Das Open Systems Interconnection (OSI)-Modell ist ein konzeptionelles Modell zur Beschreibung der Funktionen eines Netzwerksystems. Es wurde ursprünglich von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) im Jahr 1984 entwickelt. Das OSI-Modell bezieht sich nicht direkt auf ein Netzwerksystem, sondern beschreibt die Netzwerkarchitektur und ermöglicht die Kommunikation und den Datenaustausch zwischen verschiedenen Computersystemen unterschiedlicher Hersteller unter Verwendung von Standardprotokollen.
Bei der Verwendung des OSI-Modells erfolgt die Kommunikation zwischen Computersystemen über sieben Abstraktionsschichten; die Abfolge der 7 Schichten des OSI-Modells kann man sich leicht mit diesem einfachen Satz merken: „Alle Menschen scheinen Datenverarbeitung zu brauchen.“
Alle = AnwendungsschichtPersonen = DarstellungsschichtSchein = SitzungsschichtZu = TransportschichtBedarf = NetzwerkschichtDaten = DatenverbindungsschichtVerarbeitung = Physikalische Schicht
Lassen Sie uns die einzelnen Schichten genauer betrachten. Wir beginnen mit den ersten drei Schichten: Anwendung, Präsentation und Sitzung, bekannt als Softwareschicht. Dann werden wir das Herzstück des OSI-Modells, die Transportschicht, betrachten. Abschließend werden wir die letzten drei Schichten besprechen: Netzwerk, Datenverbindung und physikalische Schicht, die als Hardwareschicht bezeichnet wird.
Anwendungsschicht (Daten)
Die Anwendungsschicht stellt eine Schnittstelle zwischen Endbenutzern und Softwareanwendungen dar. Sie empfängt Daten von den Endbenutzern und zeigt ihnen die empfangenen Daten an. Diese Schicht enthält nicht die Endbenutzeranwendungen, sondern erleichtert die Kommunikation mit den unteren Schichten. Zu den Protokollen, die in dieser Schicht zu finden sind, gehören HTTP, HTTPS, FTP, TFTP, Telnet, SNMP, DNS, Rlogin, SMTP, POP3, IMAP und LDAP.
Präsentationsschicht (Daten)
Diese Schicht ermöglicht die Präsentation von Daten für die obere Schicht. Hauptsächlich stellt sie das Kodierungsschema und die Ver-/Entschlüsselung für die sichere Übertragung bereit. Sie übersetzt z. B. das Anwendungsformat in das Netzformat und umgekehrt. Protokolle dieser Schicht: JPEG, BMP, GIF, TIF, PNG, MP3, MIDI, ASCII & ANSI, usw.
Sitzungsschicht (Daten)
Wenn zwei Computergeräte miteinander kommunizieren müssen, muss eine Sitzung eingerichtet werden, was in dieser Schicht geschieht. Einige der Funktionen dieser Schicht sind der Aufbau, die Verwaltung (Koordination) und die Beendigung von Sitzungen. Ein gutes Beispiel für die Funktion dieser Schicht ist ein Telefongespräch, bei dem zunächst die Verbindung hergestellt, dann eine Nachricht ausgetauscht und schließlich die Sitzung beendet wird. Einige der Protokolle dieser Schicht sind SIP, NFS, SQL, ASP und RDBMS.
Transportschicht (Segment)
Diese Schicht, die oft als das Herzstück des OSI-Modells angesehen wird, ist für die Steuerung des Datenflusses zwischen zwei Geräten zuständig. So bestimmt diese Schicht beispielsweise die Menge der zu sendenden Daten und den Ort, an den sie gesendet werden sollen. Diese Schicht ist auch für die Datenfluss- und Fehlerkontrolle zuständig. Die Datenflusskontrolle bestimmt beispielsweise die optimale Geschwindigkeit für das Senden von Daten, um eine Überflutung des Empfängers mit Daten zu vermeiden, wenn die Verbindungsgeschwindigkeit zwischen den beiden kommunizierenden Parteien unterschiedlich ist. Gleichzeitig sorgt die Fehlerkontrolle dafür, dass die Daten erneut übertragen werden, wenn einige Pakete auf der Empfängerseite verloren gegangen sind. Das bekannteste Beispielprotokoll dieser Schicht ist das TCP-Protokoll, das Teil der TCP/IP-Protokollsuite ist. Weitere Protokolle auf dieser Schicht sind TCP, UDP und SPX.
Netzwerkschicht (Paket)
Die Netzwerkschicht ist für die Weiterleitung von Datenpaketen und das Routing von Daten zwischen Routern zuständig. Sie erleichtert die Datenübertragung zwischen zwei Geräten, die sich in zwei verschiedenen Netzen befinden. Wenn Sie beispielsweise eine Nachricht von Ihrem Computer in New York an einen Server in San Francisco senden wollen, gibt es Tausende von Routern und vielleicht Millionen von Wegen zwischen diesen beiden Punkten. Die Router dieser Schicht helfen Ihnen jedoch, dies effizient zu tun, indem sie automatisch den nächstgelegenen Weg auswählen. Die Netzwerkschicht ist auch für die Übersetzung der logischen Adressen in physikalische Adressen und für die Datenfragmentierung zuständig. Daher zerlegt sie Datensegmente in kleinere Einheiten, die als Pakete bezeichnet werden, bevor sie an andere Netze gesendet werden.
Data Link Layer (Frame)
Diese Schicht stellt eine Verbindung zwischen zwei Geräten her, die sich im selben physischen Netz befinden, z. B. zwischen zwei Geräten im selben LAN. Diese Schicht empfängt Pakete von der Netzwerkschicht und zerlegt sie in kleine Einheiten, die Frames genannt werden. Die Datenverbindungsschicht führt auch die Datenfluss- und Fehlerkontrolle innerhalb von Intranets durch. Sie enthält zwei weitere Unterschichten: die Media Access Control (MAC)-Schicht und die Logical Link Control (LLC)-Schicht. In der Regel arbeiten Netzwerk-Switches auf dieser Schicht. Einige Protokolle innerhalb dieser Schicht sind PPP, HDLC, ATM, Frame Relay, SLIP und Ethernet.
Physikalische Schicht (binär)
Diese Schicht befindet sich am unteren Ende der OSI-Schicht. Sie stellt die physikalische Komponente des OSI-Modells dar, einschließlich des Kabeltyps, der Funkfrequenzen (bei Verwendung einer drahtlosen Verbindung), der Anordnung der Pins und der Spannungen. Diese Schicht ist für die Übermittlung der Rohdaten von der physikalischen Schicht des sendenden Geräts an die physikalische Schicht des empfangenden Geräts verantwortlich. Zu den gängigen Geräten dieser Schicht gehören Netzwerk-Hubs, Kabel, Repeater und Modems.
Zusammenfassung
Obwohl das OSI-Modell schon vor Jahren entwickelt wurde, ist es immer noch das wichtigste Modell zur Darstellung der Netzwerkarchitektur. Alle professionellen Zertifizierungskurse und -tests für Netzwerke enthalten einen Abschnitt über die OSI-Schichten. Das OSI-Referenzmodell ist nach wie vor der wichtigste Leitfaden für Software-Entwickler und Hardware-Hersteller, um interoperable Programme und Geräte zu erstellen, die die digitale Kommunikation erleichtern.