Πώς μεταδίδεται το μήνυμα από έναν υπολογιστή στον άλλο χρησιμοποιώντας στρώματα;

Η μετάδοση δεδομένων μεταξύ των υπολογιστών δεν είναι ένα ενιαίο βήμα, αλλά μια διαδικασία στρώματος, που τυπικά διαμορφώνεται χρησιμοποιώντας το μοντέλο OSI (Open Systems Interconnection) ή το μοντέλο TCP/IP. Ενώ το μοντέλο TCP/IP χρησιμοποιείται συχνότερα στην πράξη, το μοντέλο OSI παρέχει ένα καθαρότερο εννοιολογικό πλαίσιο. Ας χρησιμοποιήσουμε το μοντέλο OSI για να απεικονίσουμε τη στρωμένη μετάδοση ενός μηνύματος:

OSI Model Layers &Message Transmission:

Το μοντέλο OSI αποτελείται από επτά στρώματα, το καθένα υπεύθυνο για μια συγκεκριμένη πτυχή της επικοινωνίας. Ένα μήνυμα ταξιδεύει κάτω από τα στρώματα του υπολογιστή αποστολής και δημιουργεί αντίγραφα ασφαλείας των στρωμάτων του υπολογιστή λήψης.

1. Layer Application: Αυτό είναι όπου ο χρήστης αλληλεπιδρά. Παραδείγματα περιλαμβάνουν πελάτες ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (όπως το Outlook ή το Gmail), τα προγράμματα περιήγησης ιστού και τα προγράμματα μεταφοράς αρχείων (όπως το FTP). Σε αυτό το στρώμα δημιουργείται το μήνυμα (π.χ. πληκτρολογώντας ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου). Το επίπεδο εφαρμογής μπορεί επίσης να χειριστεί τη μορφοποίηση δεδομένων ειδικά για την εφαρμογή (π.χ. κεφαλίδες ηλεκτρονικού ταχυδρομείου).

2. Στρώμα παρουσίασης: Αυτό το στρώμα χειρίζεται τη μορφοποίηση δεδομένων και την κρυπτογράφηση/αποκρυπτογράφηση. Εξασφαλίζει ότι τα δεδομένα παρουσιάζονται σε μορφή κατανοητή από την αίτηση λήψης. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει κωδικοποίηση χαρακτήρων (π.χ., μετατροπή κειμένου σε ASCII ή UTF-8), συμπίεση δεδομένων ή κρυπτογράφηση για την προστασία ευαίσθητων πληροφοριών.

3. Αυτό το στρώμα καθιερώνει, διαχειρίζεται και τερματίζει τις συνεδρίες επικοινωνίας μεταξύ των εφαρμογών. Διαχειρίζεται πράγματα όπως σημεία συγχρονισμού για να εξασφαλίσει αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων ακόμη και αν υπάρχουν διακοπές.

4. Στρώμα μεταφοράς: Αυτό το στρώμα παρέχει αξιόπιστη ή αναξιόπιστη παράδοση δεδομένων από άκρο σε άκρο. Δύο κύρια πρωτόκολλα λειτουργούν σε αυτό το στρώμα:

* TCP (πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης): Παρέχει αξιόπιστη, παραγγελία δεδομένων. Είναι σαν να στέλνετε μια εγγεγραμμένη επιστολή - είστε εγγυημένη παράδοση και η σειρά των μηνυμάτων διατηρείται. Το TCP χρησιμοποιεί μηχανισμούς αναγνώρισης για να διασφαλίσει ότι τα πακέτα δεδομένων φθάνουν σωστά και σε ακολουθία.

* UDP (πρωτόκολλο χρήστη Datagram): Παρέχει ταχύτερη, αλλά αναξιόπιστη παράδοση δεδομένων. Είναι σαν να στέλνετε μια ταχυδρομική κάρτα - δεν υπάρχει καμία εγγύηση άφιξης και τα μηνύματα μπορεί να φτάσουν εκτός παραγγελίας. Το UDP χρησιμοποιείται για εφαρμογές όπου η ταχύτητα είναι πιο σημαντική από την αξιοπιστία (π.χ. βίντεο ροής). Το στρώμα μεταφοράς τμήματα τα δεδομένα σε πακέτα.

5. Επίπεδο δικτύου: Αυτό το στρώμα χειρίζεται πακέτα δεδομένων δρομολόγησης σε δίκτυα. Χρησιμοποιεί διευθύνσεις IP για τον προσδιορισμό της διαδρομής που θα ακολουθήσουν τα πακέτα. Το βασικό πρωτόκολλο σε αυτό το στρώμα είναι IP (πρωτόκολλο Internet). Το στρώμα δικτύου προσθέτει πληροφορίες κεφαλίδας σε κάθε πακέτο, συμπεριλαμβανομένων των διευθύνσεων IP προέλευσης και προορισμού.

6. Στρώμα σύνδεσης δεδομένων: Αυτό το στρώμα χειρίζεται τη φυσική μετάδοση δεδομένων σε έναν συγκεκριμένο σύνδεσμο δικτύου (π.χ. καλώδιο Ethernet, Wi-Fi). Ασχολείται με την αντιμετώπιση ενός τοπικού δικτύου (διευθύνσεις MAC) και ανίχνευση σφαλμάτων σε επίπεδο φυσικού συνδέσμου. Τα πρωτόκολλα όπως το Ethernet και το Wi-Fi λειτουργούν σε αυτό το στρώμα. Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων συνδέει τα πακέτα στρώματος δικτύου σε πλαίσια.

7. Φυσικό στρώμα: Αυτό το στρώμα είναι υπεύθυνο για τη φυσική μετάδοση των bits πάνω από το μέσο επικοινωνίας (π.χ. καλώδια χαλκού, καλώδια οπτικών ινών, ραδιοκύματα). Ορίζει τα φυσικά χαρακτηριστικά όπως τα επίπεδα τάσης, τα ποσοστά δεδομένων και οι συνδετήρες.

Συνοπτικά:

Το μήνυμα ξεκινά από το στρώμα της εφαρμογής, περνάει από κάθε στρώμα σε φθίνουσα σειρά στην πλευρά του αποστολέα (ενθυλάκωση, προσθέτοντας κεφαλίδες και ρυμουλκούμενα σε κάθε στρώμα), μεταδίδεται στο δίκτυο και στη συνέχεια ανεβαίνει τα στρώματα στην πλευρά του δέκτη (αποκοπή, αφαιρώντας κεφαλίδες και ρυμουλκούμενα). Κάθε στρώμα αλληλεπιδρά μόνο με τα στρώματα αμέσως πάνω και κάτω από αυτό, αφαιρώντας την πολυπλοκότητα των υποκείμενων στρωμάτων. Αυτή η στρωμένη προσέγγιση επιτρέπει τη διαμόρφωση και την ευελιξία στο σχεδιασμό του δικτύου.