرور الشبكة باسم بروتوكولات طبقة الشبكة. ومن أمثلة البروتوكولات IP وIpv6.

وظائف طبقة الشبكة:

التشغيل عبر الإنترنت:إن التواصل البيني هو المسؤولية الرئيسية لطبقة الشبكة. يوفر اتصالاً منطقيًا بين الأجهزة المختلفة.معالجة :تضيف طبقة الشبكة عنوان المصدر والوجهة إلى رأس الإطار. يتم استخدام العنونة لتحديد الجهاز على الإنترنت.التوجيه :يعد التوجيه هو المكون الرئيسي لطبقة الشبكة، وهو يحدد أفضل مسار مثالي من بين المسارات المتعددة من المصدر إلى الوجهة.التعبئة:تستقبل طبقة الشبكة الحزم من الطبقة العليا وتحولها إلى حزم. تُعرف هذه العملية باسم Packetizing. يتم تحقيق ذلك عن طريق بروتوكول الإنترنت (IP).

4) طبقة النقل

• طبقة النقل هي الطبقة الرابعة التي تضمن إرسال الرسائل بالترتيب الذي تم إرسالها به وعدم وجود تكرار للبيانات.
• المسؤولية الرئيسية لطبقة النقل هي نقل البيانات بالكامل.
• يتلقى البيانات من الطبقة العليا ويحولها إلى وحدات أصغر تعرف بالقطاعات.
• يمكن تسمية هذه الطبقة بأنها طبقة من طرف إلى طرف لأنها توفر اتصالاً من نقطة إلى نقطة بين المصدر والوجهة لتوصيل البيانات بشكل موثوق.

البروتوكولان المستخدمان في هذه الطبقة هما:

بروتوكول التحكم بالإرسال
• وهو بروتوكول قياسي يسمح للأنظمة بالتواصل عبر الإنترنت.
• فهو ينشئ ويحافظ على الاتصال بين المضيفين.
• عندما يتم إرسال البيانات عبر اتصال TCP، يقوم بروتوكول TCP بتقسيم البيانات إلى وحدات أصغر تعرف باسم المقاطع. يسافر كل جزء عبر الإنترنت باستخدام مسارات متعددة، ويصلون بترتيبات مختلفة إلى الوجهة. يقوم بروتوكول التحكم في الإرسال بإعادة ترتيب الحزم بالترتيب الصحيح عند الطرف المتلقي.
بروتوكول مخطط المستخدم
• بروتوكول مخطط بيانات المستخدم هو بروتوكول طبقة النقل.
• إنه بروتوكول نقل غير موثوق لأنه في هذه الحالة لا يرسل جهاز الاستقبال أي إقرار عند استلام الحزمة، ولا ينتظر المرسل أي إقرار. ولذلك، هذا يجعل البروتوكول غير موثوق به.

وظائف طبقة النقل:

عنونة نقطة الخدمة:تقوم أجهزة الكمبيوتر بتشغيل عدة برامج في وقت واحد ولهذا السبب، فإن نقل البيانات من المصدر إلى الوجهة ليس فقط من كمبيوتر إلى كمبيوتر آخر ولكن أيضًا من عملية إلى عملية أخرى. تضيف طبقة النقل الرأس الذي يحتوي على العنوان المعروف بعنوان نقطة الخدمة أو عنوان المنفذ. مسؤولية طبقة الشبكة هي نقل البيانات من كمبيوتر إلى كمبيوتر آخر ومسؤولية طبقة النقل هي نقل الرسالة إلى العملية الصحيحة.التجزئة وإعادة التجميع:عندما تتلقى طبقة النقل الرسالة من الطبقة العليا، فإنها تقوم بتقسيم الرسالة إلى أجزاء متعددة، ويتم تعيين كل جزء برقم تسلسلي يحدد كل جزء بشكل فريد. عندما تصل الرسالة إلى الوجهة، تقوم طبقة النقل بإعادة تجميع الرسالة بناءً على أرقامها التسلسلية.التحكم في الاتصال:توفر طبقة النقل خدمتين: خدمة موجهة للاتصال وخدمة بدون اتصال. تتعامل الخدمة غير المتصلة مع كل مقطع على أنه حزمة فردية، وتسافر جميعها في مسارات مختلفة للوصول إلى الوجهة. تقوم الخدمة الموجهة للاتصال بإجراء اتصال مع طبقة النقل في الجهاز الوجهة قبل تسليم الحزم. في الخدمة الموجهة نحو الاتصال، تنتقل كافة الحزم في مسار واحد.التحكم في التدفق:طبقة النقل مسؤولة أيضًا عن التحكم في التدفق ولكن يتم تنفيذها من طرف إلى طرف وليس عبر رابط واحد.التحكم في الأخطاء:طبقة النقل مسؤولة أيضًا عن التحكم في الأخطاء. يتم التحكم في الأخطاء من طرف إلى طرف وليس عبر الرابط الفردي. تضمن طبقة نقل المرسل وصول الرسالة إلى الوجهة دون أي خطأ.

5) طبقة الجلسة

• إنها الطبقة الثالثة في نموذج OSI.
• يتم استخدام طبقة الجلسة لإنشاء وصيانة ومزامنة التفاعل بين أجهزة الاتصال.

وظائف طبقة الجلسة:

التحكم في الحوار:تعمل طبقة الجلسة كوحدة تحكم في الحوار تقوم بإنشاء حوار بين عمليتين أو يمكننا القول إنها تسمح بالاتصال بين عمليتين يمكن أن تكون إما أحادية الاتجاه أو مزدوجة الاتجاه.التزامن:تضيف طبقة الجلسة بعض نقاط التفتيش عند نقل البيانات بالتسلسل. إذا حدث خطأ ما في منتصف عملية نقل البيانات، فسيتم الإرسال مرة أخرى من نقطة التفتيش. تُعرف هذه العملية باسم المزامنة والاسترداد.

6) طبقة العرض

• تهتم طبقة العرض بشكل أساسي ببناء ودلالات المعلومات المتبادلة بين النظامين.
• يعمل كمترجم بيانات للشبكة.
• هذه الطبقة هي جزء من نظام التشغيل الذي يحول البيانات من تنسيق عرض تقديمي إلى تنسيق آخر.
• تُعرف طبقة العرض أيضًا بطبقة بناء الجملة.

وظائف طبقة العرض:

ترجمة:تتبادل العمليات في نظامين المعلومات في شكل سلاسل أحرف وأرقام وما إلى ذلك. تستخدم أجهزة الكمبيوتر المختلفة طرق تشفير مختلفة، وتتعامل طبقة العرض التقديمي مع إمكانية التشغيل البيني بين طرق التشفير المختلفة. يقوم بتحويل البيانات من التنسيق المعتمد على المرسل إلى تنسيق شائع ويغير التنسيق المشترك إلى تنسيق يعتمد على جهاز الاستقبال في الطرف المتلقي.التشفير:التشفير ضروري للحفاظ على الخصوصية. التشفير هو عملية تحويل المعلومات المرسلة من قبل المرسل إلى نموذج آخر وإرسال الرسالة الناتجة عبر الشبكة.ضغط:ضغط البيانات هو عملية ضغط البيانات، أي أنه يقلل من عدد البتات التي سيتم نقلها. يعد ضغط البيانات مهمًا جدًا في الوسائط المتعددة مثل النص والصوت والفيديو.

7) طبقة التطبيق

• تعمل طبقة التطبيق كنافذة للمستخدمين وعمليات التطبيق للوصول إلى خدمة الشبكة.
• يتعامل مع مشكلات مثل شفافية الشبكة وتخصيص الموارد وما إلى ذلك.
• طبقة التطبيق ليست تطبيقًا، ولكنها تؤدي وظائف طبقة التطبيق.
• توفر هذه الطبقة خدمات الشبكة للمستخدمين النهائيين.

وظائف طبقة التطبيق:

نقل الملفات والوصول إليها وإدارتها (FTAM):تسمح طبقة التطبيق للمستخدم بالوصول إلى الملفات الموجودة في كمبيوتر بعيد، واسترداد الملفات من كمبيوتر وإدارة الملفات في كمبيوتر بعيد.خدمات البريد:توفر طبقة التطبيق إمكانية إعادة توجيه البريد الإلكتروني وتخزينه.
• خدمات الدليل: يوفر التطبيق مصادر قاعدة البيانات الموزعة ويستخدم لتوفير تلك المعلومات العامة حول الكائنات المختلفة.