OSI-Referenzmodell: Unterschied zwischen den Versionen

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'''OSI-Referenzmodell''' - [[Referenzmodell]] für [[Netzwerkprotokoll]]e
 
== Beschreibung ==
<div class="float">
{{:OSI-Referenzmodell/Schichten}}
</div>
 
; Open Systems Interconnection model (OSI)
* [[Referenzmodell]] für [[Netzwerkprotokoll]]e als [[Schichtenarchitektur]]
 
; Ziele
* Kommunikation über unterschiedlichste technische Systeme
* Weiterentwicklung begünstigen
 
; Entwicklung
* seit 1977
* 1983 von der [[Internationale Fernmeldeunion|International Telecommunication Union]] (ITU) veröffentlicht
* 1984 auch von der [[International Organization for Standardization]] (ISO) als [[Standard]] veröffentlicht
 
 
=== Deutsche Bezeichnungen ===
{| class="options big col1center wikitable"
|-
| class="osicolor7" | 7
| class="osicolor7" | [[OSI/7 Application|Application]]‎
| class="osicolor7" | Anwendung
|-
| class="osicolor6" | 6
| class="osicolor6" | [[OSI/6 Presentation|Presentation‎]]
| class="osicolor6" | Darstellung
|-
| class="osicolor5" | 5
| class="osicolor5" | [[OSI/5 Session|Session‎]]
| class="osicolor5" | Sitzung
|-
| class="osicolor4" | 4
| class="osicolor4" | [[OSI/4 Transport‎|Transport]]
| class="osicolor4" | Transport
|-
| class="osicolor3" | 3
| class="osicolor3" | [[OSI/3 Network|Network‎]]
| class="osicolor3" | Vermittlung
|-
| class="osicolor2" | 2
| class="osicolor2" | [[OSI/2 Data Link|Data Link‎]]
| class="osicolor2" | Sicherung
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| class="osicolor1" | 1
| class="osicolor1" | [[OSI/1 Physical|Physical‎]]
| class="osicolor1" | Bitübertragung
|}
 
=== Zuordnung zu DoD-Schichten ===
{| class="options big col1center col3center wikitable"
|-
! [[OSI]] !! Name
! [[DoD]]
|-
| class="osicolor7" | 7
| class="osicolor7" | [[OSI/7 Application|Application]]‎
| class="osicolor7" | 4
|-
| class="osicolor6" | 6
| class="osicolor6" | [[OSI/6 Presentation|Presentation‎]]
| class="osicolor7" | 4
|-
| class="osicolor5" | 5
| class="osicolor5" | [[OSI/5 Session|Session‎]]
| class="osicolor7" | 4
|-
| class="osicolor4" | 4
| class="osicolor4" | [[OSI/4 Transport‎|Transport]]
| class="osicolor4" | 3
|-
| class="osicolor3" | 3
| class="osicolor3" | [[OSI/3 Network|Network‎]]
| class="osicolor3" | 2
|-
| class="osicolor2" | 2
| class="osicolor2" | [[OSI/2 Data Link|Data Link‎]]
| class="osicolor2" | 1
|-
| class="osicolor1" | 1
| class="osicolor1" | [[OSI/1 Physical|Physical‎]]
| class="osicolor2" | 1
|}
 
== Schichten-Modell ==
; Sieben aufeinander aufbauende Schichten
''Layers'' mit festgelegten (diskreten) Aufgaben und klare [[Schnittstelle]]n
* Definierte Netzwerkprotokolle
* Protokolle der gleichen Schicht sind austauschbar
 
=== Funktionen ===
[[Abstraktionsgrad]] nimmt von Schicht 1 bis 7 zu
{| class="options col1center big wikitable"
|-
! Layer !! !! Deutsch || Beschreibung
|-
| class="osicolor7" | 7
| class="osicolor7" | [[OSI/7 Application|Application]]‎
| class="osicolor7" | Anwendung
| class="osicolor7" | Funktionen für Anwendungen, Dateneingabe und -ausgabe
|-
| class="osicolor6" | 6
| class="osicolor6" | [[OSI/6 Presentation|Presentation‎]]
| class="osicolor6" | Darstellung
| class="osicolor6" |Umwandlung der systemabhängigen Daten in ein unabhängiges Format
|-
| class="osicolor5" | 5
| class="osicolor5" | [[OSI/5 Session|Session‎]]
| class="osicolor5" | Sitzung
| class="osicolor5" | Steuerung der Verbindungen und des Datenaustauschs
|-
| class="osicolor4" | 4
| class="osicolor4" | [[OSI/4 Transport‎|Transport]]
| class="osicolor4" | Transport
| class="osicolor4" | Zuordnung der Datenpakete zu einer Anwendung
|-
| class="osicolor3" | 3
| class="osicolor3" | [[OSI/3 Network|Network‎]]
| class="osicolor3" | Vermittlung
| class="osicolor3" | Routing der Datenpakete zum nächsten Knoten
|-
| class="osicolor2" | 2
| class="osicolor2" | [[OSI/2 Data Link|Data Link‎]]
| class="osicolor2" | Sicherung
| class="osicolor2" | Segmentierung der Pakete in Frames und Hinzufügen von Prüfsummen
|-
| class="osicolor1" | 1
| class="osicolor1" | [[OSI/1 Physical|Physical‎]]
| class="osicolor1" | Bitübertragung
| class="osicolor1" | Bit zum Medium passendes Signal umwandeln, physikalische Übertragung
|}
 
=== Dienste ===
In einem [[Rechnernetz|Computernetz]] werden den verschiedenen Clients [[Dienst (Telekommunikation)|Dienste]] unterschiedlichster Art durch andere Hosts bereitgestellt
* Dabei gestaltet sich die dafür erforderliche Kommunikation komplizierter, als sie zu Beginn erscheinen mag, da eine Vielzahl von Aufgaben bewältigt und Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Effizienz usw. erfüllt werden müssen
* Die zu lösenden Probleme reichen von Fragen der elektronischen Übertragung der [[Signal]]e über eine geregelte Reihenfolge in der [[Kommunikation]] bis hin zu abstrakteren Aufgaben, die sich innerhalb der kommunizierenden Anwendungen ergeben
 
==== Vielzahl von Aufgaben ====
Aufgrund dieser Vielzahl von Aufgaben wurde das OSI-Modell eingeführt
* bei dem die Kommunikationsabläufe in sieben Ebenen (auch Schichten genannt) aufgeteilt werden
* Dabei werden auf jeder einzelnen Schicht die [[Anforderung (Informatik)|Anforderungen]] separat umgesetzt
 
==== Instanzen ====
[[Datei:Osi-modell-kommunikation.svg|mini|400px|Kommunikation im OSI-Modell am Beispiel der Schichten 3 bis 5]]
'''Instanzen müssen auf Sender- und Empfängerseite nach festgelegten Regeln arbeiten'''
* Verarbeitung von Daten ermöglichen
* Die Festlegung dieser Regeln wird in einem [[Netzwerkprotokoll|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
 
== Design und Funktionen ==
; Verständnis von [[Netzwerkprotokoll|Netzwerkprotokollen]]
<div class="float">
{{:OSI-Referenzmodell/Design}}
</div>
 
Auf der Basis dieses Modells sind auch Netzwerkprotokolle entwickelt worden, die fast ausschließlich von Anbietern der öffentlichen [[Kommunikationstechnologie|Kommunikationstechnik]] verwendet wurden
* Im privaten und kommerziellen Bereich wird hauptsächlich die [[Internetprotokolle|TCP/IP-Protokoll]]-Familie eingesetzt
* Das [[TCP/IP-Referenzmodell]] ist sehr speziell auf den Zusammenschluss von Netzen ''(internetworking)'' zugeschnitten
 
Die nach dem OSI-Referenzmodell entwickelten Netzprotokolle haben mit der TCP/IP-Protokollfamilie gemeinsam, dass es sich um hierarchische Modelle handelt
* Es gibt aber wesentliche konzeptionelle Unterschiede
* OSI legt die Dienste genau fest, die jede Schicht für die nächsthöhere zu erbringen hat
* TCP/IP hat kein derartig strenges Schichtenkonzept wie OSI
* Weder sind die Funktionen der Schichten genau festgelegt, noch die Dienste
* Es ist erlaubt, dass eine untere Schicht unter Umgehung dazwischenliegender Schichten direkt von einer höheren Schicht benutzt wird
 
=== Analogie ===
; Versand einer [[Nachricht]] an einen Geschäftspartner
* Auf der Seite des Empfängers wird dieser Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, bis der Geschäftspartner die Nachricht auf ein Diktiergerät gesprochen vorfindet
* Diese Analogie zeigt nicht auf, welche Möglichkeiten der Fehlerüberprüfung und -behebung das OSI-Modell vorsieht, da diese beim Briefversand nicht bestehen
 
{| class="options wikitable"
|-
! Akteur !! OSI-Schicht !!
|-
| class="osicolor7" | Firmenmitarbeiter /<br>Geschäftspartner
| class="osicolor7" | Anwendung
| class="osicolor7" |
* Der Mitarbeiter ist mit dem Anwendungsprozess, der die [[Kommunikation]] anstößt, gleichzusetzen
* Er spricht die Nachricht auf ein [[Diktiergerät]]
|-
| class="osicolor6" | Assistent
| class="osicolor6" | Darstellung
| class="osicolor6" |
* Sein Assistent bringt die Nachricht auf [[Papier]]
* Der Assistent wirkt somit als Darstellungsschicht
|-
| class="osicolor5" | Sekretär
| class="osicolor5" | Sitzung
| class="osicolor5" |
* Danach gibt er die Nachricht an den Sekretär, der den Versand der Nachricht verwaltungstechnisch abwickelt und damit die Sitzungsschicht repräsentiert
|-
| class="osicolor4" | Hauspostmitarbeiter
| class="osicolor4" | Transport
| class="osicolor4" |
* Der Hauspostmitarbeiter (gleich Transportschicht) bringt den [[Brief]] auf den Weg
|-
| class="osicolor3" | Briefpost
| class="osicolor3" | Vermittlung
| class="osicolor3" |
* Dazu klärt er mit der Vermittlungsschicht (gleich Briefpost), welche Übertragungswege bestehen, und wählt den geeigneten aus
|-
| class="osicolor2" | Verteilstelle
| class="osicolor2" | Sicherung
| class="osicolor2" |
* Der Postmitarbeiter bringt die nötigen Vermerke auf den Briefumschlag an und gibt ihn weiter an die Verteilstelle, die der Sicherungsschicht entspricht
|-
| class="osicolor1" | Transportmittel
| class="osicolor1" | Bitübertragung
| class="osicolor1" |
* Von dort gelangt der Brief zusammen mit anderen in ein Transportmittel wie [[Lastkraftwagen|LKW]] oder [[Flugzeug]] und nach eventuell mehreren Zwischenschritten zur Verteilstelle, die für den Empfänger zuständig ist
|}
 
== Standardisierung ==
'''Das Referenzmodell wird bei der [[Internationale Organisation für Normung|ISO]] weiterentwickelt'''
* Der aktuelle Stand ist in der Norm ISO/IEC 7498-1:1994 nachzulesen
* Das technische Komitee „Information Processing Systems“ hatte sich das Ziel gesetzt, informationsverarbeitende Systeme verschiedener Hersteller zur Zusammenarbeit zu befähigen
* Daher kommt die Bezeichnung „Open Systems Interconnection“
 
An der Arbeit im Rahmen der ISO nahm auch der Ausschuss ''Offene Kommunikationssysteme'' des [[Deutsches Institut für Normung|DIN]] teil, der dann den ISO-Standard auch als deutsche Industrienorm in der englischen Originalfassung des Textes übernahm
* Auch [[ITU-T]] übernahm ihn: In einer Serie von Standards X.200, X.207, … sind nicht nur das Referenzmodell, sondern auch die Services und Protokolle der einzelnen Schichten spezifiziert
 
Weitere Bezeichnungen für das Modell sind ''ISO/OSI-Modell'', ''OSI-Referenzmodell'', ''OSI-Schichtenmodell'' oder ''7-Schichten-Modell''
 
; Standardisierungsdokumente
* ISO 7498-1 (DIN ISO 7498)
* ITU-T X.200
* X.207
* …
 
== Übersicht ==
{| class="options small wikitable col1center"
|-
! OSI !! Name !! [[DoD]] !! Einordnung !! Protokolle !! Einheiten !! Komponente !! Einordnung
|-
| class="osicolor7" | 7 || [[OSI/7 Application|Application]]‎
| class="osicolor7" rowspan="3" | Application
| rowspan="3" class="osicolor7" | Anwendung
| rowspan="3" class="osicolor7" | [[DHCP]], [[DNS]], [[FTP]], [[HTTP]] [[LDAP]], [[SMTP]]
| class="osicolor7" rowspan="3" | Daten
| class="osicolor7" rowspan="4" | [[Gateway]], [[Proxy]], [[Content-Switch]]
| class="osicolor7" rowspan="5" | Ende zu Ende <br>([[Multihop]])
|-
| class="osicolor6" | 6
| class="osicolor6" | [[OSI/6 Presentation|Presentation‎]]
|-
| class="osicolor5" | 5
| class="osicolor5" | [[OSI/5 Session|Session‎]]
|-
| class="osicolor4" | 4
| class="osicolor4" | [[OSI/4 Transport‎|Transport]]
| class="osicolor4" | Transport
| rowspan="4" class="osicolor4" | Transport
| class="osicolor4" | [[TCP]], [[UDP]], [[SCTP]], [[SPX]]
| class="osicolor4" | [[TCP | Segment]], [[UDP | Datagramm]]
|-
| class="osicolor3" | 3
| class="osicolor3" | [[OSI/3 Network|Network‎]]
| class="osicolor3" | Internet
| class="osicolor3" | [[ICMP]], [[IGMP]], [[IP]], [[IPsec]], [[IPX]]
| class="osicolor3" | [[Datagramm]]
| class="osicolor3" | [[Router]], [[Layer-3-Switch]]
|-
| class="osicolor2" | 2
| class="osicolor2" | [[OSI/2 Data Link|Data Link‎]]
| class="osicolor2" rowspan="2" | Network
| class="osicolor2" | [[Ethernet]], [[WLAN]], [[MAC]], [[Token_Ring]], [[ARCNET]]
| class="osicolor2" | [[Frame]]
| class="osicolor2" | [[Bridge]], [[Switch]], [[WLAN|WLAN Access Point]]
| class="osicolor2" rowspan="2" | Direktverbindung</br>Punkt zu Punkt
|-
| class="osicolor1" | 1
| class="osicolor1" | [[OSI/1 Physical|Physical‎]]
| class="osicolor1" | [[1000BASE-T]], [[Token Ring]]
| class="osicolor1" | [[Bit]], [[Symbole]]
| class="osicolor1" | [[Netzwerkkabel]], [[Repeater]], [[Hub]]
|}
 
== Anhang ==
=== Siehe auch ===
{{Special:PrefixIndex/OSI}}
 
==== Links ====
===== Weblinks =====
# https://de.wikipedia.org/wiki/OSI-Modell
 
[[Kategorie:OSI]]
</noinclude>

Aktuelle Version vom 16. November 2024, 21:29 Uhr

OSI-Referenzmodell - Referenzmodell für Netzwerkprotokolle

Beschreibung

Open Systems Interconnection model (OSI)
Ziele
  • Kommunikation über unterschiedlichste technische Systeme
  • Weiterentwicklung begünstigen
Entwicklung


Deutsche Bezeichnungen

7 Application Anwendung
6 Presentation‎ Darstellung
5 Session‎ Sitzung
4 Transport Transport
3 Network‎ Vermittlung
2 Data Link‎ Sicherung
1 Physical‎ Bitübertragung

Zuordnung zu DoD-Schichten

OSI Name DoD
7 Application 4
6 Presentation‎ 4
5 Session‎ 4
4 Transport 3
3 Network‎ 2
2 Data Link‎ 1
1 Physical‎ 1

Schichten-Modell

Sieben aufeinander aufbauende Schichten

Layers mit festgelegten (diskreten) Aufgaben und klare Schnittstellen

  • Definierte Netzwerkprotokolle
  • Protokolle der gleichen Schicht sind austauschbar

Funktionen

Abstraktionsgrad nimmt von Schicht 1 bis 7 zu

Layer Deutsch Beschreibung
7 Application Anwendung Funktionen für Anwendungen, Dateneingabe und -ausgabe
6 Presentation‎ Darstellung Umwandlung der systemabhängigen Daten in ein unabhängiges Format
5 Session‎ Sitzung Steuerung der Verbindungen und des Datenaustauschs
4 Transport Transport Zuordnung der Datenpakete zu einer Anwendung
3 Network‎ Vermittlung Routing der Datenpakete zum nächsten Knoten
2 Data Link‎ Sicherung Segmentierung der Pakete in Frames und Hinzufügen von Prüfsummen
1 Physical‎ Bitübertragung Bit zum Medium passendes Signal umwandeln, physikalische Übertragung

Dienste

In einem Computernetz werden den verschiedenen Clients Dienste unterschiedlichster Art durch andere Hosts bereitgestellt

  • Dabei gestaltet sich die dafür erforderliche Kommunikation komplizierter, als sie zu Beginn erscheinen mag, da eine Vielzahl von Aufgaben bewältigt und Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Effizienz usw. erfüllt werden müssen
  • 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

Vielzahl von Aufgaben

Aufgrund dieser Vielzahl von Aufgaben wurde das OSI-Modell eingeführt

  • bei dem die Kommunikationsabläufe in sieben Ebenen (auch Schichten genannt) aufgeteilt werden
  • Dabei werden auf jeder einzelnen Schicht die Anforderungen separat umgesetzt

Instanzen

Kommunikation im OSI-Modell am Beispiel der Schichten 3 bis 5

Instanzen müssen auf Sender- und Empfängerseite nach festgelegten Regeln arbeiten

  • Verarbeitung von Daten ermöglichen
  • 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

Design und Funktionen

Verständnis von Netzwerkprotokollen

Auf der Basis dieses Modells sind auch Netzwerkprotokolle entwickelt worden, die fast ausschließlich von Anbietern der öffentlichen Kommunikationstechnik verwendet wurden

  • Im privaten und kommerziellen Bereich wird hauptsächlich die TCP/IP-Protokoll-Familie eingesetzt
  • Das TCP/IP-Referenzmodell ist sehr speziell auf den Zusammenschluss von Netzen (internetworking) zugeschnitten

Die nach dem OSI-Referenzmodell entwickelten Netzprotokolle haben mit der TCP/IP-Protokollfamilie gemeinsam, dass es sich um hierarchische Modelle handelt

  • Es gibt aber wesentliche konzeptionelle Unterschiede
  • OSI legt die Dienste genau fest, die jede Schicht für die nächsthöhere zu erbringen hat
  • TCP/IP hat kein derartig strenges Schichtenkonzept wie OSI
  • Weder sind die Funktionen der Schichten genau festgelegt, noch die Dienste
  • Es ist erlaubt, dass eine untere Schicht unter Umgehung dazwischenliegender Schichten direkt von einer höheren Schicht benutzt wird

Analogie

Versand einer Nachricht an einen Geschäftspartner
  • Auf der Seite des Empfängers wird dieser Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, bis der Geschäftspartner die Nachricht auf ein Diktiergerät gesprochen vorfindet
  • Diese Analogie zeigt nicht auf, welche Möglichkeiten der Fehlerüberprüfung und -behebung das OSI-Modell vorsieht, da diese beim Briefversand nicht bestehen
Akteur OSI-Schicht
Firmenmitarbeiter /
Geschäftspartner
Anwendung
  • Der Mitarbeiter ist mit dem Anwendungsprozess, der die Kommunikation anstößt, gleichzusetzen
  • Er spricht die Nachricht auf ein Diktiergerät
Assistent Darstellung
  • Sein Assistent bringt die Nachricht auf Papier
  • Der Assistent wirkt somit als Darstellungsschicht
Sekretär Sitzung
  • Danach gibt er die Nachricht an den Sekretär, der den Versand der Nachricht verwaltungstechnisch abwickelt und damit die Sitzungsschicht repräsentiert
Hauspostmitarbeiter Transport
  • Der Hauspostmitarbeiter (gleich Transportschicht) bringt den Brief auf den Weg
Briefpost Vermittlung
  • Dazu klärt er mit der Vermittlungsschicht (gleich Briefpost), welche Übertragungswege bestehen, und wählt den geeigneten aus
Verteilstelle Sicherung
  • Der Postmitarbeiter bringt die nötigen Vermerke auf den Briefumschlag an und gibt ihn weiter an die Verteilstelle, die der Sicherungsschicht entspricht
Transportmittel Bitübertragung
  • Von dort gelangt der Brief zusammen mit anderen in ein Transportmittel wie LKW oder Flugzeug und nach eventuell mehreren Zwischenschritten zur Verteilstelle, die für den Empfänger zuständig ist

Standardisierung

Das Referenzmodell wird bei der ISO weiterentwickelt

  • Der aktuelle Stand ist in der Norm ISO/IEC 7498-1:1994 nachzulesen
  • Das technische Komitee „Information Processing Systems“ hatte sich das Ziel gesetzt, informationsverarbeitende Systeme verschiedener Hersteller zur Zusammenarbeit zu befähigen
  • Daher kommt die Bezeichnung „Open Systems Interconnection“

An der Arbeit im Rahmen der ISO nahm auch der Ausschuss Offene Kommunikationssysteme des DIN teil, der dann den ISO-Standard auch als deutsche Industrienorm in der englischen Originalfassung des Textes übernahm

  • Auch ITU-T übernahm ihn: In einer Serie von Standards X.200, X.207, … sind nicht nur das Referenzmodell, sondern auch die Services und Protokolle der einzelnen Schichten spezifiziert

Weitere Bezeichnungen für das Modell sind ISO/OSI-Modell, OSI-Referenzmodell, OSI-Schichtenmodell oder 7-Schichten-Modell

Standardisierungsdokumente
  • ISO 7498-1 (DIN ISO 7498)
  • ITU-T X.200
  • X.207

Übersicht

OSI Name DoD Einordnung Protokolle Einheiten Komponente Einordnung
7 Application Application Anwendung DHCP, DNS, FTP, HTTP LDAP, SMTP Daten Gateway, Proxy, Content-Switch Ende zu Ende
(Multihop)
6 Presentation‎
5 Session‎
4 Transport Transport Transport TCP, UDP, SCTP, SPX Segment, Datagramm
3 Network‎ Internet ICMP, IGMP, IP, IPsec, IPX Datagramm Router, Layer-3-Switch
2 Data Link‎ Network Ethernet, WLAN, MAC, Token_Ring, ARCNET Frame Bridge, Switch, WLAN Access Point Direktverbindung
Punkt zu Punkt
1 Physical‎ 1000BASE-T, Token Ring Bit, Symbole Netzwerkkabel, Repeater, Hub

Anhang

Siehe auch

Links

Weblinks
  1. https://de.wikipedia.org/wiki/OSI-Modell