بروتوكول الاتصال

استُخدم مصطلح " بروتوكول" لأول مرة في سياق اتصالات البيانات الحديثة في أبريل 1967 في مذكرة بعنوان "بروتوكول للاستخدام في شبكة اتصالات البيانات التابعة للمختبر الفيزيائي الوطني". وقد كتبه روجر سكانتلبري وكيث بارتليت لشبكة المختبر الفيزيائي الوطني ، تحت إشراف دونالد ديفيز ، رائد تقنية تبديل الحزم في المختبر الفيزيائي الوطني بالمملكة المتحدة. ونُشر عملهما في العام التالي. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

في شبكة أربانت ، كانت نقطة البداية للاتصال بين الأجهزة المضيفة في عام 1969 هي بروتوكول 1822 ، الذي وضعه بوب كان ، والذي حدد آلية إرسال الرسائل إلى معالج الرسائل. ^{[ 9 ]} تم تطبيق برنامج التحكم بالشبكة (NCP) لشبكة أربانت، الذي طوره ستيف كروكر وطلاب دراسات عليا آخرون من بينهم جون بوستل، لأول مرة في عام 1970. [ 10 ] سمحت واجهة برنامج ^{التحكم بالشبكة لبرامج} التطبيقات بالاتصال عبر شبكة أربانت من خلال تطبيق بروتوكولات اتصال عالية المستوى، وهو مثال مبكر على مفهوم طبقات البروتوكولات . ^{[ 11 ]}

كانت شبكة CYCLADES ، التي صممها لويس بوزان في أوائل سبعينيات القرن العشرين، أول شبكة تُطبّق مبدأ التوصيل من طرف إلى طرف ، وتجعل المضيفين مسؤولين عن التوصيل الموثوق للبيانات على شبكة تبديل الحزم، بدلاً من أن تكون هذه خدمة من خدمات الشبكة نفسها. ^{[ 12 ]} وكان فريقه أول من عالج المشكلة بالغة التعقيد المتمثلة في تزويد تطبيقات المستخدم بخدمة دائرة افتراضية موثوقة مع استخدام خدمة بذل أقصى جهد ، وهو ما يُعدّ إسهامًا مبكرًا لما سيصبح بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP). ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

قام بوب ميتكالف وآخرون في مركز أبحاث زيروكس بارك بتوضيح فكرة الإيثرنت وحزمة بارك العالمية (PUP) للربط الشبكي. ^{[ 16 ]}

أدت الأبحاث التي أجراها بوب كان وفينت سيرف في أوائل سبعينيات القرن العشرين إلى صياغة برنامج التحكم في الإرسال (TCP). ^{[ 17 ]} وقد كتب سيرف مواصفات RFC 675 الخاصة به بالتعاون مع يوجين دلال وكارل سانشاين في ديسمبر 1974، وكان لا يزال تصميمًا متجانسًا في ذلك الوقت. 

اتفق فريق العمل الدولي للشبكات على معيار حزم البيانات غير المتصلة ، والذي عُرض على لجنة الاتصالات وتقنية المعلومات والاتصالات (CCITT) عام 1975، لكن لم تعتمده اللجنة ولا شبكة أربانت. ^{[ 18 ]} ساهمت أبحاث دولية منفصلة، ​​ولا سيما عمل ريمي ديبريس ، في تطوير معيار X.25 ، القائم على الدوائر الافتراضية ، والذي اعتمدته لجنة الاتصالات وتقنية المعلومات والاتصالات عام 1976. ^{[ 19 ] [ 20 ]} طوّر مصنّعو الحواسيب بروتوكولات خاصة بهم، مثل بنية شبكة الأنظمة (SNA) من شركة IBM، و DECnet من شركة Digital Equipment Corporation ، وأنظمة شبكات زيروكس . ^{[ 21 ]}

أُعيد تصميم برنامج TCP ليصبح حزمة بروتوكولات معيارية، تُعرف باسم TCP/IP. تم تثبيته على شبكة SATNET في عام 1982 وعلى شبكة ARPANET في يناير 1983. وقد أرست عملية تطوير مجموعة بروتوكولات الإنترنت الكاملة بحلول عام 1989، كما هو موضح في RFC 1122 و RFC 1123 ، الأساس لنمو TCP/IP كمجموعة بروتوكولات شاملة تُشكل المكون الأساسي للإنترنت الناشئ . ^{[ 22 ]}  

أدى العمل الدولي على نموذج مرجعي لمعايير الاتصالات إلى ظهور نموذج OSI ، الذي نُشر عام 1984. وخلال فترة في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات، انقسم المهندسون والمنظمات والدول حول مسألة أي معيار ، نموذج OSI أم مجموعة بروتوكولات الإنترنت، سيؤدي إلى أفضل شبكات حاسوب وأكثرها متانة. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

تخضع المعلومات المتبادلة بين الأجهزة عبر الشبكة أو غيرها من الوسائط لقواعد وأعراف محددة في مواصفات بروتوكولات الاتصال. وتُحدد هذه المواصفات طبيعة الاتصال، والبيانات المتبادلة، وأي سلوكيات تعتمد على الحالة . في أنظمة الحوسبة الرقمية، يمكن التعبير عن هذه القواعد باستخدام الخوارزميات وهياكل البيانات . تُشبه البروتوكولات في مجال الاتصال ما تُشبهه الخوارزميات أو لغات البرمجة في مجال العمليات الحسابية. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

تحتوي أنظمة التشغيل عادةً على مجموعة من العمليات المتعاونة التي تعالج بيانات مشتركة للتواصل فيما بينها. ويخضع هذا التواصل لبروتوكولات مفهومة جيدًا، يمكن تضمينها في كود العملية نفسه. ^{[ 26 ] [ 27 ]} في المقابل، نظرًا لعدم وجود ذاكرة مشتركة ، يتعين على الأنظمة المتصلة التواصل فيما بينها باستخدام وسيط نقل مشترك . ولا يكون النقل موثوقًا بالضرورة، وقد تستخدم الأنظمة الفردية أجهزة أو أنظمة تشغيل مختلفة.

لتنفيذ بروتوكول شبكي، يتم ربط وحدات برمجيات البروتوكول بإطار عمل مُطبق على نظام تشغيل الجهاز. يُنفذ إطار العمل هذا وظائف الشبكة لنظام التشغيل. ^{[ 28 ]} عند كتابة خوارزميات البروتوكول بلغة برمجة قابلة للنقل، يُمكن جعل برمجيات البروتوكول مستقلة عن نظام التشغيل . من أشهر أطر العمل نموذج TCP/IP ونموذج OSI .

عند تطوير الإنترنت، أثبت التجريد الطبقي نجاحه كنهج تصميم لكلٍ من المترجمات وأنظمة التشغيل، ونظرًا لأوجه التشابه بين لغات البرمجة وبروتوكولات الاتصال، تم تقسيم برامج الشبكات المتجانسة في الأصل إلى بروتوكولات متعاونة. ^{[ 29 ]} وقد أدى ذلك إلى ظهور مفهوم البروتوكولات الطبقية، الذي يشكل اليوم أساس تصميم البروتوكولات. ^{[ 30 ]}

لا تستخدم الأنظمة عادةً بروتوكولاً واحداً لمعالجة الإرسال. بدلاً من ذلك، تستخدم مجموعة من البروتوكولات المتعاونة، والتي تُسمى أحيانًا مجموعة بروتوكولات . ^{[ 31 ]} من أشهر مجموعات البروتوكولات: TCP/IP و IPX/SPX و X.25 و AX.25 و AppleTalk .

يمكن تنظيم البروتوكولات في مجموعات بناءً على وظائفها؛ فعلى سبيل المثال، توجد مجموعة من بروتوكولات النقل . تُوزَّع الوظائف على الطبقات، حيث تحل كل طبقة فئةً مميزةً من المشكلات المتعلقة، على سبيل المثال، بوظائف التطبيقات، والنقل، والإنترنت، وواجهات الشبكة. ^{[ 32 ]} لإرسال رسالة، يجب اختيار بروتوكول من كل طبقة. ويتم اختيار البروتوكول التالي بتوسيع الرسالة باستخدام مُحدِّد بروتوكول لكل طبقة. ^{[ 33 ]}

يمثل البروتوكول النصي أو بروتوكول النص العادي رسائله بتنسيق قابل للقراءة البشرية ، وغالبًا ما يكون ذلك في نص عادي مشفر بترميز قابل للقراءة آليًا مثل ASCII أو UTF-8 ، أو في تنسيقات نصية منظمة مثل تنسيق Intel hex أو XML أو JSON .

تتناقض سهولة القراءة البشرية المباشرة مع تمثيلات الرسائل الثنائية، والتي تتمتع بفوائد متأصلة للاستخدام في بيئة الكمبيوتر (مثل سهولة التحليل الآلي وتحسين استخدام النطاق الترددي ).

تعتمد تطبيقات الشبكة على طرق متنوعة لتغليف البيانات. ومن أكثر الطرق شيوعًا في بروتوكولات الإنترنت تمثيل الرسائل النصية، حيث تُرسل الطلبات والاستجابات على شكل أسطر من نص ASCII ، تنتهي بحرف سطر جديد (وعادةً حرف إرجاع المؤشر). ومن أمثلة البروتوكولات التي تستخدم نصًا عاديًا قابلًا للقراءة البشرية لأوامرها: بروتوكول نقل الملفات (FTP)، وبروتوكول نقل البريد البسيط (SMTP )، والإصدارات الأولى من بروتوكول نقل النص التشعبي (HTTP )، وبروتوكول Finger . ^{[ 34 ]}

عادة ما تكون تمثيلات الرسائل النصية أسهل للبشر في الفحص والتفسير، وبالتالي فهي مناسبة كلما كان الفحص البشري لمحتويات البروتوكول مطلوبًا، كما هو الحال أثناء تصحيح الأخطاء وأثناء مراحل تصميم تطوير البروتوكول المبكرة.

يستخدم البروتوكول الثنائي تمثيلاً للرسالة قد يستغل جميع قيم البايت ، على عكس التمثيل النصي الذي يقتصر على القيم المقابلة للأحرف في ترميز الأحرف مثل ASCII أو UTF-8 . صُممت تمثيلات الرسائل الثنائية ليتم معالجتها بواسطة الآلات بدلاً من قراءتها مباشرةً من قِبل البشر. تتميز البروتوكولات الثنائية بالإيجاز، مما يُترجم إلى سرعة في الإرسال والتفسير. ^{[ 35 ]}

تم استخدام تمثيلات الرسائل الثنائية في المعايير الحديثة مثل EbXML و HTTP/2 و HTTP/3 و EDOC . ^{[ 36 ]} ويمكن اعتبار الواجهة في UML ^{[ 37 ] بروتوكولًا ثنائيًا أيضًا.}

في تصميم البروتوكولات الحديثة، تُبنى البروتوكولات على شكل طبقات لتشكيل بنية بروتوكولية. وتُعدّ الطبقات مبدأً تصميمياً يُقسّم مهمة تصميم البروتوكول إلى خطوات أصغر، تُنجز كل منها جزءاً محدداً، وتتفاعل مع الأجزاء الأخرى من البروتوكول بطرق محدودة ومحددة بدقة. يُتيح هذا الأسلوب تصميم أجزاء البروتوكول واختبارها دون تضخم هائل في الحالات، مما يُحافظ على بساطة كل تصميم نسبياً.

صُممت بروتوكولات الاتصال المستخدمة على الإنترنت للعمل في بيئات متنوعة ومعقدة. وتتميز هذه البروتوكولات بالبساطة والنمطية، وتندرج ضمن تسلسل هرمي عام للطبقات الوظيفية المحددة في مجموعة بروتوكولات الإنترنت . ^{[ 52 ]} وقد نتج أول بروتوكولين متعاونين، وهما بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) وبروتوكول الإنترنت (IP)، عن تفكيك برنامج التحكم في الإرسال الأصلي، وهو بروتوكول اتصال متكامل، إلى هذه المجموعة متعددة الطبقات.

تم تطوير نموذج OSI دوليًا بناءً على الخبرة مع الشبكات التي سبقت الإنترنت كنموذج مرجعي للاتصالات العامة مع قواعد أكثر صرامة لتفاعل البروتوكول والطبقات الصارمة.

عادةً ما تُبنى برامج التطبيقات على طبقة نقل بيانات قوية. وتستند هذه الطبقة إلى آلية لتسليم وتوجيه حزم البيانات، وهي آلية غير متصلة عادةً في الإنترنت. ويتم ترحيل الحزم عبر الشبكات من خلال طبقة أخرى تعتمد فقط على تقنيات ربط الشبكة، والتي غالبًا ما تكون خاصة بتقنيات معينة للطبقة الفيزيائية، مثل الإيثرنت . يوفر نظام الطبقات فرصًا لتبادل التقنيات عند الحاجة، فعلى سبيل المثال، غالبًا ما تُكدس البروتوكولات في ترتيب نفق لتسهيل اتصال الشبكات المختلفة. فعلى سبيل المثال، يمكن تمرير بروتوكول الإنترنت (IP) عبر نفق في شبكة وضع النقل غير المتزامن (ATM).

طبقات البروتوكول

يشكل تقسيم البروتوكولات إلى طبقات أساس تصميمها. ^{[ 30 ]} فهو يسمح بتفكيك البروتوكولات المعقدة إلى بروتوكولات أبسط وأكثر تكاملاً. ^{[ 52 ]} تحل كل طبقة من طبقات البروتوكول فئةً مميزةً من مشاكل الاتصال. وتشكل هذه الطبقات مجتمعةً مخططًا أو نموذجًا للتقسيم الطبقي.

تتعامل الحسابات مع الخوارزميات والبيانات؛ بينما تتضمن الاتصالات البروتوكولات والرسائل؛ لذا فإن نظير مخطط تدفق البيانات هو نوع من مخططات تدفق الرسائل. ^{[ 4 ]} ولتوضيح طبقات البروتوكولات ومجموعات البروتوكولات، يُظهر الشكل 3 مخططًا لتدفق الرسائل داخل نظامين، أ و ب، وبينهما. يستخدم النظامان أ و ب نفس مجموعة البروتوكولات. التدفقات الرأسية (والبروتوكولات) داخل النظام، بينما تدفقات الرسائل الأفقية (والبروتوكولات) بين النظامين. تخضع تدفقات الرسائل لقواعد وتنسيقات بيانات محددة بواسطة البروتوكولات. تشير الخطوط الزرقاء إلى حدود طبقات البروتوكولات (الأفقية).

طبقات البرمجيات

يتميز البرنامج الذي يدعم البروتوكولات بتنظيم متعدد الطبقات، وتظهر علاقته بطبقات البروتوكول في الشكل 5.

لإرسال رسالة على النظام أ، يتفاعل مُكوّن البرمجيات العلوي مع المُكوّن الذي يليه مباشرةً، ويُسلّم الرسالة المراد تغليفها. يقوم المُكوّن السفلي بتعبئة بيانات الترويسة وفقًا للبروتوكول الذي يُطبّقه، ويتفاعل مع المُكوّن السفلي، الذي يُرسل الرسالة عبر قناة الاتصال إلى المُكوّن السفلي للنظام ب. في النظام المُستقبِل ب، يحدث العكس، بحيث تصل الرسالة في النهاية بشكلها الأصلي إلى المُكوّن العلوي للنظام ب. ^{[ 53 ]}

تُقسّم ترجمة البرامج إلى مسائل فرعية. ونتيجةً لذلك، يُصمّم برنامج الترجمة على شكل طبقات، مما يسمح بتصميم طبقات البرنامج بشكل مستقل. ويمكن ملاحظة النهج نفسه في تصميم طبقات بروتوكول TCP/IP. ^{[ 54 ]}

تُعتبر الوحدات النمطية الواقعة أسفل طبقة التطبيق جزءًا من نظام التشغيل. ويُعدّ نقل البيانات بين هذه الوحدات النمطية أقل تكلفة بكثير من نقل البيانات بين برنامج التطبيق وطبقة النقل. ويُطلق على الحد الفاصل بين طبقة التطبيق وطبقة النقل اسم حد نظام التشغيل. ^{[ 55 ]}

يمكن معالجة المشكلات المتكررة الشائعة في تصميم وتنفيذ بروتوكولات الاتصال من خلال أنماط تصميم البرمجيات . ^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]}

الأساليب الرسمية الشائعة لوصف بناء الجملة للاتصال هي Abstract Syntax Notation One ( معيار ISO ) وشكل Backus–Naur المعزز ( معيار IETF ).

تُستخدم نماذج الآلات ذات الحالة المحدودة لوصف التفاعلات المحتملة للبروتوكول بشكل رسمي. ^{[ 65 ] [ 66 ]} والآلات ذات الحالة المحدودة المتصلة ^{[ 67 ]}

تتجلى الحاجة إلى معايير البروتوكولات بالنظر إلى مصير بروتوكول الاتصالات المتزامنة الثنائية (BSC) الذي ابتكرته شركة IBM . يُعدّ BSC بروتوكولًا مبكرًا على مستوى الربط، يُستخدم لربط عقدتين منفصلتين. لم يكن مُصممًا في الأصل للاستخدام في شبكة متعددة العقد، ولكن استخدامه في الشبكات متعددة العقد كشف عن العديد من أوجه القصور فيه. في غياب التوحيد القياسي، شعر المصنّعون والمنظمات بحرية تطوير البروتوكول، مما أدى إلى ظهور نسخ غير متوافقة على شبكاتهم. في بعض الحالات، كان ذلك متعمدًا لتثبيط المستخدمين عن استخدام معدات من مصنّعين آخرين. يوجد أكثر من 50 نسخة مختلفة من بروتوكول التزامن الثنائي الأصلي. يمكن الافتراض أن وجود معيار كان سيمنع حدوث بعض هذه المشاكل على الأقل. ^{[ 28 ]}

في بعض الحالات، تكتسب البروتوكولات هيمنةً على السوق دون المرور بعملية توحيد المعايير. تُعرف هذه البروتوكولات بالمعايير الفعلية . وتنتشر المعايير الفعلية في الأسواق الناشئة، والأسواق المتخصصة، أو الأسواق الاحتكارية ( أو شبه الاحتكارية ). ويمكنها أن تُحكم قبضتها على السوق، خاصةً عند استخدامها لإبعاد المنافسة. ومن منظور تاريخي، ينبغي النظر إلى توحيد المعايير كإجراء لمواجهة الآثار السلبية للمعايير الفعلية. وتوجد استثناءات إيجابية؛ فنظام تشغيل معياري فعلي مثل لينكس لا يُحكم قبضته على السوق لأن مصادره تُنشر وتُحدّث بشكل مفتوح، مما يُشجع المنافسة.

من بين منظمات المعايير ذات الصلة ببروتوكولات الاتصالات: المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، ومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE)، وفرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF). تتولى فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) صيانة البروتوكولات المستخدمة على الإنترنت. ويشرف معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) على العديد من بروتوكولات البرمجيات والأجهزة في صناعة الإلكترونيات للأجهزة التجارية والاستهلاكية. أما الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) فهو منظمة جامعة لمهندسي الاتصالات، ويتولى تصميم شبكة الهاتف العامة (PSTN)، بالإضافة إلى العديد من أنظمة الاتصالات اللاسلكية . وفي مجال الإلكترونيات البحرية ، تُستخدم معايير NMEA . ويُصدر اتحاد شبكة الويب العالمية (W3C) بروتوكولات ومعايير لتقنيات الويب.

من المفترض أن تكون منظمات المعايير الدولية أكثر حيادية من المنظمات المحلية التي تأخذ في الاعتبار مصالحها الوطنية أو التجارية. كما تُجري منظمات المعايير أبحاثًا وتطويرًا لمعايير المستقبل. وفي الواقع، تتعاون منظمات المعايير المذكورة تعاونًا وثيقًا فيما بينها. ^{[ 68 ]}

قد تشارك هيئات وضع المعايير المتعددة في تطوير بروتوكول ما. وإذا لم يكن هناك تنسيق بينها، فقد ينتج عن ذلك تعريفات متعددة وغير متوافقة للبروتوكول، أو تفسيرات متعددة وغير متوافقة للرسائل؛ وقد لا تُراعى الثوابت المهمة في أحد التعريفات (مثل أن قيم مدة البقاء تتناقص بشكل رتيب لمنع حلقات التوجيه المستقرة) في تعريف آخر. ^{[ 69 ]}

في المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO)، تبدأ عملية التقييس بتشكيل فريق عمل من لجنة فرعية. يُصدر فريق العمل مسودات عمل ووثائق نقاش للأطراف المعنية (بما في ذلك هيئات التقييس الأخرى) بهدف إثارة النقاش والتعليقات. يُثير هذا الأمر العديد من التساؤلات، ونقاشات مستفيضة، وعادةً ما يُفضي إلى بعض الخلافات. تُؤخذ هذه التعليقات بعين الاعتبار، ويُعدّ فريق العمل مسودة اقتراح . بعد تلقي الملاحظات والتعديلات والتوصل إلى حلول وسط، يصل الاقتراح إلى مرحلة مسودة معيار دولي ، ثم إلى معيار دولي معتمد . تُعاد إصدار المعايير الدولية دوريًا لمعالجة أوجه القصور ومواكبة الآراء المتغيرة حول الموضوع. ^{[ 70 ]}

من الدروس المستفادة من شبكة أربانت ، سلف الإنترنت، أن البروتوكولات تحتاج إلى إطار عمل لتشغيلها. لذا، من المهم تطوير إطار عمل عام ومستقبلي مناسب للبروتوكولات المهيكلة (مثل البروتوكولات متعددة الطبقات) وتوحيدها. من شأن ذلك أن يمنع تداخل وظائف معايير البروتوكولات، ويسمح بتحديد واضح لمسؤوليات البروتوكول على مختلف المستويات (الطبقات). ^{[ 72 ]} وقد أدى ذلك إلى ظهور نموذج الربط البيني للأنظمة المفتوحة (نموذج OSI)، الذي يُستخدم كإطار عمل لتصميم البروتوكولات والخدمات القياسية المتوافقة مع مواصفات الطبقات المختلفة. ^{[ 73 ]}

في نموذج OSI، يُفترض أن الأنظمة المتصلة مرتبطة عبر وسيط مادي أساسي يوفر آلية نقل بيانات رئيسية. تُرقّم الطبقات التي تعلوه. تُقدّم كل طبقة خدمة للطبقة التي تعلوها باستخدام خدمات الطبقة التي تليها مباشرةً. تُقدّم الطبقة العليا خدماتها لعملية التطبيق. تتواصل الطبقات فيما بينها عبر واجهة تُسمى نقطة وصول الخدمة . تُسمى الطبقات المتناظرة في كل نظام بالكيانات النظيرة . للتواصل، يستخدم كيانان نظيران في طبقة معينة بروتوكولًا خاصًا بتلك الطبقة، يُنفّذ باستخدام خدمات الطبقة التي تليها. ^{[ 74 ]} لكل طبقة، يوجد نوعان من المعايير: معايير البروتوكول التي تُحدد كيفية تواصل الكيانات النظيرة في طبقة معينة، ومعايير الخدمة التي تُحدد كيفية تواصل طبقة معينة مع الطبقة التي تعلوها.

في نموذج OSI، تكون الطبقات ووظائفها (من أعلى طبقة إلى أدنى طبقة):

• قد توفر طبقة التطبيق الخدمات التالية لعمليات التطبيق: تحديد شركاء الاتصال المقصودين، وتحديد الصلاحيات اللازمة للاتصال، وتحديد مدى توافر الشركاء والتحقق من هويتهم، والاتفاق على آليات خصوصية الاتصال، والاتفاق على مسؤولية استعادة البيانات في حالة حدوث أخطاء وإجراءات ضمان سلامة البيانات ، والمزامنة بين عمليات التطبيق المتعاونة، وتحديد أي قيود على بناء الجملة (مثل مجموعات الأحرف وهياكل البيانات)، وتحديد تكلفة وجودة الخدمة المقبولة، واختيار آلية الحوار، بما في ذلك إجراءات تسجيل الدخول والخروج المطلوبة. ^{[ 75 ]}
• قد توفر طبقة العرض الخدمات التالية لطبقة التطبيق: طلب إنشاء جلسة، ونقل البيانات، والتفاوض على الصيغة المستخدمة بين طبقات التطبيق، وأي تحويلات ضرورية للصيغة، والتنسيق، والتحويلات ذات الأغراض الخاصة (مثل ضغط البيانات وتشفيرها). ^{[ 76 ]}
• قد توفر طبقة الجلسة الخدمات التالية لطبقة العرض: إنشاء اتصالات الجلسة وإنهاؤها، وتبادل البيانات العادي والسريع، وخدمة الحجر الصحي التي تسمح لكيان العرض المُرسِل بتوجيه كيان الجلسة المُستقبِل بعدم إرسال البيانات إلى كيان العرض الخاص به دون إذن، وإدارة التفاعل بحيث يمكن لكيانات العرض التحكم في دور كل منها في تنفيذ وظائف تحكم معينة، وإعادة مزامنة اتصال الجلسة، والإبلاغ عن الاستثناءات غير القابلة للاسترداد إلى كيان العرض. ^{[ 77 ]}
• توفر طبقة النقل نقل بيانات موثوقًا وشفافًا بطريقة فعالة من حيث التكلفة وفقًا لمتطلبات جودة الخدمة المختارة. وقد تدعم هذه الطبقة دمج عدة اتصالات نقل على اتصال شبكة واحد، أو تقسيم اتصال نقل واحد إلى عدة اتصالات شبكة. ^{[ 78 ]}
• تتولى طبقة الشبكة إعداد مسارات الشبكة وصيانتها وتحريرها بين كيانات النقل النظيرة. وعند الحاجة إلى مرحلات، توفر هذه الطبقة وظائف التوجيه والترحيل. ويتم التفاوض على جودة الخدمة بين كيانات الشبكة والنقل عند إنشاء الاتصال. كما تتولى هذه الطبقة مسؤولية التحكم في ازدحام الشبكة . ^{[ 79 ]}
• تتولى طبقة ربط البيانات إعداد وصيانة وتحرير اتصالات ربط البيانات. ويتم اكتشاف الأخطاء التي تحدث في الطبقة الفيزيائية وتصحيحها. كما يتم إبلاغ طبقة الشبكة بالأخطاء. وتُحدد هذه الطبقة تبادل وحدات ربط البيانات (بما في ذلك التحكم في التدفق). ^{[ 80 ]}
• تصف الطبقة الفيزيائية تفاصيل مثل الخصائص الكهربائية للوصلة الفيزيائية، وتقنيات الإرسال المستخدمة، وإعداد وصيانة وإزالة الوصلات الفيزيائية. ^{[ 81 ]}

على عكس مخطط طبقات TCP/IP ، الذي يفترض شبكة غير متصلة، يفترض نموذج RM/OSI شبكة متصلة. ^{[ 82 ]} تُعد الشبكات المتصلة أكثر ملاءمة للشبكات واسعة النطاق، بينما تُعد الشبكات غير المتصلة أكثر ملاءمة للشبكات المحلية. يتطلب الاتصال المتصل شكلاً من أشكال الجلسات والدوائر (الافتراضية)، ومن هنا جاءت طبقة الجلسات (التي يفتقر إليها نموذج TCP/IP). انصب اهتمام الأعضاء المؤسسين لمنظمة ISO بشكل أساسي على الشبكات واسعة النطاق، لذا ركز تطوير نموذج RM/OSI على الشبكات المتصلة، بينما ذُكرت الشبكات غير المتصلة لأول مرة في ملحق لنموذج RM/OSI ^{[ 83 ] [ 84 ]} ، ثم أُدمجت لاحقًا في تحديث لنموذج RM/OSI. ^{[ 85 ]}

في ذلك الوقت، واجهت فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) هذا التحدي، بالإضافة إلى حاجة الإنترنت إلى بروتوكولات لم تكن متوفرة آنذاك. ونتيجةً لذلك، طورت فرقة عمل هندسة الإنترنت عملية توحيد معايير خاصة بها، تعتمد على "توافق مبدئي وبرمجيات قيد التشغيل". ^{[ 86 ]} وتصف وثيقة RFC 2026 عملية توحيد المعايير هذه . 

أصبحت فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) اليوم منظمة معايير للبروتوكولات المستخدمة على الإنترنت. وقد وسّع نموذج RM/OSI نطاقه ليشمل الخدمات غير المتصلة، وبفضل ذلك، أمكن تطوير كل من بروتوكول TCP وبروتوكول IP ليصبحا معيارين دوليين.

• راديا بيرلمان (1999). الترابطات: الجسور، والموجهات، والمحولات، وبروتوكولات الربط الشبكي (  الطبعة الثانية). أديسون-ويسلي. ISBN 0-201-63448-1.وخاصة الفصل 18 حول "الفولكلور المتعلق بتصميم الشبكات"، وهو متاح أيضًا عبر الإنترنت
• جيرارد ج. هولزمان (1991). تصميم بروتوكولات الحاسوب والتحقق من صحتها . برنتيس هول. ISBN 0-13-539925-4.
• دوغلاس إي. كومر (2000). الربط الشبكي باستخدام بروتوكول TCP/IP - المبادئ والبروتوكولات والبنية (  الطبعة الرابعة). برنتيس هول. ISBN 0-13-018380-6.يتناول الفصل الحادي عشر على وجه الخصوص طبقات البروتوكول. كما يحتوي على دليل RFC وقاموس مصطلحات واختصارات الشبكات.
• آر. برادن (محرر). (1989). متطلبات مضيفي الإنترنت - طبقات الاتصال . فريق عمل هندسة الإنترنت (IETF). doi : 10.17487/RFC1122 . RFC 1122 .يشرح هذا الكتاب بروتوكول TCP/IP لمطوري برامج البروتوكولات. وعلى وجه الخصوص، تقدم المقدمة لمحة عامة عن أهداف تصميم هذه المجموعة.
• م. بن آري (1982). مبادئ البرمجة المتزامنة (الطبعة العاشرة  ). برنتيس هول إنترناشونال. ISBN 0-13-701078-8.
• كار هوار (1985). توصيل العمليات المتسلسلة (الطبعة العاشرة  ). برنتيس هول إنترناشونال. ISBN 0-13-153271-5.
• آر دي تينانت (1981). مبادئ لغات البرمجة (الطبعة العاشرة  ). برنتيس هول إنترناشونال. ISBN 0-13-709873-1.
• برايان دبليو مارسدن (1986). بروتوكولات شبكات الاتصالات (  الطبعة الثانية). تشارتويل برات. رقم ISBN 0-86238-106-1.
• أندرو س. تانينباوم (1984). تنظيم الحاسوب الهيكلي (  الطبعة العاشرة المطبوعة). برنتيس هول إنترناشونال. ISBN 0-13-854605-3.
• براينت، ستيوارت؛ مورو، مونيك، محرران. (نوفمبر 2009). تطوير البروتوكولات غير المنسق يُعتبر ضارًا . IETF . doi : 10.17487/RFC5704 . RFC 5704 .
• فاريل، ستيفن؛ تشوفينيغ، هانز (مايو 2014). المراقبة الشاملة هجوم . IETF . doi : 10.17487/RFC7258 . RFC 7258 .
• تراميل، برايان؛ كوهلويند، ميرجا (أبريل 2019). صورة سلكية لبروتوكول شبكة . IETF . doi : 10.17487/RFC8546 . RFC 8546 .
• هاردي، تيد، محرر. (أبريل 2019). إشارات مسار بروتوكول النقل . IETF . doi : 10.17487/RFC8558 . RFC 8558 .
• فيرهيرست، غوري؛ بيركنز، كولين (يوليو 2021). اعتبارات حول سرية رأس النقل، وعمليات الشبكة، وتطور بروتوكولات نقل الإنترنت . IETF . doi : 10.17487/RFC9065 . RFC 9065 .
• تومسون، مارتن؛ باولي، تومي (ديسمبر 2021). جدوى آليات توسيع البروتوكول على المدى الطويل . IETF . doi : 10.17487/RFC9170 . RFC 9170 .
• أركو، جاري؛ هاردي، تيد؛ باولي، تومي؛ كوليويند، ميرجا (يوليو 2023). اعتبارات حول التعاون الشبكي التطبيقي باستخدام إشارات المسار . IETF . doi : 10.17487/RFC9419 . RFC 9419 .
• ماكويستين، ستيفن؛ بيركنز، كولين؛ فايد، مروان (يوليو 2016). تطبيق خدمات النقل في الوقت الحقيقي عبر شبكة جامدة . ورشة عمل أبحاث الشبكات التطبيقية 2016. doi : 10.1145/2959424.2959443 . hdl : 1893/26111 .
• باباستيرجيو، جيورجوس؛ فيرهيرست، جوري؛ روس، ديفيد؛ برونستروم، آنا؛ جرينيمو، كارل يوهان؛ هورتيج، بير؛ خادمي، نعيم؛ توكسن، مايكل؛ ويلزل، مايكل؛ داميانوفيتش، دراغانا؛ مانجيانتي، سيمون (2017). "تبسيط طبقة نقل الإنترنت: دراسة استقصائية وآفاق مستقبلية". مجلة IEEE للبحوث والدراسات في مجال الاتصالات . 19 : 619-639 . doi : 10.1109/COMST.2016.2626780 . hdl : 2164/8317 .
• موشوفيتيس، كريستوس جيه بي (1999). تاريخ الإنترنت: تسلسل زمني، من 1843 إلى الوقت الحاضر . ABC-CLIO. ISBN 978-1-57607-118-2.