مدل OSI (Open Systems Interconnection) یک استاندارد معماری ارتباطات شبکه است که شامل 7 لایه مختلف بوده و ارتباط بین دستگاه‌ها را مدیریت می‌کند. هر لایه وظایف خاص خود را دارد و هماهنگی میان آن‌ها امکان ارتباط داده‌ها را بهبود می‌بخشد. این مدل با استفاده از استانداردها و اصول مشخص، به طراحان و مدیران شبکه کمک می‌کند تا شبکه‌ها را بهبود بخشند، امنیت را تضمین کنند و کارایی ارتباطات را افزایش دهند. در این سری از مقاله‌های شبکه و اینترنت مجله جت، به معرفی و بررسی مدل OSI می‌پردازیم. مدل OSI یا لایه های شبکه چیست؟ مدل OSI (Open Systems Interconnection) یک مدل معماری استاندارد برای شبکه‌های کامپیوتری است که توسط سازمان بین‌المللی استانداردها (ISO) تعریف شده است. این مدل شامل 7 لایه مختلف است که هر لایه مسئولیت‌ها و وظایف خود و تمرکز مخصوص خود را در ارتباط و انتقال داده‌ها از دستگاه به دستگاه دارد. هدف اصلی از طراحی این مدل، استانداردسازی ارتباط بین دستگاه‌های مختلف در شبکه‌ها، امکان توسعه و بهبود مستندات و نرم‌افزارهای شبکه است. تاریخچه مدل OSI تاریخچه مدل OSI یا Open Systems Interconnection به سال 1977 برمی‌گردد که نیاز به یک استاندارد مشترک و جامع برای ارتباط و ادغام سامانه‌های کامپیوتری در سطح جهانی رو به افزایش بود. به همین دلیل، سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) یک پروژه جهانی به نام "Open Systems Interconnection" را آغاز کرد تا بتواند معماری استاندارد ارتباط در شبکه‌های کامپیوتری را به‌صورت یک مدل تعریف کند. پروژه OSI به مدت چند سال موردبررسی و توسعه قرار گرفت تا اینکه در سال 1984 نهایتاً مدل OSI با هفت لایه نهایی به‌صورت رسمی تعریف و انتشار یابد. این مدل از چندین مدل معماری ازجمله مدل DoD (Department of Defense) ارث‌بری شد. مدل OSI به‌عنوان یک مدل استاندارد به شمار می‌آمد که می‌توانست ارتباط معین و بامعنا میان تجهیزات و سرویس‌های مختلف در شبکه‌ها فراهم کند. از آن زمان تاکنون، مدل OSI به‌عنوان یک مرجع استاندارد درزمینهٔ طراحی شبکه و ارتباطات کامپیوتری استفاده می‌شود و به توسعه‌دهندگان، مهندسان و مدیران شبکه کمک می‌کند تا به‌سادگی برنامه‌ریزی، طراحی و پیاده‌سازی شبکه‌ها را انجام دهند و امکان تفاوت‌ها در فنّاوری‌ها و تجهیزات را مدیریت کنند. این مدل به دلیل پوشش گسترده‌ای که در لایه‌ها ارائه می‌دهد، همچنان به‌عنوان یک ابزار مهم برای توسعه و ادغام شبکه‌ها به کار می‌رود. کاربرد مدل OSI چیست؟ مدل OSI یک مدل معماری استاندارد است که برای طراحی، پیاده‌سازی و توسعه شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. کاربردهای اصلی این مدل عبارت‌اند از: استانداردسازی و هماهنگ‌سازی: مدل OSI با تعریف لایه‌های مشخص و وظایف مختلف بین لایه‌ها، به توسعه‌دهندگان، مهندسان و مدیران شبکه کمک می‌کند تا با استفاده از این معماری استاندارد، شبکه‌ها را بهبود بخشند و از امکان تداخل و اختلال در عملکرد مختصر شبکه‌ها جلوگیری کنند. ایجاد تفاوت‌های فنّاورانه: مدل OSI به‌عنوان یک مرجع استاندارد، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تجهیزات مختلف و فناوری‌ها را در شبکه‌ها به کار ببرند. با این رویکرد، امکان تغییرات در لایه‌ها و استفاده از فنّاوری‌های جدید به‌راحتی انجام می‌شود. پیاده‌سازی و ادغام: مدل OSI به مدیران شبکه این امکان را می‌دهد تا به‌سادگی برنامه‌ریزی و پیاده‌سازی شبکه‌ها را انجام دهند و ارتباطات بین دستگاه‌ها را بهینه کنند. با استفاده از مدل OSI، ادغام شبکه‌ها و ایجاد تغییرات در آن‌ها ازلحاظ فنی و مهندسی بسیار آسان‌تر و باعث بهبود کیفیت و کارایی شبکه‌ها می‌شود. مدل OSI به‌عنوان یک راهنمای مهم و قدرتمند برای طراحی و مدیریت شبکه‌های کامپیوتری و همچنین پیاده‌سازی راهکارهای امنیت شبکه است. درباره حملات سایبری و هک بیشتر بدانید. مزایای هفت لایه OSI مزایای مدل هفت لایه OSI به‌صورت زیر خلاصه می شوند: استانداردسازی: ارائه یک استاندارد مشترک برای طراحی و پیاده‌سازی شبکه‌ها. هماهنگ‌سازی: امکان هماهنگ‌سازی و ارتباط میان لایه‌های مختلف. انعطاف‌پذیری: امکان انتخاب و استفاده از فنّاوری‌ها و تجهیزات مختلف در شبکه‌ها. توسعه‌پذیری: امکان اضافه کردن و تغییر لایه‌ها به‌صورت مستقل از یکدیگر. جداسازی وظایف: انفصال وظایف و پروتکل‌ها در هر لایه به‌منظور ساده‌تر شدن طراحی و مدیریت. انتقال اطلاعات: امکان ارتباط و تبادل داده‌ها میان دستگاه‌ها با استفاده از لایه‌ها. امنیت: پیاده‌سازی مکانیسم‌های امنیت شبکه در لایه‌های مختلف جهت حفاظت از اطلاعات. معرفی ۷ لایه مدل osi هفت لایه این مدل عبارتند از: لایه فیزیکی (Physical Layer): لایه فیزیکی به تبادل فیزیکی داده‌ها از طریق واسط‌های سخت‌افزاری می‌پردازد. این لایه مسئول مشخص کردن جزئیات فنی اتصال فیزیکی بین دستگاه‌ها است، مانند نوع کابل (کابل‌های کواکسیال، فیبر نوری یا اترنت) و رابط‌های سخت‌افزاری (مثل پورت‌ها، کانکتورها و کارت‌های شبکه). لایه فیزیکی برای انتقال بیت‌ها از دستگاه‌ها از امواج الکتریکی یا نوری استفاده می‌کند. همچنین، مشخص می‌کند که داده‌ها به چه صورت در کابل‌ها جریان یابند و چه طور از اصول برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها استفاده کنند. لایه پیوند داده (Data Link Layer): لایه پیوند داده با تبادل داده‌ها بین دستگاه‌های مجاور کار می‌کند و اطمینان می‌دهد که داده‌ها به‌درستی و بدون اشکال ارسال و دریافت می‌شوند. این لایه دو زیرلایه دارد: زیرلایه کنترل دسترسی به رسانه (MAC): در این زیرلایه، هر دستگاه یک آدرس‌دهی فیزیکی (MAC Address) اختصاصی دارد که با آن دسترسی به رسانه کنترل می‌شود. زیرلایه کنترل خطای بیت (LLC): این زیرلایه به تدوین بسته‌های داده و تشخیص خطاها می‌پردازد. در صورت وجود خطا، اقدام به اصلاح آن می‌کند. وظیفه اصلی این لایه ایجاد یک پیوند امن و قابل‌اعتماد بین دستگاه‌های مجاور است. لایه شبکه (Network Layer): لایه شبکه مسئول مسیریابی داده‌ها از یک شبکه به شبکه دیگر و پیدا کردن بهترین مسیر برای انتقال داده‌ها ماست. این لایه برای مدیریت ترافیک شبکه، انتخاب الگوریتم‌های مسیریابی و ارسال پیام‌ها به سایر دستگاه‌های شبکه برای پیدا کردن بهترین مسیر به کار می‌رود. علاوه بر این، لایه شبکه از فنّاوری‌های مختلف نظیر IP (Internet Protocol) برای تعیین آدرس دستگاه‌ها در شبکه و ایجاد مسیریابی معتبر استفاده می‌کند. این لایه به ارتباط شبکه به‌عنوان یک شناسه یکتا به دستگاه‌ها پرداخته و به آن‌ها امکان می‌دهد با دستگاه‌های دیگر در شبکه ارتباط برقرار کنند. لایه انتقال (Transport Layer): لایه حمل‌ونقل مسئول ارسال داده‌ها بین دستگاه‌ها و ارتباط بین برنامه‌های مختلف است. این لایه اطمینان می‌دهد که داده‌ها به‌صورت مرتب و بدون اتلاف و تداخل منتقل می‌شوند. دو پروتکل اصلی در این لایه TCP (Transmission Control Protocol) و UDP (User Datagram Protocol) هستند. TCP برای ارتباط‌های قابل‌اطمینان با تأیید انتقال داده‌ها و UDP برای ارسال داده‌ها بدون نیاز به تأیید ارتباط به کار می‌رود. لایه نشست (Session Layer): لایه نشست ایجاد و مدیریت جلسات ارتباطی بین دستگاه‌ها را بر عهده دارد. این لایه از ابتدا تا انتهای ارتباط بین دستگاه‌ها را کنترل می‌کند و حاوی خصوصیاتی مثل خط‌های ارتباطی دائمی یا موقتی است. لایه نشست می‌تواند نشست های دوطرفه و همگام بین دستگاه‌ها ایجاد و در صورت نیاز به تعاملات چند طرفه و متوالی در ارتباطات شبکه کمک می‌کند. لایه نمایش (Presentation Layer): لایه نمایش مسئول ترجمه، رمزگشایی و رمزنگاری داده‌ها برای انتقال بین دستگاه‌ها است. هدف این لایه، ارائه داده‌ها در قالبی معین و قابل فهم برای دستگاه‌ها و برنامه‌هاست؛ به‌عبارت‌دیگر، این لایه مسئول انتقال داده‌ها به شکلی استاندارد و مطابق با فرمت‌های قابل‌پذیرش توسط دستگاه‌های مبدأ و مقصد است. لایه کاربردی (Application Layer): لایه اپلیکیشن بالاترین لایه از مدل OSI است و واسط بین برنامه‌های کاربردی و شبکه‌ها محسوب می‌شود. این لایه برای ارتباط بین برنامه‌ها در دستگاه‌های مختلف مسئولیت دارد و پروتکل‌های کاربردی مختلفی را اجرا می‌کند. لایه کاربردی انواع خدمات شبکه مانند ارسال و دریافت ایمیل، مرور وب، ارسال فایل‌ها و ... را فراهم می‌آورد و به کاربران امکان انجام انواع فعالیت‌های اینترنتی و شبکه‌ای را می‌دهد. خلاصه مدل OSI یک معماری استاندارد درزمینهٔ شبکه‌های کامپیوتری است که به طراحان، مهندسان و مدیران شبکه کمک می‌کند تا با استفاده از 7 لایه مختلف، بهبود عملکرد و امنیت شبکه را تضمین کنند. این مدل با استانداردسازی و هماهنگی میان لایه‌ها، انعطاف‌پذیری در انتخاب فنّاوری و توسعه‌پذیری شبکه‌ها را به ارمغان می‌آورد و امنیت، انتقال اطلاعات و بهره‌وری در ارتباطات را بهبود می‌بخشد.