OSI Modelis: Visi 7 slāņi izskaidroti soli pa solim

1. Kāpēc tika izveidots 7 slāņu OSI modelis?

ISO 1984. gadā publicētais OSI modelis (ISO/IEC 7498) standartizēja tīkla funkcijas un palīdzēja apvienot dažādu ražotāju slēgtās sistēmas (IBM SNA, DECnet).

2. 7 OSI slāņu pārskats

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. Detalizēts slāņu apraksts no 1 līdz 7

1. slānis (Fiziskais): Nestrukturētu bitu pārraide fiziskajā vidē (optika, vara kabeļi, radio viļņi Wi-Fi/5G).

2. slānis (Datu posma): Datu kadrēšana, aparatūras MAC adresācija (48 biti) un kļūdu pārbaude (Ethernet, Wi-Fi, VLAN).

3. slānis (Tīkla): Loģiskā IP adresācija un pakešu maršrutēšana starp neatkarīgiem tīkliem (IPv4, IPv6, ICMP, maršrutētāji).

4. slānis (Transporta): Uzticama segmentu piegāde, portu multipleksēšana (0–65535) un plūsmas kontrole (TCP, UDP).

5. slānis (Sesijas): Sakaru sesiju izveide, pārvaldība un pārtraukšana starp lietojumprogrammām (RPC, SOCKS).

6. slānis (Prezentācijas): Datu formatēšana, rakstzīmju kodēšana (UTF-8), saspiešana un šifrēšana (TLS/SSL).

7. slānis (Lietojumprogrammu): Protokoli, kas tieši apkalpo lietotāju programmas (HTTP/HTTPS, DNS, SSH, SMTP).

4. Datu iekapsulēšanas un atvēršanas process

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. Problēmu novēršanas metodika no apakšas uz augšu (Bottom-Up)

1. Fiziskā slāņa pārbaude (tīkla kabelis, savienojuma indikatori).
2. Datu posma slāņa pārbaude (komutatora porta statuss, ARP tabula).
3. Tīkla slāņa pārbaude (IP adrese, apakštīkla maska, vārtejas ping pārbaude).
4. Transporta slāņa pārbaude (atvērtie TCP porti, ugunsmūris).
5. Prezentācijas slāņa pārbaude (SSL/TLS sertifikāta derīgums).
6. Lietojumprogrammu slāņa pārbaude (HTTP atbildes kodi, tīmekļa pakalpojuma darbība).