نموذج الـ OSI (Open Systems Interconnection) هو نموذج مرجعي عالمي بيشرح كيفية اتصال الأنظمة المختلفة ببعضها في الشبكات. تم تطويره بواسطة المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، وبيستخدم لشرح وتنظيم الشبكات في 7 طبقات. كل طبقة بتتعامل مع وظيفة معينة في عملية الاتصال، وبتتفاعل مع الطبقة اللي فوقها واللي تحتها.
هنشرح كل طبقة بالتفصيل، ودورها في عملية الاتصال الشبكي.
1. الطبقة الفيزيائية (Physical Layer) - الطبقة الأولى:
دي أول طبقة في نموذج الـ OSI، وبتتعامل مع النقل الفعلي للإشارات بين الأجهزة.
وظائف الطبقة:
- بتحدد نوع الوسيط المادي المستخدم في الاتصال، زي الكابلات النحاسية، الألياف البصرية، أو حتى الاتصال اللاسلكي.
- تحويل البيانات إلى إشارات رقمية أو تناظرية عشان تنتقل عبر الوسيط المادي.
- مسئولية التوقيت (Clock Rate) وسرعة النقل.
أمثلة:
- كابلات Ethernet (مثل Cat5، Cat6).
- Wi-Fi (للاتصال اللاسلكي).
- موصلات الشبكة مثل RJ45.
2. طبقة ربط البيانات (Data Link Layer) - الطبقة الثانية:
الطبقة دي بتتعامل مع نقل البيانات عبر الرابط المادي بين جهازيّن أو أكثر في الشبكة. هي المسئولة عن التأكد إن البيانات توصل بدون أخطاء.
وظائف الطبقة:
- تقسيم البيانات لحزم أصغر اسمها Frames.
- تصحيح الأخطاء (Error Detection) وضمان إن البيانات وصلت بدون تلف.
- تنظيم الوصول إلى الوسيط المادي (Media Access Control - MAC).
طبقتين فرعيتين:
- Logical Link Control (LLC): بتتعامل مع إدارة الاتصالات والتحكم فيها.
- Media Access Control (MAC): بتتعامل مع تحديد العناوين المادية للأجهزة في الشبكة.
أمثلة:
- عناوين MAC اللي بتستخدم لتحديد الأجهزة بشكل فريد.
- Switches اللي بيشتغلوا في الطبقة دي.
3. طبقة الشبكة (Network Layer) - الطبقة الثالثة:
دي الطبقة اللي بتتعامل مع توجيه البيانات بين الشبكات المختلفة. هي اللي بتحدد أفضل طريق (Route) عشان البيانات توصل من المرسل للمستقبل.
وظائف الطبقة:
- توجيه (Routing) البيانات بين الشبكات المختلفة.
- استخدام عناوين IP لتحديد الوجهة النهائية للبيانات.
- تقسيم البيانات لحزم (Packets) وتحديد مسارها.
أمثلة:
- بروتوكول IP (Internet Protocol): زي IPv4 و IPv6.
- Routers اللي بتحدد أفضل مسار للبيانات.
4. طبقة النقل (Transport Layer) - الطبقة الرابعة:
الطبقة دي بتتعامل مع التأكد من وصول البيانات بشكل سليم، وبتوفر وسائل لتصحيح الأخطاء وإعادة إرسال البيانات في حالة فقدانها.
وظائف الطبقة:
- تقسيم البيانات لقطاعات (Segments).
- التحكم في التدفق (Flow Control) عشان ما يحصلش تحميل زائد.
- تصحيح الأخطاء (Error Correction) وإعادة إرسال الحزم التالفة.
- بروتوكولات زي TCP و UDP بيشتغلوا في الطبقة دي.
أمثلة:
- TCP (Transmission Control Protocol): بروتوكول معتمد بيضمن توصيل البيانات بشكل صحيح.
- UDP (User Datagram Protocol): بروتوكول أسرع بس أقل اعتمادية.
5. طبقة الجلسة (Session Layer) - الطبقة الخامسة:
الطبقة دي بتتعامل مع إدارة الجلسات أو الاتصالات بين الأجهزة. بتنشئ وتحافظ على الجلسات وبتتحكم في المدة الزمنية اللي ممكن تستمر فيها.
وظائف الطبقة:
- بدء الجلسات وإنهائها بين الأجهزة.
- التحكم في تدفق البيانات أثناء الجلسة.
- استئناف الجلسة في حالة حدوث انقطاع.
أمثلة:
- بروتوكولات زي RPC (Remote Procedure Call) و NetBIOS.
6. طبقة العرض (Presentation Layer) - الطبقة السادسة:
الطبقة دي بتتعامل مع ترجمة البيانات وتنسيقها بين النظامين اللي بيتواصلوا. بتحدد صيغة البيانات، وبتقوم بتشفير وفك التشفير.
وظائف الطبقة:
- تشفير (Encryption) وفك التشفير (Decryption): زي لما يتم تشفير بيانات قبل إرسالها وفك تشفيرها عند الوصول.
- ترجمة البيانات: تحويل البيانات من صيغة لجهاز لصيغة الجهاز المستلم.
- ضغط البيانات لتقليل حجمها.
أمثلة:
- SSL/TLS للبروتوكولات اللي بتتعامل مع أمان البيانات.
- تحويل البيانات بين صيغ مثل JPEG أو ASCII.
7. طبقة التطبيقات (Application Layer) - الطبقة السابعة:
دي الطبقة اللي بتتعامل مباشرة مع التطبيقات والبرامج اللي بيستخدمها المستخدم. هي الطبقة اللي بتسمح للتطبيقات بالوصول لخدمات الشبكة.
وظائف الطبقة:
- توفير واجهة للتطبيقات للتواصل عبر الشبكة.
- التعامل مع البروتوكولات اللي بتحتاجها التطبيقات زي البريد الإلكتروني وتصفح الإنترنت.
أمثلة:
- HTTP/HTTPS: بروتوكول تصفح الإنترنت.
- SMTP/POP3/IMAP: بروتوكولات البريد الإلكتروني.
- FTP (File Transfer Protocol): لنقل الملفات.
خلاصة الطبقات السبع في نموذج OSI:
- الطبقة الفيزيائية (Physical Layer): الإشارات والاتصال الفعلي.
- طبقة ربط البيانات (Data Link Layer): التحكم في الوصول للوسيط المادي وتجنب الأخطاء.
- طبقة الشبكة (Network Layer): توجيه البيانات بين الشبكات.
- طبقة النقل (Transport Layer): ضمان وصول البيانات بشكل صحيح.
- طبقة الجلسة (Session Layer): إدارة الاتصال والجلسات.
- طبقة العرض (Presentation Layer): تنسيق وتشفير البيانات.
- طبقة التطبيقات (Application Layer): التفاعل مع التطبيقات اللي بيستخدمها المستخدم.
مثال عملي:
- لما تفتح صفحة ويب:
- طبقة التطبيقات: متصفح الإنترنت بيستخدم HTTP/HTTPS عشان يطلب الصفحة.
- طبقة العرض: البيانات بتتشفّر باستخدام SSL/TLS.
- طبقة الجلسة: جلسة بينك وبين السيرفر بتتفتح لإدارة الاتصال.
- طبقة النقل: البيانات بتتقسم إلى قطاعات باستخدام TCP، اللي بيضمن وصولها بسلام.
- طبقة الشبكة: الحزم بتوجه عبر الشبكة باستخدام IP.
- طبقة ربط البيانات: البيانات بتتلف في Frames وبتتحقق من عدم وجود أخطاء.
- الطبقة الفيزيائية: البيانات بتتحول لإشارات بتنتقل عبر كابل أو عبر الواي فاي.
