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OSI-Schichtmodell¶
Das OSI-Schichtmodell (Open Systems Interconnection Model) ist ein theoretisches Referenzmodell für Netzwerke, das die Kommunikation in sieben Schichten unterteilt. Es dient als theoretische Grundlage für Netzwerkprotokolle und beschreibt, wie Daten von einer Anwendung eines Geräts zu einer Anwendung eines anderen Geräts übertragen werden. In der Praxis wird häufig das TCP/IP-Schichtmodell verwendet, das in vielen realen Netzwerken zugrunde liegt, während das OSI-Modell hauptsächlich als theoretische Grundlage dient.
Jede Schicht hat eine spezifische Aufgabe und kommuniziert nur mit der darüber- und darunterliegenden Schicht. Das Modell hilft dabei, Netzwerkprobleme zu analysieren, Protokolle zu standardisieren und die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen zu gewährleisten.
OSI-Schichten¶
1. Bitübertragungsschicht (Physical Layer)¶
Die Bitübertragungsschicht sorgt für die physikalische Übertragung von Daten über ein Medium wie Kupferkabel, Glasfaser oder Funk.
2. Sicherungsschicht (Data Link Layer)¶
Diese Schicht organisiert die fehlerfreie Übertragung von Datenframes zwischen direkt verbundenen Geräten. Sie regelt Zugriffsverfahren und Fehlerkorrekturen.
3. Vermittlungsschicht (Network Layer)¶
In der Vermittlungsschicht erfolgt das Routing der Datenpakete durch das Netzwerk. Sie bestimmt den optimalen Pfad von Quelle zu Ziel und nutzt dazu IP-Adressen. Geräte, welche auf der Vermittlungsschicht arbeiten sind beispielsweise Layer-3-Switche und Router.
4. Transportschicht (Transport Layer)¶
Diese Schicht sorgt für eine zuverlässige oder unzuverlässige Datenübertragung. Sie steuert die Flusskontrolle, Fehlerkontrolle und Segmentierung.
5. Sitzungsschicht (Session Layer)¶
Die Sitzungsschicht verwaltet und steuert die Dauer einer Kommunikationssitzung zwischen zwei Systemen.
6. Darstellungsschicht (Presentation Layer)¶
Hier werden Datenformate standardisiert, Verschlüsselung und Komprimierung durchgeführt.
7. Anwendungsschicht (Application Layer)¶
Diese Schicht stellt Netzwerkdienste für Anwendungen bereit, z. B. HTTP, FTP oder E-Mail-Dienste.
Übersichtstabelle der OSI-Schichten¶
| Nr. | Schicht (Deutsch) | Schicht (Englisch) | Adressierung | Beschreibung | Netzwerkgerät |
|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Anwendungsschicht | Application Layer | URLs, Domänen | Stellt Netzwerkdienste für Anwendungen bereit | Gateway, Firewall |
| 6 | Darstellungsschicht | Presentation Layer | Keine | Wandelt Daten in ein einheitliches Format um | Gateway |
| 5 | Sitzungsschicht | Session Layer | Keine | Steuert Sitzungsaufbau, -steuerung, -abbau | Gateway |
| 4 | Transportschicht | Transport Layer | Portnummern | Regelt den sicheren und zuverlässigen Transport | Firewall |
| 3 | Vermittlungsschicht | Network Layer | IP-Adressen | Bestimmt die optimale Route für Datenpakete | Router |
| 2 | Sicherungsschicht | Data Link Layer | MAC-Adressen | Organisiert fehlerfreie Datenübertragung | Switch, Bridge |
| 1 | Bitübertragungsschicht | Physical Layer | Keine | Physische Datenübertragung über das Medium | Repeater, Hub, Kabel |
Bedeutung des OSI-Modells¶
Das OSI-Modell hilft Entwicklern und Netzwerkadministratoren, Fehler zu lokalisieren, Netzwerke zu optimieren und Kommunikationsprozesse besser zu verstehen. In der Praxis werden oft mehrere Schichten von Protokollen wie TCP/IP kombiniert, um eine funktionierende Netzwerkkommunikation zu ermöglichen.
Vorteile & Nachteile des OSI-Modells¶
| Aspekt | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Struktur | Klare Trennung der Funktionen | In der Praxis nicht immer exakt anwendbar |
| Standardisierung | Herstellerunabhängig, fördert Interoperabilität | Manche Protokolle überschneiden mehrere Schichten |
| Fehlersuche | Erleichtert Netzwerkdiagnose | Komplex für Einsteiger |
| Modularität | Austausch einzelner Protokolle möglich | Nicht alle realen Netzwerke folgen exakt dem Modell |