🧅 Model OSI a TCP/IP

Jako balík poštou

O čem to je

Když posíláš balík, nemusíš vědět, jak jezdí poštovní auto. Zabalíš věc, napíšeš adresu a zbytek zařídí pošta. Každý v řetězu dělá jen svou část: balič, třídírna, řidič.

Síť funguje stejně. Přenos dat je rozdělený do vrstev a každá řeší jen jeden úkol. Díky tomu můžeš vyměnit kabel za Wi-Fi a prohlížeč to vůbec nepozná. Vrstvy jsou také společný jazyk techniků: „chyba je na 1. vrstvě“ znamená „zkontroluj kabel“.

Nové pojmy

ProtokolDohodnutá pravidla, jak si dvě zařízení vyměňují data: co pošlou, v jakém pořadí a formátu.HTTP je protokol, podle kterého si prohlížeč říká serveru o webovou stránku.

VrstvaČást přenosu, která řeší jeden úkol a využívá služby vrstvy pod sebou.Vrstva, která hledá cestu přes síť, se nestará o to, jestli vede kabel, nebo rádio.

Referenční modelPopis rozdělení přenosu do vrstev. Slouží k učení, návrhu a hledání chyb.Model OSI má 7 vrstev, model TCP/IP 4.

MAC adresa, IP adresa a portMAC adresa je pevná adresa síťové karty, platí v místní síti. IP adresa je logická adresa zařízení, podle ní se hledá cesta mezi sítěmi. Port je číslo, které v počítači určuje konkrétní program nebo službu.MAC 3C:52:82:1A:2B:3C, IP 192.168.1.15, port 443 pro HTTPS.

Sedm vrstev OSI na příkladu balíku

Č.	Vrstva OSI	Co dělá	Jako u pošty
7	aplikační	služby pro programy (web, e-mail)	co chceš poslat
6	prezentační	formát dat, kódování, šifrování, komprese	přeložení dopisu, zapečetění
5	relační	zahájení, udržení a ukončení relace (spojení programů)	domluva, že spolu dopisujete
4	transportní	rozdělení na kusy, spolehlivost, porty	očíslování krabic, potvrzení doručení
3	síťová	logické adresy (IP), hledání cesty mezi sítěmi	adresa a třídírny po cestě
2	linková (spojová)	přenos v rámci jedné sítě, fyzické adresy (MAC)	předání od jedné pobočky k další
1	fyzická	bity jako elektrické, světelné nebo rádiové signály	auto, silnice

Pořadí si zapamatuješ pomůckou zdola: Fyzická, Linková, Síťová, Transportní, Relační, Prezentační, Aplikační.

Zabalení a rozbalení

Zapouzdření (enkapsulace)Každá vrstva při odesílání přidá k datům svou hlavičku (štítek s údaji pro svou vrstvu) a pošle je o vrstvu níž. Příjemce hlavičky postupně sundává zdola nahoru.Transportní vrstva přidá číslo portu, síťová IP adresy, linková MAC adresy.

PDUJednotka dat na dané vrstvě (Protocol Data Unit). Každá vrstva má pro ni jiný název.Na 3. vrstvě se jednotka jmenuje paket.

Vrstva	Název PDU
aplikační (5–7)	data
transportní (4)	segment (TCP), datagram (UDP)
síťová (3)	paket
linková (2)	rámec
fyzická (1)	bity

📄 ➡️ 📦 ➡️ ✉️ ➡️ 🚚Data → segment → paket → rámec → bity

Model TCP/IP

OSI je hlavně učebnicový model. Internet ve skutečnosti běží podle modelu TCP/IP, který má jen 4 vrstvy. Některé vrstvy OSI v něm jsou sloučené.

TCP/IP	odpovídá v OSI	příklady protokolů
aplikační	5, 6, 7	HTTP, DNS, SMTP, SSH
transportní	4	TCP, UDP
internetová (síťová)	3	IP, ICMP
síťového rozhraní (přístup k síti)	1, 2	Ethernet, Wi-Fi

Otevřeš v prohlížeči web. Popiš, co se děje s daty při odeslání požadavku.

1) Prohlížeč vytvoří požadavek HTTP (aplikační vrstva). 2) TCP ho zabalí do segmentu a přidá porty (transportní). 3) IP přidá IP adresu odesílatele a cíle → paket (síťová). 4) Ethernet přidá MAC adresy → rámec (linková). 5) Síťová karta pošle bity kabelem (fyzická). U serveru se to rozbalí opačně.

Počítač nevidí síť, na síťové kartě nesvítí kontrolka. Na které vrstvě začneš hledat?

Nesvítí kontrolka spojení → není signál → 1. fyzická vrstva. Zkontroluj kabel, zásuvku a port přepínače. Hledání chyb se obvykle dělá zdola nahoru.

✗Model OSI je protokol, který posílá data po internetu.

✓OSI je referenční model, tedy popis. Data posílají konkrétní protokoly (Ethernet, IP, TCP, HTTP).

Model je jako mapa: pomůže pochopit, kde co je, ale sám nikam nejede.

OSI má 7 vrstev (fyzická, linková, síťová, transportní, relační, prezentační, aplikační), TCP/IP má 4. Při odesílání každá vrstva přidá hlavičku (zapouzdření), příjemce je sundává.

Vrstvu po vrstvě

O čem to je

Technik na podpoře se ptá: „Svítí kontrolka? Máte IP adresu? Funguje jiná stránka?“ Neptá se náhodně. Postupuje po vrstvách síťového modelu, od kabelu po aplikaci.

Projdeme každou vrstvu zvlášť: co dělá, jaká zařízení a protokoly k ní patří a jak se jmenuje balíček dat.

Nové pojmy

ProtokolPravidla komunikace mezi zařízeními.IP, TCP, HTTP

HlavičkaŘídicí údaje, které vrstva přidá před data, např. adresu odesílatele a příjemce.IP hlavička obsahuje IP adresu cíle.

ZapouzdřeníPostupné přidávání hlaviček shora dolů při odesílání. Opak (sundávání hlaviček u příjemce) je dekapsulace.

Rozbočovač (hub)Zastaralé zařízení, které příchozí signál jen zopakuje do všech portů. Adresám nerozumí.

Router (směrovač)Zařízení, které propojuje různé sítě a hledá cestu podle IP adres.Domácí router propojuje tvoji LAN s internetem.

Vrstvy zdola nahoru

1 Fyzická – bity jako signál v kabelu, světle nebo rádiu. Konektory, napětí. Zařízení: kabel, hub, opakovač.

2 Linková – přenos rámců mezi sousedy v jedné síti, MAC adresy, kontrola chyb. Zařízení: přepínač, síťová karta.

3 Síťová – IP adresy, směrování mezi sítěmi. Zařízení: router.

4 Transportní – spojení mezi programy, porty, spolehlivost. Protokoly TCP a UDP.

5 Relační – řídí relaci (sezení): navázání, udržování, ukončení.

6 Prezentační – převod formátu, kódování znaků, šifrování, komprese.

7 Aplikační – protokoly, které používají programy: HTTP, DNS, SMTP, FTP.

Vyzkoušej si: roztřiď zařízení a protokoly podle vrstvy, na které pracují.

Jména balíčků dat

TCP/IP: model, podle kterého běží internet

Aplikační (OSI 5–7): HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, SSH.
Transportní (OSI 4): TCP, UDP.
Internetová (OSI 3): IP, ICMP (ping).
Síťového rozhraní (OSI 1–2): Ethernet, Wi-Fi.

Ping na IP adresu 8.8.8.8 funguje, ale stránka google.com se nenačte. Které vrstvy fungují a kde hledat chybu?

Ping na IP prošel → fungují vrstvy 1–3 (kabel, místní síť, směrování). Nefunguje přeložení jména na adresu nebo samotná služba → hledej výš: nejčastěji DNS (aplikační vrstva), případně nastavení prohlížeče.

Kolik hlaviček přidá odesílatel k HTTP požadavku, když jde přes Ethernet?

TCP hlavička (4. vrstva), IP hlavička (3. vrstva) a ethernetová hlavička s patičkou (2. vrstva) = 3 hlavičky. Fyzická vrstva už jen převede rámec na signál.

✗Přepínač pracuje na 3. vrstvě, protože posílá data správnému počítači.

✓Běžný přepínač pracuje na 2. vrstvě: rozhoduje podle MAC adres. Na 3. vrstvě podle IP adres pracuje router (a L3 přepínač).

Vrstvu zařízení určuje, jakou adresu čte, ne to, že „posílá správně“.

Fyzická = bity, linková = rámce a MAC, síťová = pakety a IP, transportní = segmenty a porty, horní vrstvy = služby pro programy. TCP/IP slučuje OSI do 4 vrstev. Chyby hledej zdola nahoru.

🗺️Druhy a topologie sítí🔌Přenosová média a kabeláž