Kommunikation över nätverk regleras av standarder. När jag startar en webbläsare på min dator och skriver in webbadressen www.google.se, förväntar jag mig att få Googles hemsida och ingenting annat. För att detta ska fungera krävs det många standarder som säkerställer att alla kommunikationsfunktioner samarbetar och följer gällande regler för kommunikation. Kommunikationsfunktioner är uppdelade i skikt inom en skiktad arkitektur. En fördel med en skiktad arkitektur är att specifika funktioner hanteras i specifika skikt, såsom datakomprimering eller identifiering av destinationsadresser.

Fördelar med skiktad kommunikation

Fördelarna med en skiktad kommunikationsmodell är många. Här är några fördelar med en skiktad kommunikationsmodell:

• Protokolldesign – Genom att ha tydligt definierade skikt kan protokoll utformas och optimeras specifikt för varje nivå. Detta gör det enklare att implementera och förbättra protokoll för att möta specifika krav och behov.
• Samarbeten mellan nätverksenheter – Skiktade modeller främjar samarbete mellan olika nätverksenheter genom att tydligt definiera ansvarsområden för varje skikt. Det möjliggör interoperabilitet och kommunikation mellan olika enheter, oavsett deras tillverkare eller tekniska egenskaper.
• Oberoende funktionalitet – En skiktad kommunikationsmodell möjliggör att varje skikt kan fungera oberoende av de andra. Det innebär att förändringar eller nya tekniker i ett visst skikt inte nödvändigtvis påverkar funktionaliteten i de andra skikten. Det ger flexibilitet och möjlighet att uppgradera eller förändra specifika delar av kommunikationssystemet utan att störa hela systemet.
• Gemensamt språk och beskrivning – Genom att använda en skiktad kommunikationsmodell skapas ett gemensamt språk och en standardiserad beskrivning av nätverksfunktioner och kapacitet. Det underlättar kommunikationen mellan olika intressenter, inklusive utvecklare, administratörer och användare, och bidrar till en enhetlig förståelse av kommunikationssystemet.

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

• Protokollmodeller – En protokollmodell definierar en specifik protokollstack och dess struktur. Ett exempel på en protokollmodell är TCP/IP, som används som grund för internetkommunikation. Protokollmodeller erbjuder en mer detaljerad och specifik beskrivning av kommunikationen inom en protokollstack.
• Referensmodeller – En referensmodell är en abstrakt och allmängiltig modell som fungerar som en gemensam referens för olika nätverksprotokoll och tjänster. Ett exempel på en referensmodell är OSI-modellen (Open Systems Interconnection), som definierar sju skikt för kommunikation. Referensmodeller används för att ge en övergripande förståelse och struktur för nätverkskommunikation, oberoende av specifika protokoll.

Genom att följa antingen en protokollmodell eller en referensmodell kan nätverkskommunikationen effektiviseras och standardiseras för att möta olika krav och behov.

Enligt OSI och TCP/IP-modellerna har all kommunikation 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.
• Informationen/meddelandet som reser från en enhet till en annan.
• Kommunikationsenheter i nätverket som utbyter meddelanden med varandra.

PDU inkapsling och överföring

Datorer i ett nätverk genererar data som sedan transporteras genom nätverket. Genererad data måste först behandlas innan den kan skickas ut i nätverket. Generellt kallas data för PDU (Protocol Data Unit). Dock ändras data i varje skikt, och därför behöver det formateras om och ges ett nytt namn. Denna process kallas för inkapsling.

Dataöverföringsprocessen börjar när data genereras i applikationsskiktet. Genererad data skickas till transportskiktet för segmentering (data delas i flera segment). 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 styrinformation till i paketets header. Styrinformationen inkluderar identifiering för specifika protokoll, QoS, avsändarens och destinationens IP-adresser.

Därefter skickas paketen till Network Access där de omvandlas till ramar (frames). Styrinformation läggs till varje ram, inklusive fysiska adresser för avsändaren och mottagaren. Slutligen omvandlas ramarna till lämpliga signaler (bitar till elektriska/ljussignaler/radiovågor) enligt ett specifikt överföringsprotokoll, i detta exempel Ethernet.

Vid mottagning bearbetas signalerna så att deras format ändras, denna gång från elektriska/ljussignaler till bitar, från bitar till ramar, från ramar till paket, från paket till segment, och från segment till applikationer.