แบบจำลองโอเอสไอ
แบบจำลองโอเอสไอ (อังกฤษ: Open Systems Interconnection model: OSI model) เป็นรูปแบบความคิดที่พรรณนาถึงคุณสมบัติพิเศษและมาตรฐานการทำงานภายในของระบบการสื่อสารโดยแบ่งเป็นชั้นนามธรรม และโพรโทคอลของระบบคอมพิวเตอร์ พัฒนาขึ้นโดยองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO)
แบบจำลองนี้จะทำการจับกลุ่มรูปแบบฟังก์ชันการสื่อสารที่คล้ายกันให้อยู่ในชั้นใดชั้นหนึ่งในเจ็ดชั้นตรรกะ ชั้นใดๆจะให้บริการชั้นที่อยู่บนและตัวเองได้รับบริการจากชั้นที่อยู่ด้านล่าง ตัวอย่างเช่นชั้นที่ให้การสื่อสารที่ error-free ในเครือข่ายจะจัดหาเส้นทางที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันชั้นบน ในขณะที่มันเรียกชั้นต่ำลงไปให้ส่งและรับแพ็คเก็ตเพื่อสร้างเนื้อหาของเส้นทางนั้น งานสองอย่างในเวลาเดียวกันที่ชั้นหนึ่งๆจะถูกเชื่อมต่อในแนวนอนบนชั้นนั้นๆ ตามรูปผู้ส่งข้อมูลจะดำเนินงานเริ่มจากชั้นที่ 7 จนถึงชั้นที่ 1 ส่งออกไปข้างนอกผ่านตัวกลางไปที่ผู้รับ ผู้รับก็จะดำเนินการจากชั้นที่ 1 ขึ้นไปจนถึงชั้นที่ 7 เพื่อให้ได้ข้อมูลอันนั้น
การแบ่งชั้นในแบบจำลองโอเอสไอ
โมเดลนี้ได้ถูกแบ่งย่อยออกเป็น 7 ชั้น ตามลำดับจากบนลงล่าง ได้แก่
- PHYSICAL LAYER
- DATALINK LAYER
- NETWORK LEYER
- TRANSPORT LAYER
- SESSION LAYER
- PERSENTATION LAYER
- APPLICATION LAYER
Physical Layer
เป็นชั้นล่างที่สุดของการติดต่อสื่อสาร แต่เป็นชั้นแรกของสื่อที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ทำหน้าที่ส่ง-รับข้อมูลจริง ๆ จากช่องทางการสื่อสาร (สื่อกลาง) ระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ มาตรฐานสำหรับ เลเยอร์ ชั้นนี้จะกำหนดว่าแต่ละคอนเนคเตอร์ (Connector) เช่น RS-232-C มีกี่พิน(pin) แต่ละพินทำหน้า ที่อะไรบ้าง ใช้สัญญาณไฟกี่โวลต์ เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบต่างๆ ก็จะถูกกำหนดอยู่ในเลเยอร์ชั้นนี้ ซึ่งอาจจะเป็นทั้งแบบที่ใช้สายหรือไม่ใช้สาย ตัวอย่างของสื่อที่ใช้ได้แก่ Shield Twisted Pair (STP) , Unshield Twisted Pair (UTP) , Fibre Optic และอื่นๆ
ชั้นกายภาพกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์และสื่อกลางในการส่งผ่านเช่นสายทองแดงหรือเส้นใยแก้วนำแสงซึ่งรวมถึงรูปแบบของขา, แรงดันไฟฟ้า, ความต้านทานสาย, รายละเอียดเคเบิล, เวลาสัญญาณ, ฮับ, รีพีทเทอร์, อะแดปเตอร์เครือข่าย, อะแดปเตอร์บัสโฮสต์ (HBA ใช้ในเครือข่ายพื้นที่จัดเก็บ) และอื่น ๆ
Data Link Layer
ชั้นที่ 2 จะเป็นเสมือนผู้ตรวจสอบ หรือควบคุมความผิดพลาดในข้อมูลโดยจะแบ่งข้อมูลที่จะส่งออกเป็นแพ็กเกจหรือเฟรม ถ้าผู้รับได้รับข้อมูลถูกต้องก็จะส่งสัญญาณยืนยันกลับมาว่า ได้รับข้อมูลแล้ว เรียกว่า สัญญาณ ACK (Acknowledge) ให้กับผู้ส่ง แต่ถ้าผู้ส่งไม่ได้รับสัญญาณ ACK หรือได้รับ สัญญาณ NAK (Negative Acknowledge) กลับมา ผู้ส่งก็อาจจะทำการส่งข้อมุลไปให้ใหม่ อีกหน้าที่หนึ่ง ของเลเยอร์ชั้นนี้คือป้องกันไม่ให้เครื่องส่งทำการส่งข้อมูลเร็วจนเกินขีดความสามารถของเครืองผู้รับจะรับข้อมูลได้
ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลให้ฟังชั่นการทำงานและขั้นตอนการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างหน่วยงานเครือข่ายและการตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดอาจเป็นไปได้ที่อาจเกิดขึ้นในชั้นกายภาพ แต่เดิมชั้นนี้มีไว้สำหรับสื่อจุดต่อจุดและจุดต่อหลายจุดหรือลักษณะของสื่อบริเวณกว้างในระบบโทรศัพท์ พื้นที่สถาปัตยกรรมของแลนซึ่งรวมถึงสื่อการเข้าถึงที่สามารถการออกอากาศได้จะได้รับการพัฒนาต่างหากใน ISO IEEE 802. ในทางปฏิบัติที่ทันสมัย การตรวจสอบข้อผิดพลาดเท่านั้นที่ปรากฏในโพรโทคอลการเชื่อมโยงข้อมูลเช่น Point-to-Point Protocol (PPP) ไม่ใช่ flow control ที่ใช้ sliding window. และในเครือข่ายท้องถิ่น IEEE 802.2 ชั้น LLC ไม่ได้ถูกใช้เป็นโพรโทคอลส่วนใหญ่บน Ethernet และบนแลนอื่น ๆ flow control และกลไกการรับรู้ก็ไม่ค่อยมีการใช้ Sliding window flow control และ acknowledgment ถูกนำไปใช้ที่ชั้นการขนส่งโดยโพรโทคอลเช่น TCP แต่ยังคงใช้ในช้องว่างที่ X.25 เสนอข้อได้เปรียบด้านความสามารถ มาตรฐาน ITU-T G.hn ซึ่งให้บริการเครือข่ายพื้นที่ท้องถิ่นความเร็วสูงบนสายเคเบิลที่มีอยู่ (สายไฟฟ้า, สายโทรศัพท์และสาย coaxial) จะรวมถึงชั้นเชื่อมโยงข้อมูลอย่างสมบูรณ์ซึ่งจัดให้มีทั้งการแก้ไขข้อผิดพลาดและการควบคุมการไหลโดยใช้วิธีการคัดเลือก ซ้ำ ของ Sliding Window Protocol
Network Layer
ชั้นที่ 3 เป็นชั้นที่ออกแบบหรือกำหนดเส้นทางการเดินทางของข้อมูลที่จะส่ง-รับในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง ซึ่งแน่นอนว่าในการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายการสื่อสารจะ ต้องมีเส้นทางการส่ง-รับข้อมูลมากกว่า 1 เส้นทาง ดังนั้นเลเยอร์ชั้น Network นี้จะทำหน้าที่เลือกเส้นทางที่ ใช้เวลาในการสื่อสารน้อยที่สุด และระยะทางสั้นที่สุดด้วย ข่าวสารที่รับมาจากเลเยอร์ชั้นที่ 4 จะถูกแบ่งออกเป็น แพ็กเกจ ๆ ในชั้นนี้
เลเยอร์เครือข่ายให้กรรมวิธีและขั้นตอนการถ่ายโอนข้อมูลความยาวแปรจากโฮสต์ต้นทางบนเครือข่ายหนึ่งไปยังโฮสต์ปลายทางบนอีกเครือข่ายหนึ่งที่แตกต่างกัน (ในทางตรงกันข้ามกับชั้น data link layer ที่เชื่อมต่อกับโฮสต์ภายในเครือข่ายเดียวกัน) ในขณะที่รักษาคุณภาพของการบริการที่ถูกร้องขอโดยชั้นของการขนส่ง เลเยอร์เครือข่ายทำหน้าที่หาเส้นทางและยังอาจดำเนินการแยกข้อมูลออกเป็นชิ้นเล็กๆและรวมกลับมาใหม่ และรายงานข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูล เราเตอร์ทำงานอยู่ในชั้นนี้ จะการส่งข้อมูลไปทั่วเครือข่ายและทำให้อินเทอร์เน็ตเป็นไปได้ address ที่ใช้เป็นแบบลอจิคคอล -คือค่าจะถูกเลือกโดยวิศวกรเครือข่าย การใช้ address ไม่ได้เป็นแบบลำดับชั้นสูงต่ำ
Transport Layer
ชั้นที่ 4 ทำหน้าที่ดูแลจัดการเรื่องของความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากการสื่อสาร ซึ่งการตรวจสอบความผิดพลาดนั้นจะพิจารณาจากข้อมูลส่วนที่เรียกว่า checksum และอาจมีการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นๆ โดยพิจารณาจาก ฝั่งต้นทางกับฝั่งปลายทาง (End-to-end) โดยหลักๆแล้วชั้นนี้จะอาศัยการพิจารณาจาก พอร์ต (Port) ของเครื่องต้นทางและปลายทาง
เลเยอร์การขนส่งทำการโอนอย่างโปร่งใสของข้อมูลระหว่าง end users, ให้บริการการโอนข้อมูลที่เชื่อถือได้ไปยังเลเยอร์ชั้นบน, ควบคุมความน่าเชื่อถือของการเชื่อมโยงโดยการควบคุมการไหลของข้อมูล, การทำ segmentation/desegmentation, และควบคุมความผิดพลาด. บางโพรโทคอลเป็น state- and connection-oriented ซึ่งหมายความว่าชั้นของการขนส่งสามารถติดตาม segment และส่งอีกครั้งสำหรับ segment ที่ล้มเหลว ชั้นของการขนส่งยังมีการรับรู้ของการส่งผ่านข้อมูลที่ประสบความสำเร็จและส่งข้อมูลตัวต่อไปถ้าไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น
Session Layer
ชั้นที่ 5 ทำหน้าที่ในการจัดการกับเซสชั่นของโปรแกรม ชั้นนี้เองที่ทำให้ในหนึ่งโปรแกรมยกตัวอย่างเช่น โปรแกรมค้นดูเว็บ (Web browser) สามารถทำงานติดต่ออินเทอร์เน็ตได้พร้อมๆกันหลายหน้าต่าง
เลเยอร์เซสชั่นจะควบคุมการหารือ (การเชื่อมต่อ) ระหว่างคอมพิวเตอร์หลายตัว มันจัดทำ, บริหารจัดการ, และยุติการเชื่อมต่อการใช้งานระหว่างภายในกับระยะไกล มันทำงานแบบดูเพล็กเต็ม,ดูเพล็กซ์ครึ่ง หรือ ซิมเพล็กซ์และจัดทำวิธีการตรวจสอบ, การเสร็จสิ้น, การเลิกดำเนินการ และการเริ่มต้นใหม่ แบบจำลอง OSI ทำให้เลเยอร์นี้ทำหน้าที่รับผิดชอบในการปิดเซสชั่นอย่างสง่างาม ซึ่งเป็นทรัพย์สินอย่างหนึ่งของ Transmission Control Protocol และยังรับผิดชอบสำหรับเซสชั่น checkpointing and recovery ที่ไม่ค่อยได้ถูกนำมาใช้ใน Internet Protocol สวีท เลเยอร์เซสชั่นปกติจะดำเนินการร่วมกันอย่างชัดเจนกับแอปพลิเคชันในสภาพแวดล้อมที่เรียกกระบวนการจากระยะไกล
Presentation Layer
ชั้นที่ 6 เป็นชั้นที่รับผิดชอบเรื่องรูปแบบของการแสดงผลเพื่อโปรแกรมต่างๆที่ใช้งานระบบเครือข่ายทำให้ทราบว่าข้อมูลที่ได้เป็นประเภทใด เช่น [รูปภาพ, เอกสาร, ไฟล์วีดีโอ]
ชั้นของการนำเสนอจะจัดทำอรรถาธิบายระหว่าง entities ในชั้นแอปพลิเคชัน ในที่ซึ่ง entities ในเลเยอร์ที่สูงกว่าอาจใช้ไวยากรณ์และกฏเกณฑ์ในแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน ชั้นการนำเสนอจึงต้องจัดหาการ mapping ระหว่าง entities เหล่านั้น ถ้าการทำ mapping มีอยู่ ข้อมูลจะถูก encapsulate ให้อยู่ในรูปโพรโทคอลของเลเยอร์เซสชันแล้วส่งต่อลงไปในชั้นต่อไป
ชั้นการนำเสนอนี้เป็นอิสระจากการแสดงข้อมูล (เช่นการเข้ารหัส) โดยการแปลระหว่างรูปแบบของแอปพลิเคชันเลเยอร์และรูปแบบของเครือข่ายเลเยอร์ ชั้นการนำเสนอจะแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่แอปพลิเคชันเลเยอร์ยอมรับ เลเยอร์นี้จะ format และเข้ารหัสข้อมูลที่จะส่งไปในเครือข่าย บางครั้งถูกเรียกว่าชั้นไวยากรณ์ (syntax layer)
โครงสร้างการนำเสนอเดิมใช้ syntax แบบ Basic Encoding Rules of Abstract Syntax Notation One(ASN.1) ด้วยความสามารถเช่นการแปลงไฟล์ข้อความแบบ EBCDIC ให้เป็นแฟ้มแบบ ASCII หรือการแปลงโครงสร้างแบบอนุกรมของวัตถุหรือโครงสร้างข้อมูลอื่น ๆ ให้เป็นแบบ XML หรือกลับกัน
Application Layer
ชั้นที่ 7 เป็นชั้นที่อยู่ใกล้ผู้ใช้มากที่สุดโดยเป็นชั้นแอปพลิเคชันของ OSI มีปฏิสัมพันธ์กันโดยตรงกับผู้ใช้ด้วยซอร์ฟแวร์แอปพลิเคชัน ฟังก์ชันของชั้นนี้จะรวมถึงการระบุคู่ค้าการสื่อสาร โดยพิจารณาตัวตนและความพร้อมของคู่ค้าสำหรับการประยุกต์ใช้กับข้อมูลที่จะส่ง เมื่อพิจาณาถึงความพร้อมของทรัพยากร, แอปพลิเคชันเลเยอร์จะต้องตัดสินใจว่ามีเครื่อข่ายเพียงพอหรือมีเครือข่ายที่ได้ร้องขอไปอยู่แล้วหรือไม่ ในการสื่อสารให้ตรงกัน, ทุกการสื่อสารระหว่างแอปพลิเคชันทั้งหมดต้องการความร่วมมือที่จะถูกบริหารจัดการโดยแอปพลิเคชันเลเยอร์นี้
