آموزش ۷ لایه شبکه یا OSI به زبان ساده و با مثال در 20 دقیقه
مدل OSI چیست؟
مدل OSI (Open Systems Interconnection Model) یک چارچوب یا راهنماست که توضیح می‌دهد چطور اطلاعات (دیتا) از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر در شبکه منتقل می‌شود. این مدل شامل ۷ لایه مختلف است که هرکدام کار ویژه‌ای انجام می‌دهند تا اطلاعات به‌درستی جابه‌جا شود.
تصور کن وقتی با دوستت در واتساپ حرف می‌زنی، پیام تو باید از موبایل تو به سرور واتساپ و بعد به گوشی دوستت برسد. این مسیر، مراحل زیادی دارد که مدل OSI آن‌ها را به ۷ مرحله (یا لایه) تقسیم کرده تا نظم پیدا کند.
معرفی ۷ لایه OSI و نقش هرکدام
۱. لایه فیزیکی (Physical Layer)
- چی هست؟
پایین‌ترین لایه؛ مسئول انتقال بیت‌ها (۰ و ۱) از طریق کابل، سیگنال وای‌فای یا حتی فیبر نوری است. - مثال:
وایر یا کابل شبکه (LAN)، سیگنال‌های الکتریکی یا نور در فیبر نوری. - در زندگی واقعی:
مثل سیم تلفن یا کابل USB که دیتا را منتقل می‌کند.
۲. لایه پیوند داده (Data Link Layer)
- چی هست؟
این لایه دیتا را به بسته‌هایی به نام فریم تقسیم می‌کند و مطمئن می‌شود بدون خطا ارسال شود. - وظیفه:
مدیریت خطاها و آدرس‌دهی سخت‌افزاری (مثل مک‌آدرس دستگاه‌ها). - مثال:
سوئیچ شبکه، کارت شبکه (NIC)، MAC Address. - در زندگی واقعی:
زمانی‌که مودم خانه‌ات سیگنال اینترنت را به کامپیوترت می‌رساند و ترتیب ارسال را حفظ می‌کند.
۳. لایه شبکه (Network Layer)
- چی هست؟
وظیفه پیدا کردن بهترین مسیر برای رسیدن دیتا به مقصد را دارد. - مثال:
IP Address، روترها. - در زندگی واقعی:
وقتی گوگل‌مپ کوتاه‌ترین راه را نشانت می‌دهد. در شبکه هم، روترها بهترین مسیر را برای رفتن دیتا انتخاب می‌کنند.
۴. لایه انتقال (Transport Layer) — توضیح کامل و مثال
چی هست؟
لایه انتقال، چهارمین لایه مدل OSI است و کارش این است که داده‌ها را از مبدأ به مقصد به صورت مطمئن و صحیح برساند. این لایه دو وظیفه اصلی دارد:
- تقسیم کردن داده‌ها به قطعات کوچک‌تر (به نام Segment یا قطعه)، چون شبکه‌ها معمولاً نمی‌توانند یک فایل بزرگ را یک‌باره ارسال کنند.
- اطمینان از سالم و کامل رسیدن همه این قطعات به مقصد
چطور این کار را می‌کند؟
این لایه معمولاً از دو پروتکل بسیار مهم استفاده می‌کند: TCP و UDP
هر کدام روش متفاوتی برای انتقال داده دارند:
- TCP (Transmission Control Protocol):
- مطمئن و قابل اطمینان است.
- وقتی داده را می‌فرستد، منتظر تأیید از طرف مقابل می‌ماند.
- اگر بسته‌ای گم یا خراب شد، دوباره ارسال می‌کند.
- برای چیزهایی مهم است که هیچ داده‌ای نباید گم شود: مثل ارسال ایمیل، باز کردن صفحات وب، دانلود فایل.
- UDP (User Datagram Protocol):
- سریع است اما تأیید و کنترل ندارد.
- داده‌ها را بدون انتظار برای تأیید می‌فرستد؛ اگر بسته‌ای گم شود، دوباره ارسال نمی‌شود.
- مناسب چیزهایی که سرعت مهم‌تر از دقت است: مانند تماس ویدیویی، بازی‌های آنلاین، پخش زنده (استریمینگ).
در زندگی روزمره چه تاثیری دارد؟
- وقتی فایلی می‌فرستی یا دانلود می‌کنی:
فایل شما به قطعه‌های کوچک تقسیم می‌شود. اگر یکی از این قطعه‌ها در راه گم شود، لایه انتقال (TCP) آن را دوباره ارسال می‌کند تا مطمئن شود کل فایل سالم به دست مقصد برسد. - وقتی فیلم آنلاین می‌بینی یا بازی می‌کنی:
اینجا UDP استفاده می‌شود؛ مثلاً اگر زمانی فقط یک ثانیه از تصویر قطع شود، مشکلی ایجاد نمی‌شود، و ویدیو یا بازی سریع جلو می‌رود، حتی اگر کمی داده از دست برود.
یک مثال ساده از کار لایه انتقال:
فرض کن می‌خواهی یک کتاب بزرگ را با پست به دوستت بفرستی اما بسته‌بندی فقط اجازه می‌دهد هر نوبت چند صفحه بفرستی. تو کتاب را تکه‌تکه و شماره‌گذاری می‌کنی و هر بخش را جداگانه می‌فرستی. وقتی دوستت همه بسته‌ها را دریافت کند، طبق شماره‌ها، کتاب را کامل می‌کند.
اگر بسته‌ای نرسد، باید دوباره ارسال شود تا کتاب ناقص نماند!
این دقیقاً کاری است که لایه انتقال با داده‌ها انجام می‌دهد.
خلاصه ویژگی‌ها:
- تقسیم داده بزرگ به قطعات کوچک‌تر
- شماره‌گذاری قطعه‌ها
- نظارت بر صحت و کامل بودن قطعه‌ها (در صورت استفاده از TCP)
- ارسال دوباره بخش‌های گمشده (فقط در TCP)
۵. لایه جلسه (Session Layer)
- چی هست؟
ارتباط‌ها (جلسه‌ها) را بین دو دستگاه ایجاد و حفظ می‌کند. - مثال:
زمانی‌که به یک سایت لاگین می‌کنی و تا موقع خروج، ارتباطت حفظ می‌شود. - در زندگی واقعی:
جلسات چت یا تماس ویدیویی که تا زمان قطع تو یا طرف مقابل باز می‌ماند.
۶. لایه ارائه (Presentation Layer)
- چی هست؟
دیتا را طوری آماده و فرمت می‌کند که مقصد بتواند آن را بخواند؛ وظیفه رمزنگاری و رمزگشایی و فشرده‌سازی هم با این لایه است. - مثال:
تبدیل متن به کدهای باینری یا برعکس، رمزگذاری SSL هنگام ورود به بانک. - در زندگی واقعی:
وقتی یک عکس فشرده‌شده برای دوستت ایمیل می‌کنی.
۷. لایه کاربرد (Application Layer)
- چی هست؟
بالاترین لایه؛ جایی که کاربر مستقیماً با برنامه‌هایی مثل مرورگر، ایمیل و واتساپ کار می‌کند. - مثال:
مرورگر وب، کلاینت ایمیل (مثلاً Gmail)، اپلیکیشن‌هایی مثل تلگرام و اینستاگرام. - در زندگی واقعی:
هنگامی که به سایت وارد می‌شوی یا عکس برای دوستت می‌فرستی.
یک مثال ساده از ارسال ایمیل، قدم‌به‌قدم در مدل OSI
فرض کن یک عکس را از طریق ایمیل برای دوستت می‌فرستی:
- لایه کاربرد: برنامه ایمیل عکس را می‌گیرد.
- لایه ارائه: عکس را فشرده و رمزنگاری می‌کند.
- لایه جلسه: ارتباط بین تو و سرور برقرار می‌شود.
- لایه انتقال: عکس به قطعات کوچک‌تر تقسیم و آماده ارسال می‌شود.
- لایه شبکه: مسیر مناسب برای ارسال پیدا می‌شود (مثلاً از ایران به سرور گوگل در آمریکا).
- لایه پیوند داده: هر قطعه در فریم‌هایی با آدرس درست قرار می‌گیرد.
- لایه فیزیکی: اطلاعات به شکل سیگنال (الکتریکی، وایرلس) از سیم یا وای‌فای عبور می‌کند.
در سمت دوستت همه این مراحل به ترتیب برعکس طی می‌شوند تا عکس سالم به دستش برسد!
جمع‌بندی
مدل OSI کمک می‌کند تا مفاهیم پیچیده شبکه را راحت‌تر درک کنیم و بفهمیم هر بخش از شبکه چه وظیفه‌ای دارد. این مدل پایه‌ی کار بسیاری از آزمون‌های شبکه (مثلاً +Network یا CCNA) و فهم بسترهای تکنولوژی شبکه است.
