OSI model

Model Open Systems Interconnection (OSI) byl vytvořen Mezinárodní organizací pro standardizaci (International Organization for Standardization; ISO) jako společný základ pro koordinaci standardů v oblasti počítačových sítí. Model rozděluje zodpovědnost propojovacích zařízení a aplikací do sedmi různých pásem (tzv. vrstev), kde každá vrstva pokrývá jinou oblast služeb a je zodpovědná za vykonávání jiné funkcionality. Vrstvový model je hierarchický - každá vrstva využívá ke své činnosti služeb nižších vrstev.

Hlavními výhodami tohoto modelu jsou:

Nezávislost jednotlivých vrstev - např. při objevení nového typu vodiče není třeba měnit způsob adresace zařízení.
Snadná nahraditelnost - např. při poškození směrovacího zařízení není třeba měnit kabeláž.
Rozdělení na úrovně abstrakce - např. při vývoji bankovní aplikace využívající připojení k internetu není třeba řešit, přes které spoje a zařízení přesně data putují.

Vrstvy modelu jsou následující:

Fyzická vrstva - řeší fyzické spojení mezi jednotlivými zařízeními, definuje způsob přenášení surových "jedniček a nul". Na této vrstvě pracují např. huby a opakovače.
Linková vrstva - řeší spojení systémů na krátkou vzdálenost v rámci jednoho tzv. síťového segmentu. Definuje mj. MAC adresu pro jednoznačnou identifikaci každého zařízení v síti. Na této vrstvě pracují např. mosty (bridge) a přepínače (switche).
Síťová vrstva - řeší propojení systémů na dlouhé vzdálenosti (mezi více síťovými segmenty) a směrování dat přenášených mezi těmito systémy. Nejznámější protokol pracující na této vrstvě je Internetový protokol (IP) zavádějící IP adresy pro rozlišení a adresaci zařízení v síti. Na této vrstvě pracují např. směrovače (routery) a některé typy přepínačů (switchů)^*.
Transportní vrstva - řeší přenos dat mezi koncovými systémy a zajišťuje kvalitu přenosu. Zavádí identifikátory jednotlivých aplikací v rámci jednoho zařízení (tzv. porty). Definuje záruky, se kterými mohou pracovat aplikace na vyšších vrstvách (např. záruka doručení každého paketu, záruka doručení paketů ve správném pořadí). Na této vrstvě pracují např. gatewaye a některé druhy firewallů.
Relační vrstva - řeší dialog (relaci) mezi dvěma koncovými zařízeními. Definuje způsoby zahájení a zakončení spojení.
Prezentační vrstva - řeší transformaci dat do formátů vhodných pro přenos. Zahrnuje protokoly pro šifrování, konverzi a kompresi dat, jako je např. ASCII.
Aplikační vrstva - řeší komunikaci mezi aplikacemi a rozhoduje o datech, která jsou přenášena. Do této vrsty řadíme protokoly jako HTTP, DNS, nebo protokoly SMTP a POP pro přenos e-mailů.

OSI model

Co znamená údaj "přepínací vrstva" uvedený ve specifikaci switche?

Switche (přepínače) jsou běžně řazeny mezi zařízení pracující na 2. vrstvě OSI modelu. Tento běžný Layer-2 switch tedy zajišťuje přenos dat na krátké vzdálenosti mezi zařízeními identifikovanými pouze na základě MAC adres. To mu umožňuje dosahovat poměrně velkých rychlostí i s omezenou pamětí a výpočetním výkonem.

Postupem času však switche začaly přebírat některé funkce ze 3. vrstvy OSI modelu, především směrování paketů na základě IP adres. Tyto switche jsou označeny jako Layer-3 switche (tedy "switche s 3. přepínací vrstvou"). Jejich hlavní předností oproti běžným Layer-2 switchům je možnost vytváření virtuálních lokálních sítí (VLAN).

V posledních letech jsou vyvíjeny i tzv. Layer-4 switche, které kromě MAC a IP adres umí zpracovávat i porty a dále s nimi pracovat. Umožňují tak např. prioritizaci paketů na základě aplikace, překlad síťových adres či automatické vyvažování zátěže (load balancing).

Zákazník se také někdy může setkat s označením switche jako Layer-2+ či Layer-3+. To znamená, že switch funguje jako bežný Layer-2 (resp. Layer-3) switch, k tomu ale navíc implementuje část funkcionality ze 3. (resp. 4.) vrstvy. Pro zjištění přesného výčtu funkcí, jež takový switch nabízí, je vždy vhodné nahlédnout do datasheetu.

Shrnutí

Pro běžné propojení zařízení v lokální síti většině zákazníků bohatě postačí Layer-2 switch. Pokud chce zákazník implementovat virtuální lokální sítě (VLAN) či je z jakéhokoli důvodu třeba, aby switch umět komunikovat se zařízeními mimo lokální síť, může být vhodnou volbou Layer-3 switch. Pro pokročilé průmyslové aplikace, kde je třeba filtrovat provoz na základě protokolu/portu, je typicky výhodné pořízení Layer-4 switche.

Pokud si nejste jisti, jaký switch je nejvhodnější volbou konkrétně pro Vaši aplikaci, neváhejte nás kontaktovat.