Kommunikationsmodeller

Kommunikation över nätverk styrs av standarder. När jag startar en webbläsare på min dator och skriver in exempelvis webbadressen www.google.se så förväntar jag mig att få Googles hemsida och ingenting annat. Men för att det ska fungera krävs många standarder som ser till att alla kommunikationsfunktioner hålls ihop och följer gällande kommunikationsregler. Kommunikationsfunktioner delas upp i nivåer något som kallas för skiktad arkitektur. En fördel med en skiktad arkitektur är att specifika funktioner sker i specifika skikt som till exempel komprimera data eller identifiera destinationsadressen.

Fördelar med nivåbaserade kommunikation

En skiktad kommunikationsmodell visar driften av de protokoll som förekommer inom varje skikt, liksom interaktionen med skikten ovanför och under. Det gäller att ha strukturerade funktioner på varje nivå så att de kan vara oberoende av varandra men samtidigt kapabla att samarbeta.

En skiktad kommunikationsmodell hjälper till:

  • protokolldesign
  • Samarbete mellan olika nätverksenheter.
  • Nya tekniker eller förändringar i ett skikt ska inte påverka andra skikts funktionalitet.
  • Ger ett gemensamt språk för att beskriva nätverksfunktioner och kapacitet.

Det finns två grundläggande typer av nätverksmodeller: protokollmodeller och referensmodeller.

  • En protokollmodell tillhandahåller en grundform som överensstämmer bäst med strukturen av ett speciellt protokollstack. Ett exempel är kommunikationsmodell TCP/IP
  • En referensmodell ger en gemensam referens för alla typer av nätverksprotokoll och tjänster. Ett exempel är kommunikationsmodell OSI
Bild 1: Kommunikationsmodeller: OSI och TCP/IP

Enligt OSI och TCP/IP kommunikationsmodeller har alla kommunikationstyper fyra grundläggande element:

  • Regler och avtal för att styra hur meddelanden skickas, transporteras, tas emot och tolkas.
  • Ett medium som kan transportera meddelanden från en enhet till en annan
  • Enheter av information/meddelande som reser från en enhet (device) till en annan.
  • Kommunikationsenheter i nätverket som utbyter meddelanden med varandra

PDU inkapsling och överföring

Datorer i ett nätverk genererar data som transporteras genom nätverket. Den genererade data behöver bearbetas först innan den kan skickas ut till nätverket. Generellt kallas data för PDU (Protocol Data Uni). Dock ändras data i varje skikt och därför behöver den formateras om och få ett nytt namn. Denna process kallas för inkapsling.

Dataöverföringsprocess börjar när data genereras i applikationsskiktet. Genererade data skickas till transportskiktet för segmentering. Det är i detta skikt som styrinformation läggs till i varje segments header. Styrinformationen inkluderar sekvensnummer och portadressering.

Segmenten skickas till Internet skiktet där de paketeras och till varje paket läggs till styrinformation i paketets header. Styrinformationen inkluderar identifikation för specifika protokoll, QoS, avsändarens och destinationens IP adresser.

Sedan skickas paketen till Network Access där paketen utformas till Frames (ramar). Till varje ram läggs styrinformation till som inkluderar fysiska adresser för avsändaren och mottagaren. Slutligen utformas ramarna i lämpliga signaler (bitar till elektriska/ljus signaler) enligt specifikt överföringsprotokoll, i detta exempel Ethernet.

När signalerna tas emot vid destinationen bearbetas de så att deras format ändras denna gång från elektriska/ljus signaler till bitar, från bitar till ramar, från ramar till paket, från paket till segment, från segment till applikationer.

Bild 2: Datainkapsling och överföring