Ingemars infall: Det är OK om det funkar -- om den ädla konsten att etablera en standard

De facto och de jure
Vi människor vill gärna tro att vi är unika, och i besittning av den friavilja som kristendomen framhåller. Men som samhällsvarelser begränsar vi oss till ett fåtal val -- vi kör Volvo, Saab eller japanskt, handlar kläder på Kapp-Ahl, Dressman eller H&M och mat på Hemköp, ICA eller COOP. Visst finns det avvikare som i kraft av pengar, tid eller ideologi handlar i dyra designerbutiker eller solidariska butiker, men i stora drag är vi myrstacksinvånare. Det finns dock en företeelse som vi alla använder, fattig som rik, röd som blå, skoda- eller porscheförare. Detta är historien om TCP/IP.

Det finns gott om verktyg i människan historia som i kraft av sin överlägsenhet när det gäller utförandet av den arbetsuppgift det designats för helt enkelt skapat en standard för hur verktyget ifråga ska se ut och fungera.

Det var liksom ingen idé att klura på nya fiffiga sätt att minska friktion mellan hjulnav och hjulaxel när väl kullagret var uppfunnet. Lika lite intresse fanns förmodligen för att utveckla tekniken med rustbädd för grundläggning av nya hus när väl pålningen (och särskilt friktionspålningen) visade sig var det överlägsna alternativet.

Dessa sätt att hantera avgränsade dedikerade uppgifter blev vad man kallar de-facto-standarder, enkelt översatt faktiska standarder. Motsatsen kallas de-jure-standarder, alltså gemensamma beslut om hantering av vissa saker på särskilt sätt som vunnit laga kraft, juridiska standarder.

Vårt sätt att använda nätverk för datorkommunikation följer samma mönster. Survival of the fittest, för att tala med Darwin.

Den mest lämpade överlever alltså -- och sätter standard. Liknelsen är nog än mer giltig när det gäller nätverkskommunikation och protokoll, eftersom dessa utvecklades ur en miljö som inte i lika extrem grad präglades av profittänkande, och därmed följande marknadsföring. Faktum är att den segrande protokollstandarden för Internet inte bara har varit och är gratis -- även om en normalanvändare måste köpa ett operativsystem för att komma i förfogande av det -- utan även slagit ut de "kommersiella" protokollen, till exempel Novell Netwares IPX.

ISO -- rena grekiskan?

De Jure standarder grundar sig alltså på överenskommelser som ofta arbetas fram av kommissioner på överstatlig eller nationell nivå. Och den allra högsta, mest övergripande institutionen för standardisering, heter International Organization for Standardization, eller som det förkortas: ISO.

Men hallå, IOS ska väl akronymen lyda?! Nej, och redan i valet av förkortning har organisationen gjort ett viktigt vägval: eftersom den ju ställer globala anspråk på giltighet så ansåg den att även dess akronym skulle kunna användas oförändrad över hela världen. Och toge man bara begynnelsebokstäverna i det utskrivna namnet, så finge man ju olika förkortningar (alltså akronymer) beroende på vilket språk som användes. Därför beslöt man sig för att kalla sig ISO istället, och detta gjordes med en tydlig hänsvisning till ett (någorlunda) gemensamt kulturarv: grekiskan, där förleden iso- betyder lika. Jämför Isomeri, det förhållande att molekyler har samma molekylvikt och sammansättning (men olika struktur). ISO har delat upp sig i så kallade sub-kommittéer, SC. Nummer 21 av dessa handhar, ordagrant: Information retrieval, transfer and management for open systems interconnection. Voila; OSI.

OSI-arbetet påbörjades 1977 (nätverk var ingen stor sak i slutet av 40-talet när någon dåvarande guru på området beräkande att hela världens datorbehov torde inskränka sig till 5 stycken...) och 1984 fanns en OSI-kravspecifikation (nå: rekommendation) klar. Men det var så dags. TCP/IP hade redan nått långt bortom the point of no return...

Det började i San Fransisco

Praktiskt taget allt utvecklingsarbete av intresse rörande TCP/IP anses ha gjorts på Berkely i San Fransisco. År 1983 hade deras arbete nått så långt att amerikanska försvarsdepartementet tog till sig protokollet som militär standard.

OSI-standarderna och TCP/IP utvecklades parallellt och får väl anses ha reciprok betydelse. Att TCP/IP växte fram och blev så starkt har flera bidragande orsaker. En är möjligen den anarkistiska otåligheten hos studenterna på Berkely, en egenskap som säkert förstärktes av trögrörligheten hos ett internationellt kontrollorgan som ISO, en annan att OSI-modellen inte fullt ut stödde de krav som det framväxande internet ställde: dynamisk routing (att routrarna "byter information" med varandra om optimal väg), förbindelselösa protokoll på nätverksnivån (att data kan sändas utan att kontakt upprättats mellan värddatorer) samt packet-switching (att meddelanden delas upp i paket).

OSI-modellen är mycket tydligare definierad och skikten sins emellan mer oberoende än motsvarigheten hos TCP/IP. De är dock icke inkompatibla. Och de "motsättningar" jag vagt antytt är mest dramaturgiska effekter från min sida. Dels är OSI-modellen i sig inget protokoll; den specificerar enbart rekommenderad funktion för varje enskilt skikt (se uppställningen nedan). Utifrån dessa arbetsritningar är det sedan fritt fram för varje hugad programmerare att bygga sitt protokoll.

Det magiska sjutalet

Open Systems Interconnection har alltså globalt och överstatligt antagits som referensmodell för all typ av datakommunikation.

OSI har specificerat sju olika nivåer, eller skikt, som servar olika delar av kommunikationen. Ursprungligen var tanken att denna standard även skulle innefatta protokollet i sig, att vi skulle få ett enda gemensamt protokoll för global kommunikation. Vi vet nu att det inte blev så.

Ett skikt kan kommunicera med underliggande skikt genom en specifikt definierad begäran (request) eller ett svar (response) och kan också ta emot meddelande (indication) och bekräftelse (confirmation). Ett skikt kan ovanifrån ta emot en instruktion för upprättande av förbindelse varpå det i sin tur befaller skiktet nedanför att upprätta en förbindelse och sända data.

"Uppifrån" och ner ser de ut som följer:

7. Tillämpning. (Application layer) Det är först på denna nivå den enskilde användaren "ser" datakommunikationen. Här huserar ftp (filöverföring), Apple Share (fildelning), http (protokollspråket som möjliggör WWW) och Telnet ("fjärr-kontroll" av annan dator).

6. Presentation. (Presentation layer) Här kodas och avkodas data, komprimeras och packas upp, men framför allt sker i detta skikt en översättning av data som gör att både sändare och mottagare kan förstå den. Ett exempel på detta är den postscripttolk som sitter i skrivaren och omvandlar postscriptprotokollet till bildpunkter. Detta skikt garanterar också att informationen som sänts från applikationsskikt kommer att kunna läsas av det mottagande systemets applikationsskikt.

5. Session. (Session layer) Den svenska översättningen sittning, sammanträde, kanske är för kanslibelastad? Det handlar hur som helst om skötseln av uppkopplingen.

I detta skikt övervakas sändning och mottagning av data och den senare styrs över till rätt applikation.

4. Transport. (Transport layer) Data sorteras i rätt ordning till överliggande skikt och felaktiga datapaket sänds om. Detta skikt fungerar som en bro mellan de underliggande skikten som hör till nätverket och de ovanliggande som kan sägas höra till datorn/användaren.

Här hittar vi TCP-delen av TCP/IP. Även här har vi hjälp av skiktets namn när vi ska förstås vad det uträttar -- transport av datapaket. Nå, ska man göra anspråk på korrekt terminologi ska man snarare tala om överföring av oktetter.TCP (Transmission Control protocol) sänder nämligen data som ett kontinuerligt flöde av åttabitars bytes.

3. Nät. (Network layer) Nu är vi uppe i den övre nivån av OSI-modellens sjugradiga skala. Här definieras standarder för upp- och nedkoppling av det som ska bli en session. Vägvalet (routerhänvisningen) sker här, liksom IP-nummer-adresseringen. Nätskiktet ansvarar för paketens (eller ramarna som dessa kallas i Ethernetmiljö) vägval över nätet. När väg ska väljas tar vägväljande noder (routers) hjälp av detta protokollshuvuds nätadresser. Dessa är, och kallas (förutom det självklara nätverksskiktsadresser), för virtuella, eller logiska adresser. Dessa är hierarkiskt uppbyggda (den som vill ha en utvidgad förklaring får vända sig personligen till artikelförfattaren) till skillnad från länkskiktets MAC-adresser. Det mest kända protokollet i det här skiktet är förstås IP (Internet protocol), men för den som suttit i ett lokalt nätverk (LAN) med Novell netware som OS känns förmodligen också IPX (Internet Packet Exchange) igen.

2. Länk. (Data link layer) Detta är paketnivån. Här delas data upp i paket och åtkomstmetoden (t ex CSMA/CD) definieras.

Mellan skikt 2 och 3 går den logisk/fysiska gränsen, dvs mellan vad som hanteras av mjuk-, respektive hårdvara. Detta skikt är, som namnet antyder, en länk just mellan hårdvaru- och mjukvarudelen av OSI. Den brukar hänföras till den nedre nivån, tillsammans med det fysiska skiktet. Exempel på länkskiktsprotokoll är de lokala nätens metoder för delad åtkomst, Media Access Control. Att den talar direkt till nätverkskortet kan förstås av akronymen MAC -- maskinadressen för en dator med Ethernetkort kallas just MAC-adress. Följaktligen kallas alltså adresserna på den här nivån för fysiska- eller hårdvaruadresser. De är också "platta" till skillnad från de logiska, dvs relaterar sig till nätverkskorten, icke till någon geografisk adress 

1. Hårdvaru. (Physical layer) Enkelt uttryckt kablage och kontaktdon. Även elektriska nivåer för signaler. Här vilar ansvaret för dataöverföringens hårdvarudel. Exempel på vad som definieras här är kontakter (RJ45, BNC etc), funktionella kretsdefinitioner, elektriska nivåer. Detta är det enda av skikten som sysslar med konkreta saker; alla andra skikt ägnar sig åt dataöverföringsdefinitioner, dvs protokoll av allehanda slag.

Det är OK för att det funkar

TCP/IP:s protokollstack omfattar naturligtvis mycket mer än de protokoll som givit namn åt företeelsen. Dess framgångar beror just på att dess implementation av OSI-modellen tagit fasta på behovet specialdesignade lösningar, dvs verktyg, för massanslutning av datorer över stora avstånd och med sinsemellan egentligen inkompatibla system.

För att göra detta var TCP/IP tvunget att på några ställen avvika från OSI-modellen; i början förekom en del negativ kritik främst rörande sammanslagningen av de två nedersta skikten till ett. Fördelen stod ganska snart klar: detta möjliggjorde framtagning och anslutning av underordnade lokala nätverk som var oberoende av befintliga nätverksprotokoll eftersom TCP/IP inte var så noga med detaljer.

Den främsta fördelen med TCP/IP är naturligtvis att den bevisligen fungerar och har, just det, satt de facto standard. Allt fler nätverksoperativsystem överger, eller åtminstone anpassar, sina egenutvecklade protokoll till förmån för TCP/IP. Så har exempelvis Novell gradvis byggt in TCP/IP-stöd i sitt Netware, samtidigt som de döpt om sitt OS till Intranetware och Apple har i samma mån gått från Apple Talk.

TCP/IP är också den självklara ryggraden för de flesta UNIX-system, och därmed inte bara webservrar utan även filhanterare i stora LAN. TCP/IP är slutligen företagsoberoende (ingen "äger" det) och finns anpassat till alla operativsystem som artikelförfattaren bedömer det som värt att känna till.

Ingemar  Härd
ingemar.hard(snabel-a)bahnhof.se

Ingemar Härd är notisredaktör i papperstidningen Populär Kommunikation.
http://www.popkom.se/page/7

Artikeln ovan ingick i det elektroniska kunskapsbrevet Björns Blandning nr 3/2006 från Populär Kommunikation.
http://www.popkom.se/page/18

Copyright © 2006 Ingemar Härd och Populär Kommunikation

Skriv ut sidan