Slojevita hijerarhija u računalnim mrežama (teoretska podloga)
Author
Date Published
Potreba za slojevitom hijerarhijskom strukturom
Kako bi se učinkovito prenijeli podaci između uređaja u mreži, potrebno je rješavati razne probleme poput sinkronizacije bitova, adresiranja uređaja, kontrole pristupa mediju i detekcije pogrešaka. Slojevita struktura omogućuje modularno rješavanje ovih problema, gdje svaki sloj ima jasno definiranu ulogu i minimalnu ovisnost o drugim slojevima. Na taj način, slojevi omogućuju fleksibilnost, proširivost i standardizaciju mrežne komunikacije.
Modeli komunikacije
ISO/OSI model:
Ima 7 slojeva (Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, Application).
Fokusira se na teorijsko razdvajanje funkcionalnosti za mrežnu komunikaciju.
Ključne uloge: standardizacija mreža, modularnost u dizajnu protokola, i pojednostavljivanje razvoja novih tehnologija.
TCP/IP model:
Sastoji se od 4 sloja (Link, Internet, Transport, Application).
Jednostavniji od OSI modela i u širokoj je primjeni.
Baziran na praktičnoj implementaciji protokola (npr. TCP, IP) koji se koriste za internet komunikaciju.
Usporedba modela:
OSI model je teorijski, s detaljnijim razdvajanjem funkcija.
TCP/IP je praktičan i jednostavniji, ali ne pokriva sve funkcionalnosti OSI modela.
Tok podataka kroz slojeve uređaja
Prilikom slanja podataka, oni prolaze od najvišeg do najnižeg sloja:
Najviši slojevi (Application, Presentation, Session): Korisnik kreira podatke, koji se pripremaju za prijenos kroz mrežu.
Transportni sloj (Transport): Dijeli podatke na manje segmente i dodaje kontrolne informacije.
Mrežni sloj (Network): Usmjerava pakete prema odredištu koristeći logičke adrese.
Sloj podatkovne veze (Data Link): Organizacija podataka u okvire i fizičko adresiranje (MAC adrese).
Fizički sloj (Physical): Pretvara podatke u električne signale i šalje ih kroz medij.
Prilikom prijema, proces je obrnut, uz dekapsulaciju podataka na svakom sloju.
Fragmentacija i enkapsulacija
Fragmentacija: Kako podaci prolaze kroz slojeve, dijele se na manje dijelove kako bi se prilagodili ograničenjima prijenosnih protokola (npr. maksimalnoj veličini okvira). Ova fragmentacija omogućuje pouzdan prijenos velikih poruka.
Enkapsulacija: Svaki sloj dodaje vlastito zaglavlje podacima kako bi obavio specifične funkcije, poput adresiranja ili kontrole grešaka. Pri prijemu podataka, enkapsulacija se obrće kroz proces dekapsulacije, gdje se zaglavlja uklanjaju dok se podaci prosljeđuju višim slojevima.
Protokoli, procesi i zaglavlja
Protokoli: Skup pravila koja definira kako uređaji komuniciraju na istom sloju (npr. HTTP za aplikacijski sloj, TCP za transportni sloj).
Zaglavlja: Svaki sloj dodaje zaglavlje koje sadrži informacije potrebne za prijenos (npr. adrese, kontrolne bitove).
Procesi: Istovrsni slojevi na različitim uređajima razmjenjuju podatke koristeći protokole.
Kontrola pogreški
Greške u prijenosu: Tijekom prijenosa mogu nastati greške koje mijenjaju podatke (npr. promjena bitova zbog smetnji).
Detekcija pogrešaka: Korištenjem zaštitnih mehanizama, poput pariteta ili checksum-a, detektiraju se pogreške u podacima.
Ispravak pogrešaka: Provodi se ponovnim slanjem podataka ako je detekcija pogreške uspješna. Ovo osigurava pouzdan prijenos čak i u nepouzdanim mrežama.