Das OSI Schichtenmodell

Das OSI Schichtenmodell dient der grafischen Darstellung der Kommunikation zwischen Protokollen. Die Abkürzung steht für "Open Systems Communication Model" (1984) und wird von der ITU und ISO als Standard ausgegeben. Eine Schicht stellt sich der über ihr liegenden Schicht zur Verfügung und nimmt die Dienste der darunter liegenden Schicht in Anspruch. So wird der Übergang zwischen zwei Schichten als Schnittstelle bezeichnet. Innerhalb der einzelnen Schichten arbeiten Protokolle. Änderungen in den Schichten bewirken keine Veränderung der darüber und darunter liegenden Schicht.

Aber warum nutzt man das OSI Schichtenmodell?

  • Eindeutige Darstellung der Kommunikation
  • Definition von Standardschnittstellen, man spricht auch von "normierten Schnittstellen". Vorteil hier: offener Standard
  • einfachere Entwicklung von neuen Protokollen da sie sich am Modell orientieren können
  • offene Standards, keine Herstellerbindung
  • hohe Modularität durch normierte Schnittstellen

Das OSI Modell gliedert sich in 7 Schichten, welche den Prozess im Netzwerk abbilden (Von der Anwendung bis zur Übertragung auf dem Medium).

Schicht 7 (Anwendungsschicht/Application Layer):

Die Anwendungsschicht ist die oberste Schicht im OSI-Modell und für die Daten Ein- und Ausgabe zuständig. Sie ist die Schnittstelle für die durch uns bedienten Anwendungen, welche im Netzwerk kommunizieren. Auf dieser Schicht arbeiten z.B. Web-Browser über http oder FTP (File Transfer Protocol) Dienste. Die Anwendungen selbst zählen nicht zur Schicht 7!

Schicht 6 (Darstellungsschicht/Presentation Layer):

Als 6. Schicht bezeichnet man die sog. Darstellungsschicht. Sie dient dazu Daten Ein- und Ausgaben in bestimmte Standardformate umzuwandeln, damit sie Plattformübergreifend verarbeitet werden können. Auf dieser Schicht findet die Codierung, Konvertierung und Kompression statt. Hier werden Daten- und Bildformate ausgehandelt.

Schicht 5 (Sitzungsschicht/Session Layer):

Sie steuert die Verbindungen bzw. Sitzungen zu anderen Geräten. Als Sitzung wird eine Verbindung zu einem Gerät bezeichnet, z.B. der Abruf von Daten auf einem Server. Der gesamte Download ist dann eine Sitzung, die von Schicht 5 überwacht und organisiert wird. Im Falle von Verbindungsabbrüchen wird dann z.B. an der Stelle des Abbruchs des Downloads wieder fortgesetzt. Dies geschieht über bestimmte Protokolle auf Schicht 5. Ein Beispiel wäre eine Freigabe im Netzwerk die von anderen Clients abgerufen wird.

Geräte der Schichten 7-5: Hosts und Firewalls (Anwendungsbasierte)

Mögliche Protokolle: HTTP, FTP, SMTP, POP3

Schicht 4 (Transportschicht/Transport Layer):

In Schicht 4 werden den Daten bestimmte Anwendungen zugeordnet, um eine klare Zuordnung zu schaffen. Hierzu gehört auch die Flusskontrolle und sowie der Verbindungsauf- und Abbau. Da einer Datei nicht ein Name als Anwendung zugewiesen wird, arbeitet man mit sogenannten "Ports". Ports sind Zahlen hinter denen eindeutige Daten und Anwendungen stehen, z.B. wenn eine Webseite mit dem Browser angefordert wird, bekommen die Datenpakete mit dem Webseiteninhalt den Port 80 (http) zugewiesen. Nach dem Zuweisen eines Ports spricht man nicht mehr von Daten, sondern von einem Segment.

Geräte der Schicht: Hosts und Firewalls (Portbasierte)

Mögliche Protokolle: TCP, UDP

Schicht 3 (Vermittlungsschicht/Network Layer):

Schicht 3 oder auch Vermittlungsschicht genannt, dient der logischen Adressierung von Segmenten bzw. nach dem Adressieren sog. Pakete. Zur Adressierung wird eine IP-Adresse genutzt. Bei der Adressierung wird wie bei einem Brief der Sender und Empfänger über die IP-Adresse angegeben und dient dem späteren Routing im Netzwerk. Über die IP-Adresse können Pakete in andere Netzwerke verschickt werden (Routing).

Geräte der Schicht: Router und Layer-3 Switche

Mögliche Protokolle: IP

Schicht 2 (Sicherungsschicht/Data Link Layer):

Auf dieser Schicht erfolgt das Aufteilen der Pakete in sog. Frames. Dies geschieht, wenn ein Paket die maximale Paketgröße überschreitet. Beim Aufteilen bekommt jedes Packet die Portnummer, Versand- und Empfänger-IP-Adresse. Man spricht danach auch nicht mehr von einem Paket, sondern von einem Frame. Um sicherzustellen, dass bei der Übertragung keine Fehler auftreten, werden sogenannte Prüfsummen von den einzelnen Frames gebildet und angehangen, damit der Empfänger anhand der Summe prüfen kann, ob es Übertragungsfehler gab. In der Sicherungsschicht wird die MAC-Adresse (Media-Access-Control) an den Frame gehangen. Die MAC-Adresse ist eine eindeutige Adresse, welche einem Gerät bzw. einem Netzwerkadapter zugewiesen wird. Sie dient der eindeutigen Identifikation innerhalb eines Netzes.

Geräte der Schicht: Switche (Layer-2), WLAN-Access Point 

Mögliche Protokolle: Ethernet

Schicht 1 (Physikalische Schicht/Physical Layer):

Die Bitübertragungsschicht fungiert als Schnittstelle zwischen Schicht 2 und dem Medium, auf dem die Signale übertragen werden. Abhängig vom Medium unterscheidet sich die Kodierung der Bits. Die Übertragung kann z.B. durch Elektrische-, Lichtwellen- oder Funksignale stattfinden.

Geräte der Schicht: Hub, Repeater, Medium

Mögliche Protokolle: "Ethernet"


 Zusammenfassung

Das OSI-Modell gliedert sich in 7 Schichten. Diese Schichten sind z.B. für die Datenstandardisierung, Adressierung und Kodierung zuständig. Sie sind:

Schicht 7 (Anwendungsschicht/Application Layer) = Schnittstelle zwischen Benutzer und darunter liegenden Schichten

Schicht 6 (Darstellungsschicht/Presentation Layer) = dient dem Codieren, Konvertieren und der Kompression von Daten

Schicht 5 (Sitzungsschicht/Session Layer) = steuert Sitzungen zwischen Geräten

Schicht 4 (Transportschicht/Transport Layer) = für Portvergabe, Flusskontrolle, Verbindungsauf- und Abbau, Segmentierung und Stauvermeidung zuständig

Schicht 3 (Vermittlungsschicht/Network Layer) = Routing, IP-Adressierung, Quality of Service (QoS)

Schicht 2 (Sicherungsschicht/Data Link Layer) = Sicherung der Übertragung, Flusssteuerung, MAC-Adressierung, FCS und einteilen in Frames

Schicht 1 (Physikalische Schicht/Physical Layer) = Physische Übertragung auf Medium (Kodierung)


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