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- Das OSI-Referenzmodell

 
 
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1. Allgemeines

Die ISO (International Standards Organization) entwickelt das Referenzmodell OSI (Open Systems Interconnection) im Jahre 1978, um Rechner verschiedenster Hersteller unter verschiedensten Betriebssystemen miteinander verbinden zu können. 1983 wird es dann zum Standard erhoben.

Hier wird beschrieben, wie die Daten zwischen der physikalischen Netzverbindung (Kabel) und der Anwendung (Programm) fließen. Damit wird weitgehende Kompatibilität von Hard- und Software unterschiedlicher Hersteller gewährleistet.

 

2. Die Schichten

Die Schichten (layer) sind von unten (physikalische Netzverbindung) nach oben (Anwendung) nummeriert, wobei die nächst Höhere immer die Dienste der nächst Niedrigeren in Anspruch nimmt. Wichtig: Die Funktionsmechanismen der jeweiligen Schicht sind nur dieser bekannt und für die Funktion der jeweils über-/ untergeordneten Schichten irrelevant, lediglich die Schnittstellen sind einheitlich definiert.

 

7:  Anwendung - Anwendungsschicht
- (application layer)

dient dem Zugriff von Programmen auf Netzwerkdienste

-Dateidienste (z.B. NFS),

-Druckdienste (z.B. LPR/LPD),

-Nachrichtendienste (z.B. SMTP, SNMP).

 

6:  Darstellung - Darstellungsschicht
- (presentation layer)

Diese Schicht erledigt zwei Hauptaufgaben:

-Übersetzen und

-Verschlüsseln.

Eine Übersetzung ist unumgänglich, wenn die verbundenen Rechnersysteme zum Verbindungsaufbau verschiedene Kommandos oder verschiedene Zeichensätze benutzen.

Ein Verschlüsselung findet statt, wenn die zu übertragenden Daten vertraulich sind. Hierzu werden oft Public- oder Private-Key-Systeme benutzt.

Beispielprotokoll: ASN.1, XDR.

 

5:  Steuerungs - Kommunikations - Schicht
- (session layer)

die Kommunikations- und Steuerschicht nimmt Kontakt auf, führt die Verbindung (session) und beendet sie

Beispielprotokoll: Telnet, RPC.

 

4:  Transport - Transportschicht
- (transport layer)

Diese Schicht stellt sicher, das die Daten ankommen. Sie startet eine erneute Übertragung, falls Daten verloren gehen. Zudem findet hier eine weitere Adressierung unter Zuhilfenahme spezieller Serviceadressen statt, die sich von den logischen Adressen der Schicht 3 unterscheiden. Die sogenammten Ports oder Sockets beziehen sich auf einen Dienst, den ein Rechnersystem zur Verfügung stellt.

Beispielprotokolle: TCP, UDP.

 

3:  Netzwerk – Vermittlungsschicht
- (network layer)

adressiert Nachrichten, übersetzt logische in physikalische Adressen, bestimmt die Route der Daten zu ihrem Ziel z.B. nach Priorität (ATM), Netzlast, Verfügbarkeit von Vermittlungsstellen, etc...

Beispielprotokolle: IP, X.25, IPX.

 

2:  Datensicherung – Sicherungsschicht
- (data link layer)

Die Sicherungsschicht gruppiert mehrere physikalische Bits zu Rahmen (Frames). Außerdem werden hier Übertragungsfehler erkannt und eventuell korrigiert. Sie kontrolliert den Datenfluss des Netzwerks und ist auch in der Lage, einzelne Rechner (eigentlich deren Netzwerkanschluß) anhand ihrer Hardwareadresse zu unterscheiden. Bei dieser Schicht findet eine weitere Unterteilung statt in

-Media Access Control (MAC) und

-Logical Link Control (LLC).

Dabei legt die MAC-Subschicht fest, wie das Netzwerk funktioniert, nicht, wie es aussieht. Ein Beispiel: Token-Ring-Netzwerke sind physikalisch gesehen Sterntopologien, logisch gesehen aber Ringtopologien. Hier wird die Trennung der Schicht 2 deutlich: MAC sieht einen Token-Ring als Stern, LLC als Ring.

Beispielprotokolle: HDLC, SDLC, X.75(ISDN), ATM.

 

1:  phys. Schicht - Bitübertragungsschicht
- (physical layer)

überträgt die Pakete über Netzwerkkarte und Kabel

Diese Schicht ist nur damit beschäftigt, die einzelnen Signale "0" oder "1" über das Kommunikationsmedium zu übertragen. Wenn der Sender eine "1" schickt, dann ist es Aufgabe der physikalischen Schicht, dafür zu sorgen, dass der Empfänger auch eine "1" erhält. In diese Schicht fallen folgende Spezifikationen:

Festlegen-
  • -des Übertragungsmediums,
  • -des Übertragungsgerätes,
  • -der Netzwerkstruktur und der
  • -Datensignale (Bandbreite, Synchronisation, Multiplexing, etc.).

Beispielprotokolle: X.21, RS232C, V.24, 802.3z, "Bluetooth"

 

Hinweis:

Nicht jede Schicht beinhaltet genau ein Protokoll. Tatsächlich kann eine Schicht des Referenzmodells auch durch zwei oder sogar mehr Protokolle gebildet sein.
Andererseits werden zur Kommunikation unter Umständen auch nicht alle Schichten benötigt.

 

3. Der Transport

Das Datenpaket (die eigentlichen Nutzdaten) durchläuft beim Absender nacheinander alle Schichten von 7 bis 1, bis es auf das Transportmedium (Kabel, LWL, Funkwellen...) gelangt. Dabei erhält es in jeder Schicht Protokollinformationen, die in der jeweils tieferen Schicht als Nutzdaten betrachtet werden und somit nicht verändert werden dürfen. Auf Empfängerseite werden die Daten in jeder Schicht -wie eine Zwiebel von ihrer Schale- wieder von den Protokolldaten befreit, so das am Ende auf Schicht 7 wieder die eigentlichen Nutzdaten zur Verfügung stehen.

Die Protokollinformationen im Kopf (Header) sind zu Beispiel Absender- und Empfängeradresse, Dienstarten und viele andere, die für eine erfolgreiche Kommunikation unerlässlich sind. Dazu kommt in Schicht 2 noch eine weitere Protokollinformation als Anhang (Trailer), die eine Prüfsumme über das gesamte Datenpaket inklusive aller Protokollinformationen errechnet. Damit kann auf der Empfängerseite auf korrekte Datenübermittlung geprüft werden.

Header und Trailer eines Datenpaketes bilden einen Rahmen (Frame) um das Paket. Diese Bezeichnung wird aber oft (fälschlicherweise) für das gesamte Datenpaket an sich benutzt.

 

 

 


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