إن النموذج المعياري للاتصال بين للأنظمة مفتوحة المصدر ( OSI Open Systems Interconnection) هو أول نموذج اتصالات يحدد كيفية تبادل المعطيات عبر الشبكة بين أجهزة طرفية مستقلة تشغل أنظمة تشغيل مختلفة مفتوحة المصدر. وقد جرى تطويره من قبل منظمة المعايير الدولية (International Standard Organization ISO) في مطلع الثمانينيات من القرن الماضي تحت الاسم (ISO/IEC 7498-1).

يُقسّم هذا النموذج العمل الذي يجري على المعطيات بعد توليدها في الطرف المرسل إلى سبع مراحل، يجري في كل مرحلة، باستثناء الأخيرة، إضافة بعد المعلومات إلى المعطيات الأصلية بهدف إيصالها بنجاح إلى وجهتها التي تتحدد بمكونين أساسيين هما الجهاز الفيزيائي الذي تُرسل هذه المعطيات إليه والتطبيق البرمجي العامل في نظام التشغيل فيه.

تسمى كل مرحلة من المراحل طبقة (Layer)، وتربط هذه الطبقات التطبيق البرمجي العامل في الجهاز مع وسط الاتصال الذي تستخدمه الشبكة (كابلات – هواء) وترتيب هذه الطبقات بدءاً من التطبيق البرمجي حتى وسط الشبكة هو:

• طبقة التطبيق (Application layer) .

• طبقة التقديم (Presentation Layer).

• طبقة الجلسة (Session Layer).

• طبقة النقل (Transport Layer).

• طبقة الشبكة (Network Layer).

• طبقة وصلة المعطيات (Data Link Layer).

• الطبقة الفيزيائية (Physical Layer).

تضيف كل طبقة ترويسة (Header) إلى المعطيات الأصلية، وتتألف الترويسة من عدد من الحقول (Fields) التي تضبط قيمها الوظائف التي تهتم بها هذه الطبقة، وتتحدد قيم الحقول ضمن الترويسة بمجموعة من القواعد التي تُصاغ بشكل برمجي لتصبح بروتكولاً (Protocol)، فالبروتكول هو مجموعة القواعد التي تحدد قيم الحقول وترتيبها ضمن الترويسة في طبقة واحدة أو أكثر.

لينجح جهازان بالاتصال مع بعضهما، يجب أن يُشغلا نفس البروتكولات، بحيث يستطيع البروتكول في الطرف المستقبل أن يفهم المعلومات التي أضافها البروتكول في الطرف المرسل، وتتم عملية الاتصال بين جهازين كما يلي:

ترتبط طبقة التطبيق بتطبيقات المستخدم بشكل مباشر، ويعمل فيها عدد كبير من البروتكولات، فلكل تطبيق عامل على الشبكة بروتكول خاص به في هذه الطبقة، وأشهر البروتكولات العاملة فيها بروتكول نقل النص التشعبي (HTTP) المُستخدم في تطبيقات تصفح الانترنت، وبروتكول مكتب البريد (POP3) المُستخدم من قبل تطبيقات البريد الإلكتروني، وبروتكول نقل الملفات (FTP) الذي يُستخدم لنقل الملفات بين الأجهزة المختلفة.

عند يرسل التطبيق العامل على أحد الأجهزة المعطيات نحو الشبكة تستقبل طبقة التطبيق هذه المعطيات، ويقوم البروتكول الملائم للتطبيق الذي أرسل المعطيات بإضافة ترويسته إلى المعطيات المُرسلة، بحيث يمكن للبروتكول نفسه توجيه المعطيات نحو التطبيق الصحيح في الطرف المستقبل.

بعد إضافة الترويسة تقوم طبقة التطبيق بتمرير المعطيات والترويسة المرفقة إلى طبقة التقديم التي تقع تحتها مباشرة وهي الطبقة السادسة في النموذج، وتهتم هذه الطبقة بالعديد من الوظائف كالتشفير (Encryption) وفك التشفير، وإعداد المعطيات لتأخذ شكلاً موحداً استعداداً لنقلها عبر الشبكة، فجميع المعطيات، صوت أو صورة أو فيديو أو أي شكل كان ستُنقل على شكل بتات (Bits) في النهاية، وفي الغالب الأعم فإن بروتكولات طبقة التطبيق تعمل في طبقتي التقديم والجلسة التي تسمح للجهاز الواحد بإنشاء أكثر من جلسة اتصال بشكل متواز، وبفضلها فإن هناك إمكانية لتصفح الانترنت أثناء استخدام تطبيقات الاتصال مثل سكايب (Skype) أو غيره، معاً، فمعطيات التصفح ستكون في جلسة، ومعطيات الاتصال ستكون في جلسة أخرى، وتُدار الجلستان من قبل الجهاز نفسه عبر هذه الطبقة.

تصل المعطيات بعد ذلك إلى طبقة النقل، ولهذه الطبقة أهمية خاصة فجميع الطبقات التي تقع فوقها تهتم بعلاقة المعطيات مع التطبيق، أما الطبقات التي تقع تحتها فتهتم بعلاقة المعطيات مع الشبكة.

تهتم طبقة النقل بإعداد المعطيات لتنقل عبر الشبكة، فيتم عبرها تقسيم المعطيات المرسلة إلى القطع (Segment) الأساسية التي ستنقل عبر الشبكة،  وتسمى هذه الخاصية التحكم بتدفق المعطيات (Data Flow)، يعمل على هذه الطبقة عدد من البروتكولات أشهرها بروتكول التحكم بالنقل (TCP) وبروتكول رزم المستخدم (UDP).

بعد أن تشكل طبقة النقل كل قطعة تمررها إلى الطبقة التالية وهي طبقة الشبكة، والتي يسيطر عليها بشكل أساسي بروتكول وحيد هو بروتكول الانترنت (IP)، ويعمل بروتكول الانترنت  على إضافة الترويسة الخاصة به التي تضم عنوان مصدر الرزمة ووجهتها معلومات أخرى، لتتحول القطعة بعدها إلى رزمة (Packet)، ويتم تمريرها إلى الطبقة التالية.

تضيف طبقة وصلة المعطيات ترويسة وذيل (Trailer) للرزمة فتحولها إلى إطار (Frame)، وهو أكبر وحدة معطيات تنتقل عبر الشبكة، تحتوي الترويسة على حقول تضم عناوين ذات مغزى على مستوى محلي فقط، أما الذيل فيستخدم للتحقق من إرسال واستقبال المعطيات بشكل سليم بين طرفي الإرسال، وترتبط البروتكولات العاملة على هذه الطبقة بالمنافذ (Ports)، وأشهرها بروتكول الإيثرنت (Ethernet) و بروتكول التحكم بوصلة المعطيات (HDLC).

يصل الإطار إلى الطبقة الفيزيائية، فلا تضيف أي معلومات إليه، فمسؤوليتها تقتصر على إعداد الإطار ليُرسل عبر الوسط الفيزيائي للشبكة على شكل بتات، فإذا كان الوسط كابلات نحاسية، فشكل الإشارة كهربائي، أما إذا كان الوسط أليافاً بصرية (Fiber Optic) فالإشارة ضوئية، أما إذا كانت الشبكة لاسلكية فلابد من تحويل المعطيات إلى أمواج كهرومغناطيسية لتنتشر عبر الهواء، والنتيجة النهائية هي إيصال المعلومات إلى وسط الشبكة.

تسمى العملية السابقة كاملة بالتغليف (Encapsulation)، وتعرّف بأنها انتقال المعلومات من التطبيق إلى وسط الشبكة مع كامل التغييرات التي تطرأ عليها، أما اطرف المستقبل فيجري عملية معاكسة تماماً تسمى فك التغليف (Deencapsulation)، ويتم فيها نقل المعلومات من وسط الشبكة إلى التطبيق مروراً بنفس الطبقات، التي تدعم نفس البروتوكولات في المرسل ولكن بترتيب معاكس.

ساهم وجود نموذج موحد للشبكات وتطبيقاتها في جعلها سلعة تجارية ذات طابع عالمي بامتياز، وفي منع احتكارها من قبل الشركات الرأسمالية لتتحول الشبكات نتيجة لذلك إلى العصب الذي يربط أطراف العالم المترامية مع بعضها البعض اليوم.

إعداد :NoraElshwemy

مراجعة : م.ميشيل نقولا بكني

http://searchnetworking.techtarget.com/definition/OSI

http://searchnetworking.techtarget.com/definition/physical-layer

#الباحثون _المصريون