OSI-Modell
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Das OSI-Modell (englisch Open Systems Interconnection Model) ist ein Referenzmodell für Netzwerkprotokolle als Schichtenarchitektur. Es wird seit 1983 von der International Telecommunication Union (ITU) und seit 1984 auch von der International Organization for Standardization (ISO) als Standard veröffentlicht.[1] Seine Entwicklung begann im Jahr 1977.[2]
Zweck des OSI-Modells ist, Kommunikation über unterschiedlichste technische Systeme hinweg zu ermöglichen und die Weiterentwicklung zu begünstigen. Dazu definiert dieses Modell sieben aufeinander folgende Schichten (engl. layers) mit jeweils eng begrenzten Aufgaben. In der gleichen Schicht mit klaren Schnittstellen definierte Netzwerkprotokolle sind einfach untereinander austauschbar, selbst wenn sie wie das Internet Protocol eine zentrale Funktion haben.
1 Motivation
2 Die sieben Schichten
2.1 Schicht 7 – Anwendungsschicht (Application Layer)
2.2 Schicht 6 – Darstellungsschicht (Presentation Layer)
2.3 Schicht 5 – Sitzungsschicht (Session Layer)
2.4 Schicht 4 – Transportschicht (Transport Layer)
2.5 Schicht 3 – Vermittlungsschicht (Network Layer)
2.6 Schicht 2 – Sicherungsschicht (Data Link Layer)
2.7 Schicht 1 – Bitübertragungsschicht (Physical Layer)
3 Allgemeines
4 Das Referenzmodell für die Telekommunikation
5 Standardisierung
6 Analogie
7 Merksprüche
8 Satirische Erweiterung
Motivation[Bearbeiten]
Kommunikation im OSI-Modell am Beispiel der Schichten 3 bis 5
In einem Computernetz werden den verschiedenen Hosts Dienste unterschiedlichster Art bereitgestellt, und zwar von den anderen Teilnehmern im Netz. Die dazu erforderliche Kommunikation ist nicht so trivial, wie es auf den ersten Blick scheint, denn es müssen eine Vielzahl von Aufgaben bewältigt und Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Effizienz usw. erfüllt werden. Die zu lösenden Probleme reichen von Fragen der elektronischen Übertragung der Signale über eine geregelte Reihenfolge in der Kommunikation bis hin zu abstrakteren Aufgaben, die sich innerhalb der kommunizierenden Anwendungen ergeben.
Wegen der Vielzahl von Problemen und Aufgaben hat man sich entschieden, diese in verschiedene Ebenen (Schichten) aufzuteilen. Beim OSI-Modell sind es sieben Schichten mit festgelegten Anforderungen. Auf jeder einzelnen Schicht setzt jeweils eine Instanz die Anforderungen um.
Die Instanzen auf Sender- und Empfängerseite müssen nach festgelegten Regeln arbeiten, damit sie sich einig sind, wie die Daten zu verarbeiten sind. Die Festlegung dieser Regeln wird in einem Protokoll beschrieben und bildet eine logische, horizontale Verbindung zwischen zwei Instanzen derselben Schicht.
Jede Instanz stellt Dienste zur Verfügung, die eine direkt darüberliegende Instanz nutzen kann. Zur Erbringung der Dienstleistung bedient sich eine Instanz selbst der Dienste der unmittelbar darunterliegenden Instanz. Der reale Datenfluss erfolgt daher vertikal. Die Instanzen einer Schicht sind genau dann austauschbar, wenn sie sowohl beim Sender als auch beim Empfänger ausgetauscht werden können.
Die sieben Schichten[Bearbeiten]
Der Abstraktionsgrad der Funktionalität nimmt von Schicht 7 bis zur Schicht 1 ab.
Das OSI-Modell im Überblick (siehe im Vergleich dazu das TCP/IP-Referenzmodell):
OSI-Schicht
Einordnung
DoD-Schicht
Protokollbeispiel
Einheiten
Kopplungselemente
(Application)
Anwendungs-
orientiert
Ende zu
(Multihop)
Gateway, Content-Switch, Layer-4-7-Switch
(Presentation)
Sitzung
(Session)
(Transport)
Transport-
SCTP
TCP = Segmente
UDP = Datagramme
Vermittlung
(Network)
Punkt zu
ICMP
IGMP
Router, Layer-3-Switch
Sicherung
(Data Link)
Netzzugriff
Token Ring
FDDI
Rahmen (Frames)
Bridge, Switch
Bitübertragung
Bits, Symbole, Pakete
Repeater, Hub
Schicht 7 – Anwendungsschicht (Application Layer)[Bearbeiten]
Dienste, Anwendungen und Netzmanagement. Die Anwendungsschicht stellt Funktionen für die Anwendungen zur Verfügung. Diese Schicht stellt die Verbindung zu den unteren Schichten her. Auf dieser Ebene findet auch die Dateneingabe und -ausgabe statt.
Schicht 6 – Darstellungsschicht (Presentation Layer)[Bearbeiten]
Die Darstellungsschicht (engl. Presentation Layer; auch Datendarstellungsschicht, Datenbereitstellungsebene) setzt die systemabhängige Darstellung der Daten (zum Beispiel ASCII, EBCDIC) in eine unabhängige Form um und ermöglicht somit den syntaktisch korrekten Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Systemen. Auch Aufgaben wie die Datenkompression un