OSI Modelis: Visi 7 lygmenys išsamiai ir aiškiai

1. Kodėl buvo sukurtas 7 lygmenų OSI modelis?

1984 m. ISO išleistas OSI modelis (ISO/IEC 7498) standartizavo tinklo funkcijas ir padėjo sujungti skirtingų gamintojų uždaras sistemas (IBM SNA, DECnet).

2. 7 OSI lygmenų apžvalga

Layer  Layer Name      PDU (Unit)  Primary Hardware        Key Protocols
─────  ──────────      ──────────  ────────────────        ─────────────
L7     Application     Data        Gateway, Proxy, WAF     HTTP/HTTPS, DNS, SSH, SMTP
L6     Presentation    Data        Operating System, TLS   TLS/SSL, JSON, gzip, ASCII
L5     Session         Data        OS, Network Sockets     RPC, NetBIOS, SIP, SOCKS
L4     Transport       Segment     Firewall, L4 Balancer   TCP, UDP, QUIC, SCTP
L3     Network         Packet      Router, Layer 3 Switch  IPv4, IPv6, ICMP, BGP, OSPF
L2     Data Link       Frame       Switch, Bridge, NIC     Ethernet, Wi-Fi, ARP, VLAN
L1     Physical        Bits        Hub, Transceiver, Cable Fiber, RJ45 Cat6, PAM4, RF

3. Išsamus lygmenų nuo 1 iki 7 aprašymas

1 lygmuo (Fizinis): Nestruktūrizuotų bitų perdavimas fizinėmis terpėmis (optika, variniai kabeliai, radijo bangos Wi-Fi/5G).

2 lygmuo (Kanalų): Duomenų pakavimas į kadrus, fizinis MAC adresavimas (48 bitai) ir klaidų tikrinimas (Ethernet, Wi-Fi, VLAN).

3 lygmuo (Tinklo): Loginis IP adresavimas ir paketų maršrutizavimas tarp nepriklausomų tinklų (IPv4, IPv6, ICMP, maršrutizatoriai).

4 lygmuo (Transporto): Patikimas segmentų perdavimas, prievadų multipleksavimas (0–65535) ir srauto valdymas (TCP, UDP).

5 lygmuo (Seanso): Komunikacijos seansų tarp programų užmezgimas, palaikymas ir nutraukimas (RPC, SOCKS).

6 lygmuo (Pateikimo): Duomenų formatavimas, simbolių kodavimas (UTF-8), glaudinimas ir šifravimas (TLS/SSL).

7 lygmuo (Taikymo): Protokolai, tiesiogiai aptarnaujantys vartotojo programas (HTTP/HTTPS, DNS, SSH, SMTP).

4. Duomenų inkapsuliavimo ir deinkapsuliavimo procesas

Sending Device (Encapsulation):
[L7 Application]  HTTP GET /index.html
      ▼
[L6 Presentation] TLS Encryption + Brotli Compression
      ▼
[L5 Session]      Session Token & Socket ID
      ▼
[L4 Transport]    TCP Header (Source Port: 52410, Dest Port: 443)  ──► Segment
      ▼
[L3 Network]      IP Header (Source IP: 192.168.1.5, Dest IP: 104.21.52.12) ──► Packet
      ▼
[L2 Data Link]    Ethernet Header (Source MAC, Dest MAC) + FCS CRC  ──► Frame
      ▼
[L1 Physical]     Laser light pulses / electrical voltages          ──► Bits

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Undersea Fiber Optic Cable / Physical Links ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Receiving Server (De-Encapsulation):
Bits (L1) ──► Frame (L2) ──► Packet (L3) ──► Segment (L4) ──► Data (L5-L7)

5. Trikčių šalinimo metodika iš apačios į viršų (Bottom-Up)

1. Fizinio lygmens patikra (tinklo kabelis, ryšio indikatoriai).
2. Kanalų lygmens patikra (komutatoriaus prievado būsena, ARP lentelė).
3. Tinklo lygmens patikra (IP adresas, potinklio kaukė, šliuzo pasiekiamumas ping).
4. Transporto lygmens patikra (atviri TCP prievadai, užkarda).
5. Pateikimo lygmens patikra (SSL/TLS sertifikato galiojimas).
6. Taikymo lygmens patikra (HTTP būsenos kodai, paslaugos veikimas).