Która warstwa modelu ISO/OSI jest związana z protokołem IP?
Protokół IP działa w warstwie sieciowej – 3. warstwie modelu ISO/OSI. Wyjaśniamy prosto wszystkie 7 warstw, z tabelą i porównaniem z modelem TCP/IP.
Poradnik jest bezpłatny – stronę utrzymują reklamy.
W tym artykule
Protokół IP (Internet Protocol) jest związany z warstwą sieciową – to trzecia warstwa modelu ISO/OSI (ang. network layer). Odpowiada ona za adresowanie urządzeń i wybór trasy, którą pakiety danych pokonują od nadawcy do odbiorcy, często przez wiele sieci i routerów po drodze. Dotyczy to zarówno IPv4 (adresy w rodzaju 192.168.1.10), jak i IPv6.
W modelu TCP/IP, który opisuje, jak naprawdę działa internet, IP należy do warstwy internetowej (zwanej też warstwą sieci). Poniżej wyjaśniamy po kolei, czym jest model OSI, co robi każda z siedmiu warstw i jak to się ma do modelu TCP/IP.
Czym jest model ISO/OSI
Model OSI (Open Systems Interconnection) to opracowany przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną ISO wzorzec opisujący komunikację w sieciach komputerowych (norma ISO/IEC 7498-1). Dzieli on przesyłanie danych na siedem warstw. Każda warstwa ma swoje zadanie i korzysta z usług warstwy znajdującej się pod nią.
Najprościej wyobrazić to sobie jak wysyłkę listu:
- piszesz treść listu (aplikacja),
- wkładasz go do koperty i adresujesz (adres IP – warstwa sieciowa),
- poczta wybiera trasę przez sortownie (routery),
- samochód lub pociąg fizycznie przewozi przesyłkę (kabel, Wi-Fi, światłowód).
Model OSI jest przede wszystkim narzędziem do nauki i opisu – pomaga zrozumieć, gdzie leży problem i które urządzenie czy protokół za co odpowiada. W praktyce internet działa według prostszego modelu TCP/IP.
Siedem warstw modelu OSI w tabeli
| Nr | Warstwa (ang.) | Za co odpowiada | Przykłady |
|---|---|---|---|
| 7 | Aplikacji (application) | Usługi, z których korzysta program: strony WWW, poczta, nazwy domen | HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, IMAP, FTP |
| 6 | Prezentacji (presentation) | Format danych, kodowanie znaków, kompresja, szyfrowanie | kodowanie UTF-8, formaty JPEG, szyfrowanie TLS (częściowo) |
| 5 | Sesji (session) | Nawiązywanie, utrzymywanie i kończenie sesji komunikacji | zarządzanie sesją w aplikacjach, RPC |
| 4 | Transportowa (transport) | Podział danych na segmenty, niezawodność, numery portów | TCP, UDP |
| 3 | Sieciowa (network) | Adresowanie logiczne i wybór trasy (routing) między sieciami | IP (IPv4, IPv6), ICMP (np. polecenie ping), IPsec; router |
| 2 | Łącza danych (data link) | Przesyłanie ramek w obrębie jednej sieci lokalnej, adresy MAC | Ethernet, Wi-Fi (IEEE 802.11), switch |
| 1 | Fizyczna (physical) | Przesyłanie bitów: sygnały elektryczne, światło, fale radiowe | kabel, światłowód, złącze RJ-45, fale radiowe Wi-Fi |
Warstwy numeruje się od dołu. Gdy wysyłasz dane, „schodzą” one od warstwy 7 do 1 – każda dodaje własne informacje (tzw. nagłówek). U odbiorcy dane „wspinają się” od warstwy 1 do 7, a każda warstwa zdejmuje swój nagłówek. To zjawisko nazywa się enkapsulacją.
Nazwy porcji danych też zależą od warstwy: w warstwie 4 mówimy o segmentach (TCP) lub datagramach (UDP), w warstwie 3 o pakietach, w warstwie 2 o ramkach, a w warstwie 1 o bitach.
Co dokładnie robi protokół IP w warstwie sieciowej
Warstwa sieciowa rozwiązuje jeden problem: jak dostarczyć dane do urządzenia, które jest w zupełnie innej sieci. Protokół IP:
- nadaje adresy – każde urządzenie w sieci ma adres IP (np.
192.168.1.10w sieci domowej albo adres publiczny nadany przez dostawcę internetu), - pakuje dane w pakiety – do każdego pakietu dopisuje adres nadawcy i odbiorcy,
- umożliwia routing – routery czytają adres odbiorcy i przekazują pakiet dalej, „skok po skoku”, aż trafi do celu.
IP nie gwarantuje, że pakiet dotrze, ani że pakiety przyjdą w dobrej kolejności. Tym zajmuje się warstwa wyżej – protokół TCP w warstwie transportowej. Dlatego często mówi się o „TCP/IP”: IP dostarcza pakiety pod adres, a TCP dba, by nic nie zginęło po drodze.
Jeśli chcesz zobaczyć, jak wygląda adres IP w praktyce i co można z niego wyczytać, zajrzyj do tekstu jak sprawdzić czyjś adres IP.
Model OSI a model TCP/IP
Model TCP/IP ma tylko cztery warstwy (w niektórych podręcznikach pięć – wtedy warstwa dostępu do sieci jest rozbita na fizyczną i łącza danych). Tak warstwy obu modeli odpowiadają sobie:
| Model TCP/IP | Odpowiednik w OSI | Przykłady protokołów |
|---|---|---|
| Aplikacji | 7 – aplikacji, 6 – prezentacji, 5 – sesji | HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, FTP, SSH |
| Transportowa | 4 – transportowa | TCP, UDP |
| Internetowa | 3 – sieciowa | IP, ICMP |
| Dostępu do sieci | 2 – łącza danych, 1 – fizyczna | Ethernet, Wi-Fi, ARP (na styku warstw 2 i 3) |
Odpowiedź na pytanie z tytułu jest więc taka sama w obu modelach: IP to protokół warstwy sieciowej (OSI, warstwa 3), czyli warstwy internetowej (TCP/IP).
Najczęstsze pomyłki
- „IP i TCP to ta sama warstwa” – nie. IP to warstwa 3, TCP to warstwa 4.
- „HTTPS działa w warstwie sieciowej” – nie. HTTP i HTTPS to warstwa aplikacji (7). Szyfrowanie TLS bywa opisywane jako warstwa prezentacji lub sesji, bo nie pasuje idealnie do żadnej.
- „Adres MAC i adres IP to to samo” – nie. MAC (warstwa 2) działa tylko w obrębie lokalnej sieci, IP (warstwa 3) pozwala dotrzeć do urządzeń w innych sieciach.
- „Zapora sieciowa działa tylko w jednej warstwie” – zależy od rodzaju. Prosta zapora filtrująca pakiety patrzy na adresy IP i porty (warstwy 3–4), a bardziej zaawansowane rozumieją też ruch aplikacji (warstwa 7). Więcej w tekście co to jest firewall.
- „VPN to warstwa 7” – to zależy od technologii. IPsec działa w warstwie sieciowej, a inne rozwiązania tworzą tunel na wyższych warstwach. O tym, czym VPN różni się od proxy, piszemy w artykule VPN czy proxy.
Jak zapamiętać kolejność warstw
Popularny angielski skrót (od warstwy 1 do 7) to: Please Do Not Throw Sausage Pizza Away – Physical, Data link, Network, Transport, Session, Presentation, Application. Możesz też ułożyć własne zdanie z pierwszych liter polskich nazw: Fizyczna, Łącza danych, Sieciowa, Transportowa, Sesji, Prezentacji, Aplikacji.
Wystarczy zapamiętać trzy „kotwice”: 2 – MAC i switch, 3 – IP i router, 4 – TCP/UDP i porty. Większość pytań egzaminacyjnych i praktycznych problemów z siecią kręci się właśnie wokół tych warstw.
Do czego to się przydaje w praktyce
Model warstwowy pomaga szukać przyczyny problemów z internetem „od dołu”:
- Warstwa 1–2: czy kabel jest podłączony, czy Wi-Fi jest połączone, czy dioda na routerze świeci?
- Warstwa 3: czy komputer ma adres IP i czy odpowiada router (np. polecenie
ping 192.168.1.1)? - Warstwa 7: czy działa konkretna strona lub aplikacja, a może problem jest tylko z DNS (nazwy stron nie zamieniają się na adresy IP)?
Tak samo pracują technicy dostawców internetu – zaczynają od sprawdzenia fizycznego połączenia i przechodzą coraz wyżej. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, co dzieje się w najwyższej warstwie, przeczytaj, jak działa przeglądarka internetowa.
Najczęściej zadawane pytania
W której warstwie modelu OSI działa protokół IP?
W warstwie sieciowej, czyli trzeciej warstwie modelu ISO/OSI (ang. network layer). W modelu TCP/IP odpowiada jej warstwa internetowa.
W której warstwie działa TCP, a w której HTTP?
TCP i UDP działają w warstwie transportowej (4). HTTP, HTTPS, DNS, SMTP czy FTP to protokoły warstwy aplikacji (7).
Czym różni się adres IP od adresu MAC?
Adres MAC należy do warstwy łącza danych (2) i identyfikuje kartę sieciową w obrębie lokalnej sieci. Adres IP należy do warstwy sieciowej (3) i pozwala dostarczyć dane między różnymi sieciami, także przez internet.
W której warstwie działa router, a w której switch?
Router to typowe urządzenie warstwy 3 (sieciowej) – kieruje pakiety na podstawie adresów IP. Zwykły switch działa w warstwie 2 (łącza danych) i przełącza ramki na podstawie adresów MAC. Istnieją też switche warstwy 3, które potrafią trasować ruch IP.
