U današnjem svijetu, internet i mrežna komunikacija igraju ključnu ulogu u gotovo svim aspektima našeg života. Od slanja e-pošte do online bankarstva i video poziva, sve ove aktivnosti ovise o pouzdanim mrežnim protokolima. Da bi se osigurala učinkovitost i sigurnost tih komunikacija, razvijeni su protokolski modeli poput OSI i TCP/IP. Ovi modeli pružaju strukturirani pristup mrežnoj komunikaciji, omogućujući nam bolje razumijevanje kako podaci putuju kroz mrežu. U ovom članku ćemo detaljno istražiti OSI i TCP/IP modele, njihove slojeve i funkcije, te njihovu važnost u modernoj mrežnoj komunikaciji.
Osnove Protokolskih Slojeva
Protokolski slojevi predstavljaju različite razine mrežne komunikacije, gdje svaki sloj obavlja specifične funkcije. Ovi slojevi su postavljeni jedan na drugi, stvarajući strukturu poznatu kao protokolski stack. Ovaj pristup omogućava specijalizaciju i lakšu promjenu ili dodavanje novih protokola bez ometanja drugih slojeva. Na primjer, promjena protokola na transportnom sloju neće utjecati na mrežni ili aplikacijski sloj, što omogućava fleksibilnost i modularnost u dizajnu mrežnih sustava.
OSI i TCP/IP Modeli
OSI Model
OSI (Open Systems Interconnection) model je teorijski okvir koji definira sedam slojeva mrežne komunikacije:
- Physical layer (FIZIČKI): Odgovoran za prijenos bitova preko fizičkih medija (npr. kablovi, radio valovi).
- Data Link layer (SLOJ VEZE): Omogućava pouzdan prijenos podataka između dva povezana uređaja.
- Network Layer (MREŽNI SLOJ): Upravljanje usmjeravanjem podataka između uređaja na različitim mrežama.
- Transport layer (TRANSPORTNI SLOJ): Osigurava pouzdanu dostavu podataka od kraja do kraja.
- Session layer (SESIJSKI SLOJ): Upravljanje komunikacijskim sesijama između aplikacija.
- Presentation layer (PREZENTACIJSKI SLOJ): Prevođenje podataka između aplikacijskih formata i mrežnih formata.
- Application layer (APLIKACIJSKI SLOJ): Omogućava mrežne usluge izravno aplikacijama (npr. email, web preglednici).
Iako OSI model nikada nije bio široko implementiran, njegovi koncepti su pružili teoretske temelje za praktične modele poput TCP/IP.
TCP/IP Model
TCP/IP model je praktični okvir koji se koristi u stvarnim mrežnim implementacijama. Sastoji se od pet slojeva:
- Physical layer (: Odgovoran za prijenos bitova preko fizičkih medija (npr. kablovi, radio valovi).
- Data Link layer: Omogućava pouzdan prijenos podataka između dva povezana uređaja.
- Network Layer: Upravljanje usmjeravanjem podataka između uređaja na različitim mrežama.
- Transport layer: Osigurava pouzdanu dostavu podataka od kraja do kraja.
- Application layer: Omogućava mrežne usluge izravno aplikacijama (npr. email, web preglednici).
Prednosti Slojeva
Glavna prednost korištenja slojeva je modularnost i fleksibilnost. Slojeviti pristup omogućava izmjenu ili dodavanje novih protokola na bilo kojem sloju bez utjecaja na druge slojeve. To znači da možemo, na primjer, unaprijediti sigurnosne protokole na transportnom sloju bez promjene mrežnih ili aplikacijskih protokola.
TCP/IP Protokolski Slojevi
Aplikacijski Sloj
Aplikacijski sloj u TCP/IP modelu omogućava korisnicima interakciju s mrežnim uslugama putem aplikacija poput web preglednika ili email klijenata. Protokoli poput HTTP (za web pregledavanje) i SMTP (za email) djeluju na ovom sloju.
Transportni Sloj
Transportni sloj osigurava pouzdanu (TCP) ili nepouzdanu (UDP) dostavu podataka između aplikacija. TCP (Transmission Control Protocol) osigurava da svi paketi podataka stignu na odredište i u ispravnom redoslijedu, dok UDP (User Datagram Protocol) omogućava brži prijenos podataka bez provjere isporuke.
Mrežni Sloj
Mrežni sloj koristi IP (Internet Protocol) za usmjeravanje podataka između uređaja na različitim mrežama. IP adrese identificiraju izvorišne i odredišne uređaje. Protokoli kao što su ICMP (Internet Control Message Protocol) koriste se za dijagnostiku mrežnih problema i osiguravaju pravilno usmjeravanje podataka. Mrežni sloj igra ključnu ulogu u određivanju puta kojim će podaci putovati kroz mrežu, osiguravajući da stignu do svog odredišta bez obzira na eventualne prepreke na putu.
Sloj Veze
Sloj veze omogućava prijenos podataka između uređaja na istoj mreži. Ovaj sloj koristi protokole poput Ethernet za žičane mreže ili Wi-Fi za bežične mreže. Osigurava da se podaci pravilno formatiraju za fizički prijenos i brine se o ispravljanju pogrešaka koje se mogu dogoditi tijekom prijenosa. Sloj veze je odgovoran za kontrolu pristupa mreži i osigurava da podaci mogu teći nesmetano između uređaja na istoj mreži.
Fizički Sloj
Fizički sloj pretvara podatke u elektromagnetske signale koji se prenose putem fizičkih medija poput bakrenih kablova ili radio valova. Ovaj sloj bavi se stvarnim prijenosom bitova preko mrežnog medija. Osigurava da se signali pravilno prenose i primaju, te uključuje sve fizičke komponente mreže kao što su kablovi, konektori, prijenosnici i prijemnici.
Encapsulacija i Deencapsulacija
Encapsulacija je proces dodavanja zaglavlja na podatke na svakom sloju prije slanja. Kada podaci stignu na odredište, proces deencapsulacije uklanja ta zaglavlja na svakom sloju, vraćajući podatke u izvorni oblik. Ovaj proces omogućava pouzdanu i organiziranu komunikaciju između uređaja na mreži. Svaki sloj dodaje svoje specifične informacije u zaglavlje kako bi osigurao da podaci stignu do pravog odredišta i da se ispravno obrade na svakom koraku.
Protokoli
Na svakom sloju protokoli obavljaju specifične funkcije:
- Aplikacijski sloj: HTTP omogućava web pregledavanje, dok SMTP omogućava slanje emailova.
- Transportni sloj: TCP osigurava pouzdanu dostavu podataka, dok UDP omogućava brži prijenos bez provjere isporuke.
- Mrežni sloj: IP upravlja usmjeravanjem podataka, dok ICMP koristi za dijagnostiku.
- Sloj veze: Ethernet i Wi-Fi osiguravaju fizički prijenos podataka između uređaja.
Zaključak
OSI i TCP/IP modeli pružaju strukturiran pristup razumijevanju mrežne komunikacije. Iako OSI model služi kao teoretski okvir, TCP/IP model je praktični standard koji se koristi u stvarnim mrežama. Razumijevanje funkcija svakog sloja i načina na koji protokoli međusobno djeluju ključno je za učinkovitu i sigurnu mrežnu komunikaciju. Korištenjem slojevitog pristupa, možemo lako prilagođavati i unaprijediti naše mrežne sustave kako bi zadovoljili sve veće zahtjeve modernog digitalnog svijeta.