Vjerojatno često slušamo o slojevitoj arhitekturi komunikacijskih protokola. Ovdje pokušavamo jednostavno izložiti osnovne pojmove.

Kroz povijest komunikacijskih mreža pojavljivali su se međusobno nekompatibilni mrežni modeli budući da su ih razvijale različite organizacije. Međunarodna organizacija za standarde (International Organization for Standardization, ISO), analizirajući nekoliko postojećih modela, stvorila je model koji bi proizvođačima mrežne opreme pomogao izrađivati sklopove koji bi mreže činili međusobno kompatibilnima. ISO je 1984. godine izdao Open System Interconnection (OSI) referentni model koji je postao primarni model u mrežnim komunikacijama, a ujedno nam pomaže shvatiti kako informacija prolazi kroz mrežu.

OSI model sastoji se od 7 slojeva. Ova je slojevitost omogućila da se mreža razbije na manje, lakše upravljive djelove. Omogućila je različitom mrežnom hardveru i softveru da međusobno funkcioniraju, te da promjene na jednom sloju ne utječu na druge slojeve.

Da bi se mrežna komunikacija mogla nesmetano odvijati s jednog kraja mreže na drugi, svaki sloj OSI modela na izvorišnoj strani mora komunicirati s odgovarajućim slojem na odredišnoj strani. Sedam slojeva ovog modela, počevši od najvišeg koji je ujedno najbliži korisniku, su: 7. aplikacijski (application), 6. predodžbeni (presentation), 5. sloj razgovora (session), 4. prijenosni (transport), 3. mrežni (network), 2. podatkovni (data link) i 1. fizički (physical).

Aplikacijski sloj pruža mrežne usluge aplikacijama, npr. elektronička pošta, prijenos podataka.

Predodžbeni sloj mora osigurati da podaci budu čitljivi na odredišnoj strani, te određuje format i strukturu podataka.

Sloj razgovora uspostavlja, te održava i raskida uspostavljenu vezu između aplikacija.

Transportni sloj je zadužen za uspostavu veze s kraja na kraj mreže. Uspostavlja, održava i raskida virtualni kanal, upravlja kontrolom toka informacija, te osigurava pouzdan prijenos.

Mrežni sloj osigurava jedinstveno i konzistentno adresiranje, te omogućava usmjeravanje paketa i odabir puta kroz mrežu.

Podatkovni sloj direktno kontrolira pristup mediju.

Fizički sloj obavlja sam binarni prijenos, te definira medij, konektore, naponske razine i brzine prijenosa.

Pripremanje podataka za prijenos počinje na izvorišnoj strani s najvišim slojem koji podatke prosljeđuje sloju ispod sebe. Svaki niži sloj na podatke primljene od višeg sloja dodaje svoje zaglavlje. Zaglavlje sadrži informacije potrebne odgovarajućem sloju na odredišnoj strani za ispravno interpretiranje primljenih podataka.

Na odredišnoj strani proces se odvija u suprotnom smjeru, od najnižeg prema višim slojevima. Svaki sloj “skida” odgovarajuće zaglavlje interpretirajući informacije u njemu kako bi na kraju aplikacijski sloj primio originalno poslanu informaciju.

Department of Defence (DoD) Sjedinjenih američkih država kreirao je TCP/IP referentni model. Željeli su izvesti mrežu koja može preživjeti sve uvjete, uključujući i nuklearni rat. Takva bi mreža trebala moći koristiti sve raspoložive prijenosne medije uključujući bakrene vodove, mikrovalove, optičke kabele ili satelitske veze. Iz ove mreže razvio se današnji internet.

TCP/IP model sastoji se od 4 sloja. Iako neki slojevi imaju iste nazive kao i slojevi OSI arhitekture, slojevi nemaju nužno i istu funkciju, dok su neki istoga imena i približno istih funkcija. Slojevi ove arhitekture su: 4. aplikacijski (application), 3. prijenosni (transport), 2. Internet (internet) i 1. sloj pristupa mreži (network access layer).

Aplikacijski sloj, iako istog naziva kao najviši sloj OSI modela, u sebi integrira funkcije gornja tri sloja OSI modela (aplikacijskog, predodžbenog i sloja razgovora). Kontrolira prikaz i kodiranje informacija, te upravlja tokom razgovora.

Prijenosni sloj osigurava uspostavu logičke veze između dva računala u mreži, osigurava kontrolu toka s kraja na kraj, te pouzdanost prijenosa.

Internet sloj je zadužen za usmjeravanje paketa kroz mrežu, te odabir najboljeg puta, a da bi to mogao izvesti definira i jedinstvenu shemu adresiranja.

Sloj pristupa mreži omogućava paketu povezivanje s fizičkim medijem. Modemi i mrežne kartice rade na ovome sloju. Ovaj sloj integrira podatkovni i fizički sloj OSI modela.

Svaki od ovih slojeva definira svoje protokole. Protokoli aplikacijskog sloja su HTTP, FTP, DNS, SMTP, SNMP, telnet itd.

Neke aplikacije zahtijevaju u prvom redu pouzdan prijenos podataka. To znači da svi bitovi moraju stići do odredišta, ne nužno točnim redosljedom, ali da na kraju moraju biti ispravno posloženi. Primjer takve primjene je prijenos datoteka. Ako se prenosi neka izvršna ili komprimirana datoteka, niti jedan bit ne smije nedostajati ili biti pogrešan, jer bi to uzrokovano nemogućnost izvršavanja koda, odnosno dekomprimiranja datoteke. Za pouzdan prijenos na prijenosnom sloju koristi se TCP protokol.

Druge aplikacije u prvom redu zahtjevaju brz prijenos, a pouzdanost im je na drugom mjestu. Primjer je prijenos govora. Govor je izuzetno osjetljiv na različita kašnjenja pojedinih djelova. Kontinuirani prijenos govora je vrlo bitan. Ako je djelić govora izgubljen u prijenosu, a naredni dođe, osjetit će se pad kvalitete primljenog signala, ali više nema nikakve potrebe za ponovnim slanjem izgubljenoga dijela. UDP je protokol prijenosnog sloja koji prijenos obavlja s minimumom dodavanja dodatnih informacija, inače potrebnih za slaganje paketa redom i ponovno slanje izgubljenih paketa.

Glavni protokol razine interneta je protokol IP. Unutar njegova zaglavlja definiraju se jedinstvene IP adrese (logičke adrese) izvorišta i odredišta podataka. IP protokol pruža prijenos bez uspostave fizičkog kanala, te isporukom "što se bolje može". Ostali protokoli ovoga sloja su ICMP, ARP, RARP (iako se zadnja dva dijelom nalaze i u sloju pristupa mreži).

Na sloju pristupa mreži susrećemo Ethernet, Fast Ethernet, FDDI, SLIP, PPP, ATM, Frame Relay, ISDN i sične protokole, ovisno o fizičkom mediju kojime se obavlja prijenos. Ovaj sloj obavlja povezivanje parova IP adrese i fizičke adrese mrežnog sklopa.

Postupak fomiranja paketa odvija se po slojevima. Na aplikacijskom sloju jedinica informacije naziva se podatak (data). Podatak na prijenosnom sloju dobiva zaglavlje jednog od prijenosnih protokola čime postaje segment. IP protokol na segment dodaje svoje zaglavlje formirajući paket, te ga prosljeđuje sloju pristupa mreži. Na našim lokalnim mrežama najčešće koristimo Ethernet/FastEthernet protokol koji dodavanjem svog zaglavlja stvara okvir (frame). Okvir se na fizički medij šalje bit po bit.

Ovim smo ukratko opisali logički tijek informacije kroz slojeve modela protokola. Da bismo bolje razumjeli kako paket koji sadrži naše podatke prolazi kroz mrežu, bilo bi potrebno detaljnije analizirati zaglavlja i funkcije pojedinih protokola uključenih u prijenos.