Protocols, Layers and the OSI Ideaپرۆتۆکۆڵەکان، چینەکان و بیرۆکەی OSI

Two people can only talk if they agree on how: which language, who speaks first, how to say “I did not understand”. Devices are the same. A protocol is an agreement between two sides so that they can communicate. In a network it is a set of rules for exchanging information between devices: the format of each message, its order and timing, and what to do when something goes wrong.

دوو کەس تەنیا کاتێک دەتوانن قسە بکەن کە لەسەر چۆنییەتییەکەی ڕێک کەوتبن: بە کام زمان، کێ یەکەم قسە دەکات، چۆن بڵێن «تێنەگەیشتم». ئامێرەکانیش وان. پرۆتۆکۆڵ ڕێککەوتنێکە لە نێوان دوو لادا تاکو بتوانن پەیوەندی بکەن. لە ڕایەڵەدا کۆمەڵێک یاسایە بۆ ئاڵوگۆڕکردنی زانیاری لە نێوان ئامێرەکاندا: شێوەی هەر نامەیەک، ڕیز و کاتەکەی و ئەوەی کە دەبێت بکرێت کاتێک شتێک هەڵە دەڕوات.

The word comes from diplomacy, where a protocol is the formal procedure of official meetings: who greets whom, who speaks first, how an agreement is signed. It keeps meetings calm and orderly. Network protocols do the same for data, even in a huge, busy network. A classroom example: the protocol between a teacher and a student is the language they share; without it, they would not understand each other.

وشەکە لە دیپلۆماسییەوە هاتووە، کە لەوێ پرۆتۆکۆڵ ڕێوشوێنی فەرمیی کۆبوونەوە فەرمییەکانە: کێ سڵاو لە کێ دەکات، کێ یەکەم قسە دەکات، ڕێککەوتن چۆن واژۆ دەکرێت. کۆبوونەوەکان ئارام و ڕێکوپێک دەهێڵێتەوە. پرۆتۆکۆڵەکانی ڕایەڵە هەمان کار بۆ دراوە دەکەن، تەنانەت لە ڕایەڵەیەکی زۆر گەورە و قەرەباڵغدا. نموونەیەکی پۆل: پرۆتۆکۆڵی نێوان مامۆستا و قوتابی ئەو زمانەیە کە هەردووکیان دەیزانن؛ بەبێ ئەو لە یەکتر تێناگەن.

You met protocols as the fifth component of data communication in The five components. The jobs that protocols must do — format, addressing, flow control, access control and error control — are listed in Why protocols?.

پرۆتۆکۆڵەکانت وەک پێکهاتەی پێنجەمی پەیوەندیی دراوە (Data communication) لە پێنج پێکهاتەکەدا ناسی. ئەو کارانەی پرۆتۆکۆڵەکان دەبێت بیکەن — شێوە، ناونیشانکردن، کۆنترۆڵی ڕەوت (Flow control)، کۆنترۆڵی نۆرەی ناردن (Medium access control) و کۆنترۆڵی هەڵە (Error control) — ڕیز کراون لە بۆچی پرۆتۆکۆڵ؟.

Sending a photo from Sulaymaniyah to Duhok is not one simple job. Something must turn it into bits, put the bits on cables and radio, find a path through many networks, check that nothing is lost and show the photo at the other end. When communication is this complex, we divide the task into layers: each layer does one part of the job, with one protocol for each layer.

ناردنی وێنەیەک لە سلێمانییەوە بۆ دهۆک کارێکی سادەی یەک هەنگاو نییە. شتێک دەبێت بیکاتە بیت (Bit)، بیتەکان بخاتە سەر کێبڵ و ڕادیۆ، ڕێگایەک بە ناو چەندین ڕایەڵەدا بدۆزێتەوە، دڵنیا ببێتەوە کە هیچ شتێک ون نەبووە و لە سەرەکەی ترەوە وێنەکە پیشان بدات. کاتێک پەیوەندی ئەوەندە ئاڵۆزە، کارەکە دابەش دەکەین بۆ چەند چینێک: هەر چینێک بەشێک لە کارەکە دەکات، بە یەک پرۆتۆکۆڵ بۆ هەر چینێک.

Each layer uses the services of the layer below it and serves the layer above it. The two examples on the next screens show the idea with people instead of computers.

هەر چینێک خزمەتگوزارییەکانی چینی خوارەوەی خۆی بەکار دەهێنێت و خزمەت بە چینی سەرەوەی خۆی دەکات. دوو نموونەکەی پەردەکانی داهاتوو بیرۆکەکە بە مرۆڤ پیشان دەدەن، لە جیاتی کۆمپیوتەر (Computer).

Dilan speaks only Kurdish and Hana only English, but both learned sign language as children. They meet in a tea house and talk with signs, and now and then they look at a two-language dictionary. They are face to face, so one layer of communication is enough. Its protocol is sign language: both know the same signs.

دیلان تەنیا کوردی دەزانێت و هانا تەنیا ئینگلیزی، بەڵام هەردووکیان لە منداڵیدا زمانی ئاماژەیان فێر بووە. لە چایخانەیەکدا یەکتر دەبینن و بە ئاماژە قسە دەکەن، جار جاریش سەیری فەرهەنگێکی دوو زمانە دەکەن. ڕووبەڕوون، بۆیە یەک چین پەیوەندی بەسە. پرۆتۆکۆڵەکەی زمانی ئاماژەیە: هەردووکیان هەمان ئاماژەکان دەزانن.

Now Hana moves to Duhok and Dilan stays in Sulaymaniyah. They write letters, and nobody else should read them. Each friend keeps a small machine that turns a letter into a secret code and back. Now three layers work together:

ئێستا هانا دەچێتە دهۆک و دیلان لە سلێمانی دەمێنێتەوە. نامە بۆ یەکتر دەنووسن و نابێت کەسی تر بیانخوێنێتەوە. هەریەکەیان ئامێرێکی بچووکی هەیە کە نامە دەکاتە کۆدێکی نهێنی و دەیگەڕێنێتەوە. ئێستا سێ چین پێکەوە کار دەکەن:

Notice two things. Each layer has its own protocol with its partner on the other side: the friends' language, the machines' code, the post office's addresses. And only layer 1 really travels; the upper layers talk to each other through the layers below them.

دوو شت ببینە. هەر چینێک پرۆتۆکۆڵی خۆی لەگەڵ هاوبەشەکەی لە لاکەی تر هەیە: زمانی هاوڕێکان، کۆدی ئامێرەکان، ناونیشانەکانی پۆستەخانە. هەروەها تەنیا چینی 1 بە ڕاستی گەشت دەکات؛ چینەکانی سەرەوە لە ڕێگەی چینەکانی خوارەوەیانەوە قسە لەگەڵ یەکتر دەکەن.

A reference model is a framework — a guide — that divides the complex job of networking into simpler parts. It says what must be done at each layer, not exactly how. Engineers use it as a guide when they build networks and when they troubleshoot them. The real layers and protocols that a network uses are called its network architecture: they define the message formats, protocols and standards needed for interoperability.

مۆدێلی پێوەر چوارچێوەیەکە — ڕێبەرێکە — کە کاری ئاڵۆزی ڕایەڵە دابەش دەکات بۆ چەند بەشێکی سادەتر. دەڵێت لە هەر چینێکدا چی دەبێت بکرێت، نەک بە وردی چۆن. ئەندازیاران لە کاتی دروستکردنی ڕایەڵەکان و لە کاتی چارەسەرکردنی کێشە (Troubleshooting) وەک ڕێبەر بەکاری دەهێنن. ئەو چین و پرۆتۆکۆڵە ڕاستەقینانەی ڕایەڵەیەک بەکاریان دەهێنێت پێیان دەگوترێت تەلارسازیی ڕایەڵە: شێوەی نامەکان، پرۆتۆکۆڵەکان و ئەو ستانداردانەی بۆ توانای پێکەوەکارکردن (Interoperability) پێویستن دیاری دەکەن.

Two models matter in this course: the OSI model, this chapter, and the TCP/IP model, which the Internet really runs on — see The TCP/IP Model.

دوو مۆدێل لەم کۆرسەدا گرنگن: مۆدێلی OSI (ئەم بەشە) و مۆدێلی TCP/IP، کە ئینتەرنێت (Internet) بە ڕاستی لەسەری کار دەکات — بڕوانە مۆدێلی TCP/IP.

Why do engineers bother with a layered model? Because it brings real benefits:

بۆچی ئەندازیاران خۆیان بە مۆدێلێکی چیندارەوە ماندوو دەکەن؟ چونکە سوودی ڕاستەقینەی هەیە:

The OSI model — Open Systems Interconnection — was published in 1984 by the International Organization for Standardization (ISO) as the standard ISO 7498; today it is ISO/IEC 7498-1. The ITU-T publishes the same model as Recommendation X.200. It is a clear map and set of directions for how data moves between two devices in interconnected networks, in seven layers — seven steps that every message goes through.

مۆدێلی OSI — Open Systems Interconnection، واتە بەیەکەوەبەستنی سیستەمە کراوەکان — لە ساڵی ⁦1984⁩ لەلایەن ISOـەوە (ڕێکخراوی نێودەوڵەتیی ستانداردکردن) وەک ستانداردی ⁦ISO 7498⁩ بڵاو کرایەوە؛ ئەمڕۆ ⁦ISO/IEC 7498-1⁩ـە. ⁦ITU-T⁩ هەمان مۆدێل وەک ڕاسپاردەی ⁦X.200⁩ بڵاو دەکاتەوە. نەخشە و ڕێبەرێکی ڕوونە بۆ ئەوەی دراوە چۆن لە نێوان دوو ئامێردا لە ڕایەڵەیەکی بەیەکەوەبەستراودا دەگوازرێتەوە، لە حەوت چیندا — حەوت هەنگاو کە هەموو نامەیەک پێیاندا تێدەپەڕێت.

Open means that connection is open to — allowed between — systems of any maker. An open system is a set of protocols that lets any two different systems communicate, whatever is inside them: like an Arab and a Kurd who agree on one shared language so that they understand each other. Do not mix up the two names: ISO is the organisation, OSI is the model. The short name ISO is the same in every language; ISO brings together the national standards bodies of more than 170 countries.

کراوە واتە پەیوەندی کراوەیە — ڕێگەپێدراوە — لە نێوان سیستەمەکانی هەر دروستکەرێکدا. سیستەمی کراوە کۆمەڵێک پرۆتۆکۆڵە کە ڕێگە دەدات هەر دوو سیستەمێکی جیاواز پەیوەندی بکەن، هەرچییەک لە ناویاندا بێت: وەک عەرەبێک و کوردێک کە لەسەر زمانێکی هاوبەش ڕێک دەکەون تا لە یەکتر تێبگەن. دوو ناوەکە تێکەڵ مەکە: ISO ڕێکخراوەکەیە، OSI مۆدێلەکەیە. ناوی کورتی ISO لە هەموو زمانێکدا وەک یەکە؛ ISO دامەزراوەکانی ستانداردی (Standards organization) نیشتمانیی زیاتر لە ⁦170⁩ وڵات کۆ دەکاتەوە.

The seven layers are separate but related, and they are numbered from the bottom. Read from the top they are: 7 Application, 6 Presentation, 5 Session, 4 Transport, 3 Network, 2 Data link, 1 Physical. Each layer is responsible for one part of moving the data, and each has its own name for the unit of data it handles — its PDU (protocol data unit). Whole books are written about each layer; this chapter gives the aims and the jobs of each, one by one.

حەوت چینەکە جیان بەڵام پەیوەندییان بە یەکەوە هەیە و لە خوارەوە ژمارە دەکرێن. لە سەرەوە بیانخوێنیتەوە: 7 چینی ئەپ، 6 چینی پێشکەشکردن (Presentation layer)، 5 چینی سێشن (Session layer)، 4 چینی گواستنەوە (Transport layer)، 3 چینی ڕایەڵە (Network layer)، 2 چینی بەستەری دراوە (Data link layer)، 1 چینی فیزیکی. هەر چینێک بەرپرسە لە بەشێک لە گواستنەوەی دراوەکە، هەریەکەش ناوی خۆی هەیە بۆ ئەو یەکەیەی دراوە کە کاری لەسەر دەکات — واتە یەکەی دراوەی پرۆتۆکۆڵ (Protocol data unit). لەسەر هەر چینێک کتێبی تەواو نووسراوە؛ ئەم بەشە ئامانج و کارەکانی هەر چینێک یەک بە یەک دەخاتە ڕوو.

Students remember the order with a sentence whose words start with the same letters as the layers. From layer 7 down: All People Seem To Need Data Processing. From layer 1 up: Please Do Not Throw Sausage Pizza Away, Please Do Not Touch Steve's Pet Alligator, or Please Do Not Tell Secret Passwords (to) Anyone. None of them is official: use the one you remember best, or make your own.

قوتابیان ڕیزەکە بە ڕستەیەک لە بیر دەگرن کە وشەکانی بە هەمان پیتی ناوە ئینگلیزییەکانی چینەکان دەست پێ دەکەن. لە چینی 7ـەوە بەرەو خوارەوە: All People Seem To Need Data Processing. لە چینی 1ـەوە بەرەو سەرەوە: Please Do Not Throw Sausage Pizza Away، Please Do Not Touch Steve's Pet Alligator یان Please Do Not Tell Secret Passwords (to) Anyone. هیچیان فەرمی نین: ئەوەیان بەکار بهێنە کە باشتر لە بیرت دەمێنێت، یان یەکێکی تایبەت بە خۆت دروست بکە.

The seven layers fall into three groups. Layers 1–3 — physical, data link and network — are the network support layers: they deal with the physical side of moving data from one device to another. Layers 5–7 — session, presentation and application — are the user support layers: they let unrelated software systems work together. Layer 4, transport, links the two groups: it makes sure that what the lower layers delivered is in a form the upper layers can use.

حەوت چینەکە دەکەونە سێ گرووپەوە. چینەکانی 1 تا 3 — چینی فیزیکی، چینی بەستەری دراوە و چینی ڕایەڵە — چینەکانی پشتگیریی ڕایەڵەن: کار لەسەر لایەنی فیزیکیی گواستنەوەی دراوە لە ئامێرێکەوە بۆ ئامێرێکی تر دەکەن. چینەکانی 5 تا 7 — چینی سێشن، چینی پێشکەشکردن و چینی ئەپ — چینەکانی پشتگیریی بەکارهێنەرن: ڕێگە دەدەن سیستەمی نەرمەواڵەی جیاواز کە پەیوەندییان بە یەکەوە نییە پێکەوە کار بکەن. چینی 4، چینی گواستنەوە، دوو گرووپەکە پێکەوە دەبەستێت: دڵنیا دەبێتەوە کە ئەوەی چینەکانی خوارەوە گەیاندوویانە بە شێوەیەکە کە چینەکانی سەرەوە بتوانن بەکاری بهێنن.

Another way to see it: layers 7 down to 3 are mostly software, while layers 2 and 1 are software and hardware together — the chip of a network card and the cable itself. Many books call 5–7 the upper layers and 1–3 the lower layers. The routers in the middle of a path use only layers 1–3.

ڕێگەیەکی تری بینین: چینەکانی 7 تا 3 زیاتر نەرمەواڵەن، بەڵام چینەکانی 2 و 1 نەرمەواڵە و ڕەقەواڵەن پێکەوە — چیپی (Microchip) کارتی ڕایەڵە (Network interface card) و خودی کێبڵەکە. زۆر کتێب چینەکانی 5 تا 7 بە چینەکانی سەرەوە و 1 تا 3 بە چینەکانی خوارەوە ناو دەبەن. ڕێدۆزەکانی (Router) ناوەڕاستی ڕێگا تەنیا چینەکانی 1 تا 3 بەکار دەهێنن.

Inside one machine, each layer calls on the services of the layer just below it: layer 3 uses layer 2 and serves layer 4. Between two machines, layer x on one side communicates with layer x on the other side, following the agreed rules of that layer — its protocol. The processes that talk at the same layer on the two machines are called peer-to-peer processes: peers, because they are equals doing the same job.

لە ناو یەک ئامێردا هەر چینێک داوای خزمەتگوزاری لە چینی ڕاستەوخۆ ژێر خۆی دەکات: چینی 3 چینی 2 بەکار دەهێنێت و خزمەت بە چینی 4 دەکات. لە نێوان دوو ئامێردا چینی x لە لایەکەوە لەگەڵ چینی x لە لاکەی ترەوە پەیوەندی دەکات و پەیڕەوی یاسا ڕێککەوتووەکانی ئەو چینە دەکات — واتە پرۆتۆکۆڵەکەی. ئەو پرۆسێسانەی (Process) لە هەمان چیندا لەسەر دوو ئامێرەکە قسە دەکەن پێیان دەگوترێت پرۆسێسەکانی تاک بۆ تاک: تاک، چونکە یەکسانن و هەمان کار دەکەن.

Between each pair of neighbouring layers there is an interface. It defines what information and services a layer must give to the layer above it. Messages go down through the interfaces of the sender and up through the interfaces of the receiver. On the way, the intermediary devices — routers, for example — usually use only the first three layers.

لە نێوان هەر دوو چینێکی دراوسێدا نێوبەستەیەک هەیە. دیاری دەکات چینێک دەبێت چ زانیاری و خزمەتگوزارییەک بداتە چینی سەرەوەی خۆی. نامەکان لە نێرەردا بە نێوبەستەکاندا دادەبەزن و لە وەرگردا بە نێوبەستەکاندا سەردەکەون. لە ڕێگادا ئامێرە نێوەندگیرەکان (Intermediary device) — بۆ نموونە ڕێدۆزەکان — زۆرجار تەنیا سێ چینی یەکەم بەکار دەهێنن.

Three words describe every layer exactly. Think of the counter of a post office:

سێ وشە هەموو چینێک بە وردی وەسف دەکەن. بیر لە پەنجەرەی پۆستەخانەیەک بکەرەوە:

Because the three are kept apart, a layer can change how it works — its protocol — and the layer above does not notice, as long as the service and the interface stay the same.

چونکە ئەم سێیە جیا ڕاگیراون، چینێک دەتوانێت چۆنییەتیی کارکردنی خۆی — پرۆتۆکۆڵەکەی — بگۆڕێت بەبێ ئەوەی چینی سەرەوە هەست بکات، بە مەرجێک خزمەتگوزارییەکە و نێوبەستەکە وەک خۆیان بمێننەوە.

When Aram sends a photo from his phone, the data goes down the seven layers of the phone, from layer 7 to layer 1, across the medium as bits, and up the seven layers of Hana's laptop, from layer 1 to layer 7. On the way down, layers add their own control information: a header at the front — in the OSI model from layer 6 down to layer 2, and many applications add one too — and at layer 2 usually also a trailer at the end. Layer 1 turns the whole package into signals. On the way up, each layer reads and removes the part meant for it and passes the rest up.

کاتێک ئارام وێنەیەک لە مۆبایلەکەیەوە دەنێرێت، دراوەکە بە حەوت چینەکەی مۆبایلەکەدا دادەبەزێت، لە چینی 7ـەوە تا چینی 1، وەک بیت بە ناو هۆکاری گواستنەوەدا (Transmission medium) دەڕوات و بە حەوت چینەکەی لاپتۆپەکەی (Laptop) هانادا سەردەکەوێت، لە چینی 1ـەوە تا چینی 7. لە کاتی دابەزیندا چینەکان زانیاریی کۆنترۆڵی خۆیان زیاد دەکەن: سەردێڕێک لە پێشەوە — لە مۆدێلی OSIـدا لە چینی 6ـەوە تا چینی 2، زۆر ئەپیش (App) یەکێک زیاد دەکەن — و لە چینی 2دا زۆرجار پاشکۆی فرەیمیش (Trailer) لە کۆتاییدا. چینی 1 هەموو بارەکە دەکاتە سیگناڵ (Signal). لە کاتی سەرکەوتندا هەر چینێک ئەو بەشەی بۆ خۆیەتی دەیخوێنێتەوە و لای دەبات و ئەوەی دەمێنێتەوە دەیداتە سەرەوە.

This wrapping is called encapsulation. The full story, with real headers and the name of each unit, is in Encapsulation, PDUs and Addresses at Each Layer.

ئەم کارە پێی دەگوترێت پێچانەوە (Encapsulation). هەموو چیرۆکەکە، بە سەردێڕی ڕاستەقینە و ناوی هەر یەکەیەکەوە، لە وانەی پێچانەوە، یەکەکانی دراوەی پرۆتۆکۆڵ و ناونیشانەکان لە هەر چینێکدا هەیە.

Picture the OSI model as a post office with seven counters, one above the other. Aram sends a 20-page letter from Sulaymaniyah to Hana in Duhok, and each counter does one job for the counter above it.

مۆدێلی OSI وەک پۆستەخانەیەک بهێنە پێش چاوت کە حەوت پەنجەرەی هەیە، یەک لە سەر یەک. ئارام نامەیەکی ⁦20⁩ لاپەڕەیی لە سلێمانییەوە بۆ هانا لە دهۆک دەنێرێت و هەر پەنجەرەیەک کارێک بۆ پەنجەرەکەی سەرووی خۆی دەکات.

The Internet does not run on OSI's own protocols — they were never widely used. It runs on TCP/IP. So some people call OSI obsolete, that is, out of date. Yet networking books, certifications such as CCNA and Network+, and engineers keep using its layer numbers, because they are a shared language for talking about networks: which protocols and devices can work together, how vendors' products compare, and where a problem lies. A company sells “a layer 3 switch” or “a layer 7 firewall”; a technician says “it's a layer 1 problem” when a cable is loose.

ئینتەرنێت لەسەر پرۆتۆکۆڵە تایبەتەکانی OSI کار ناکات — ئەوانە هەرگیز بە بەرفراوانی بەکار نەهێنران. لەسەر ⁦TCP/IP⁩ کار دەکات. بۆیە هەندێک کەس OSI بە بەسەرچوو ناو دەبەن، واتە کۆن و لەکارکەوتوو. بەڵام کتێبەکانی ڕایەڵە، بڕوانامەکانی وەک CCNA و ⁦Network+⁩ و ئەندازیاران بەردەوام ژمارەی چینەکانی بەکار دەهێنن، چونکە زمانێکی هاوبەشن بۆ قسەکردن لەبارەی ڕایەڵەکان: کام پرۆتۆکۆڵ و ئامێر دەتوانن پێکەوە کار بکەن، بەرهەمی کۆمپانیاکان چۆن بەراورد دەکرێن و کێشەیەک لە کوێیە. کۆمپانیایەک «سویچێکی چینی 3 (Layer 3 switch)» یان «ئاگرەدیوارێکی (Firewall) چینی 7» دەفرۆشێت؛ تەکنیککارێک کاتێک کێبڵێک شلە دەڵێت «کێشەکە لە چینی 1دایە».

Protocols only work if everyone builds them the same way, so they are written down as standards by standards organisations:

پرۆتۆکۆڵەکان تەنیا کاتێک کار دەکەن کە هەمووان بە هەمان شێوە دروستیان بکەن، بۆیە وەک ستانداردەکان لەلایەن دامەزراوەکانی ستانداردەوە دەنووسرێنەوە:

RFC 1122 (1989) describes the Internet with four layers — application, transport, internet and link — and its application layer does the work of OSI's top layers. The two models are compared in The TCP/IP Model.

⁦RFC 1122 (1989)⁩ ئینتەرنێت بە چوار چین وەسف دەکات — چینی ئەپ، چینی گواستنەوە، چینی ئینتەرنێت و چینی بەستەر — و چینی ئەپەکەی کاری چینەکانی سەرەوەی OSI دەکات. دوو مۆدێلەکە لە وانەی مۆدێلی TCP/IP بەراورد کراون.