שלושת השכבות הראשונות במודל ה-OSI

שלום לכולם,

במאמר זה נכיר את 3 השכבות העיקריות בהן נעסוק והן שכבת עורק הנתונים (Data Link Layer),
שכבת הרשת (Network Layer) והשכבה האחרונה בה נעסוק היא שכבת התעבורה (Transport Layer).
כאשר אנחנו מדברים על מודל השכבות, אנו מדברים על השילוב בין הרמות השונות של העברת המידע.
כל שכבה במודל ה-OSI (Open System Interconnection) מבצעת אריזה\פתיחה של המידע בהתאם לכיוון העברת ה-DATA, מהלקוח לשרת ולהפך.
כאשר אנחנו מדברים על השכבה השניה במודל ה-OSI העברת המידע בין השכבה השניה ולבין השכבה השלישית מתבצעת באמצעות פרוטוקול שנקרא ARP ובכך נוצר הקשר בין שכבת עורק הנתונים לשכבת הרשת,
נאמר שבעת ביצוע פניה למחשב מסויים ברשת מבצע פרוטוקול ה-ARP "צעקה" ברשת עבור כתובת ה-MAC של אותו התקן אליו אנו מבקשים להגיע, אותו התקן אשר מחזיק בכתובת עונה בתגובה לקריאה ה-ARP ע"י העברת כתובת ה-MAC וה-IP המשויכת לאותו התקן.
בקצרה על כתובת ה-MAC ,היא כתובת פיסית הצרובה על גבי כל ציוד אלקטרוני ובכך מאפשרת לנו לזהות את הרכיב, כתובת ה-MAC מתחלקת לשני חלקים, החלק הראשון מייצג את החברה לה שייך המוצר (כל חברה מקבלת טווח כתובות MAC בו היא יכולה להשתמש) והחלק השני מייצג את כתובת הרכיב עצמו (לכן הוא חייב להיות ייחודי) ובאופן עקרוני לא ניתן לשנות אותה (כך המוצר יוצא מהמפעל). להלן דוגמא לכתובת MAC :00:1c:25:bc:21:60 ניתן לזהות כי כרטיס הרשת במקרה הזה שייך לחברת אינטל.
נמשיך...כפי שהזכרנו קודם לכן, כל שכבה מקושרת לזו שמעליה ולזו שמתחתיה וכך מתבצעת העברת בקשה לשכבה השלישית (Network Layer) אשר שואלת מהי כתובת ה-IP (ראה מאמר כתובת IP) של אותו התקן ובכך על-ידי קישור ה-MAC ADDRESS לכתובת ה-IP מתאפשרת העברת הנתונים לשכבה השלישית
חשוב לציין ששכבת עורק הנתונים עוסקת במעבר הנתונים באותה הרשת באמצעות Frames ולכן בשכבה שניה אנו נשתמש בציוד מסוג מתג (Switch) ומגבר (Repeater).
שכבת הרשת (Network) עוסקת באופן מעבר הנתונים בין סגמנטים (רשתות) שונות, בשכבה זו אנו משתמשים בציוד כגון נתב (Router) על מנת להעביר את המנות (Packets) ליעדן.
כאשר אנחנו מעוניינים להעביר מידע בין רשתות כתובת ה-MAC אינה מספקת, על-מנת להגיע להתקן מסויים אשר נמצא ברשת אחרת יש צורך לדעת מהי הרשת הלוגית בה הוא נמצא, חשוב לציין כי כתובות הרשת הינם משוייכות רק לרשת הפנימית וברגע שאנחנו מעוניינים להעביר מידע אל מחוץ לרשת אין חשיבות לכתובת ה-MAC, לעומת זאת כן חשובה לנו כתובת ה-IP של היעד אליו אנו מעוניינים להגיע, כל חבילת מידע אשר יוצאת מהרשת מכילה מספר שדות אשר מגדירים מספר גורמים מאוד חשובים בעת העברת הפקטה (באגה המקצועית) לדוגמא: כתובת IP של היעד והמקור,כמה זמן הפקטה יכולה "להשאר בחיים" (TTL) זהו מנגנון למניעת Loops, כתובת ה-MAC של המקור וכתובת ה-MAC של שער ברירת המחדל (Default Gateway), אני יודע שאמרתי שלכתובת ה-MAC אין חשיבות בעת יציאה מהרשת וזה נכון אבל על מנת להגיע לרשת אחרת אנו חייבית להגיע אל שער ברירת המחדל שלנו (Default Gateway) ומשם להיות מנותבים אל היעד- אזי מרגע הגעת הפקטה אל ה- Default Gateway אין חשיבות לכתובת ה-MAC מבחינתנו.


לדוגמא IP Header:

השכבה הרביעית היא שכבת התעבורה (Transport Layer) לשכבה זו יש 2 תפקידים עיקריים,
והם: טיפול בבקרת האיכות של המידע המועבר מהשכבות העליונות או התחתונות, שכבה זו מבצעת מספור של חבילת הנתונים המגיעה ומוודאות תקינות ולאחר מכן מעבירה אתה לשכבות הבאה, שכבה 3 ו-4 פועלות בשיתוף פעולה באמצעות פרוטוקולים כדוגמת פרוטוקול הנפוץ TCP/IP שבו IP שייך לשכבה שלישית ו-TCP שייך לשכבה רביעית ואחראי על אמינות המידע, או כדוגמת IPX/SPX שבו IPX שייך לכתובות הלוגיות (ניתן להשוות לכתובת IP) וה-SPX שייך לשכבה 4 ומספק את אמינות המידע.
תפקידה השני של שכבת התעבורה הוא להוסיף את מספר היציאה (Port), מחשב אשר מבצע מספר משימות במקביל מול הרשת חייב לתייג לעצמו דרך איזו יציאה הוא הפעיל את השירות על מנת שידע לאיזו יציאה לחזור, ניתן דוגמה של מחשב אשר יוצא לאינטרנט באמצעות הדפדפן ופותח מספר דפי אינטרנט במקביל, בתהליך זה המחשב מייצר לעצמו פורט אקראי אשר באמצעותו הוא יודע להיכן להחזיר את הבקשה, לדוגמא 3652 (פורטים 1-1024 שמורים ולא ניתן להשתמש בהם) , את הבקשה הוא מפנה אל האתר המבוקש בפורט הגלישה ב-HTTP שהוא מספר 80, חשוב לציין את פורט היעד אנו לא יכולים לשנות. בכך נוצר מצב כאשר דף האינטרנט חוזר אלינו למסך הוא חוזר בפורט שממנו הוא יצא ובכך אנחנו מבצעים הפרדה בין החלונות השונים של הדפדפן.

מקווה שעזרתי,
לכל שאלה ניתן לפנות אליי במייל.