OSI-Referenzmodell: Unterschied zwischen den Versionen

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'''OSI-Referenzmodell''' - [[Referenzmodell]] für [[Netzwerkprotokoll]]e
Das '''ISO/OSI-Referenzmodell'''<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.cl.cam.ac.uk/~mgk25/osi-faq.txt |titel=Frequently Asked Questions about OSI with Answers |werk= |hrsg= |datum= |abruf=2020-06-22 |sprache=en}}</ref> ({{enS|Open Systems Interconnection model}}) ist ein [[Referenzmodell]] für [[Netzwerkprotokoll]]e als [[Schichtenarchitektur]]. Es wird seit 1983 von der [[Internationale Fernmeldeunion|International Telecommunication Union]] (ITU) und seit 1984 auch von der [[International Organization for Standardization]] (ISO) als [[Standard]] veröffentlicht.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.itu.int/ITU-T/recommendations/rec.aspx?rec=2820 |titel=ITU-T X.200 (07/1994) |hrsg=International Telecommunication Union |abruf=2013-02-25 |sprache=en}}</ref> Seine Entwicklung begann im Jahr 1977.<ref>{{Internetquelle |autor=William Stallings |url=http://williamstallings.com/Extras/OSI.html |titel=The Origins of OSI |abruf=2013-02-25 |sprache=en}}</ref>


Zweck des OSI-Modells ist es, Kommunikation über unterschiedlichste technische Systeme hinweg zu beschreiben und die Weiterentwicklung zu begünstigen. Dazu definiert dieses Modell sieben aufeinanderfolgende Schichten (engl. {{lang|en|''layers''}}) mit jeweils eng begrenzten Aufgaben. In der gleichen Schicht mit klaren [[Schnittstelle]]n definierte Netzwerkprotokolle sind einfach untereinander austauschbar, selbst wenn sie wie das [[Internet Protocol]] eine zentrale Funktion haben.
== Beschreibung ==
<div class="float">
{{:OSI-Referenzmodell/Schichten}}
</div>


== Motivation ==
; Open Systems Interconnection model (OSI)
[[Datei:Osi-modell-kommunikation.svg|mini|400px|Kommunikation im OSI-Modell am Beispiel der Schichten 3 bis 5]]
* [[Referenzmodell]] für [[Netzwerkprotokoll]]e als [[Schichtenarchitektur]]


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.
; Ziele
* Kommunikation über unterschiedlichste technische Systeme
* Weiterentwicklung begünstigen


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.
; 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


Die verwendeten Instanzen müssen sowohl auf der Sender- als auch auf der Empfängerseite nach festgelegten Regeln arbeiten, um die Verarbeitung von Daten zu 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.
=== 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
|-
| class="osicolor1" | 1
| class="osicolor1" | [[OSI/1 Physical|Physical‎]]
| class="osicolor1" | Bitübertragung
|}


== Die sieben Schichten ==
=== Zuordnung zu DoD-Schichten ===
Der [[Abstraktion (Informatik)|Abstraktionsgrad]] der Funktionalität nimmt von Schicht 1 bis zur Schicht 7 zu.
{| 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
|}


Das OSI-Modell im Überblick (siehe im Vergleich dazu das [[Internetprotokollfamilie#TCP/IP-Referenzmodell|TCP/IP-Referenzmodell]]):
== Schichten-Modell ==
; Sieben aufeinander aufbauende Schichten
''Layers'' mit festgelegten (diskreten) Aufgaben und klare [[Schnittstelle]]n
* Definierte Netzwerkprotokolle
* Protokolle der gleichen Schicht sind austauschbar


{{OSI-Schichtenmodell}}
=== 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
|}


=== {{Anker|Schicht 1 – Bitübertragungsschicht}} Schicht 1 – Bitübertragungsschicht (Physical Layer) ===
=== Dienste ===
Die Bitübertragungsschicht (engl. ''Physical Layer'') ist die unterste Schicht. Diese Schicht stellt mechanische, elektrische, physikalische und weitere funktionale Hilfsmittel zur Verfügung, um physische Verbindungen zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, sie aufrechtzuerhalten und Bits darüber zu übertragen. Das können zum Beispiel elektrische Signale, optische Signale (Lichtleiter, Laser), elektromagnetische Wellen (drahtlose Netze) oder Schall sein. Die dabei verwendeten Verfahren bezeichnet man als [[Übertragungstechnik|übertragungstechnische Verfahren]]. Geräte und Netzkomponenten, die der Bitübertragungsschicht zugeordnet werden, sind zum Beispiel die [[Antennentechnik|Antenne]] und der [[Verstärker (Elektrotechnik)|Verstärker]], Stecker und Buchse für das [[Patchkabel|Netzwerkkabel]], der [[Repeater]], der [[Hub (Netzwerk)|Hub]], der [[Transceiver]], das [[T-Stück#Datenübertragung|T-Stück]] und der [[Eingangswiderstand|Abschlusswiderstand]] (Terminator).
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


Auf der Bitübertragungsschicht wird die digitale Bitübertragung auf einer [[Festnetz|leitungsgebundenen]] oder [[Funknetz|leitungslosen]] Übertragungsstrecke bewerkstelligt. Die gemeinsame Nutzung eines Übertragungsmediums kann auf dieser Schicht durch [[Synchrone Digitale Hierarchie|statisches Multiplexen]] oder [[dynamisches Multiplexen]] erfolgen. Dies erfordert neben den Spezifikationen bestimmter [[Übertragungstechnik|Übertragungsmedien]] (zum Beispiel [[Kabel|Kupferkabel]], [[Lichtwellenleiter]], [[Stromnetz]]) und der Definition von [[Steckverbinder|Steckverbindungen]] noch weitere Elemente.
==== 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


Darüber hinaus muss auf dieser Ebene gelöst werden, auf welche Art und Weise ein einzelnes [[Bit]] übertragen werden soll: In Rechnernetzen werden Informationen in Form von Bit- oder [[Symbol (Nachrichtentechnik)|Symbolfolgen]] übertragen. In Kupferkabeln und bei [[Funktechnik|Funkübertragung]] sind modulierte, hochfrequente, elektromagnetische Wellen die Informationsträger, in Lichtwellenleitern Lichtwellen einer oder mehrerer bestimmter Wellenlängen. Die Informationsträger können abhängig von der Modulation nicht nur zwei Zustände für ''null'' und ''eins'' annehmen, sondern gegebenenfalls weitaus mehr. Für jede Übertragungsart muss daher eine [[Leitungscode|Codierung]] festgelegt werden. Das geschieht mit Hilfe der Spezifikation der Bitübertragungsschicht eines Netzes.
==== 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


Hardware auf dieser Schicht: [[Repeater]], [[Hub (Netzwerktechnik)|Hubs]], [[Leitung (Nachrichtennetz)|Leitungen]], [[Steckverbinder|Stecker]], u.&nbsp;a.
'''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


Protokolle und Normen: [[V.24]], [[V.28]], [[X.21]], [[EIA-232|RS 232]], [[EIA-422|RS 422]], [[EIA-423|RS 423]], RS 499
== Design und Funktionen ==
; Verständnis von [[Netzwerkprotokoll|Netzwerkprotokollen]]
<div class="float">
{{:OSI-Referenzmodell/Design}}
</div>


=== {{Anker|Schicht 2 – Sicherungsschicht}} Schicht 2 – Sicherungsschicht (Data Link Layer) ===
Auf der Basis dieses Modells sind auch Netzwerkprotokolle entwickelt worden, die fast ausschließlich von Anbietern der öffentlichen [[Kommunikationstechnologie|Kommunikationstechnik]] verwendet wurden
Aufgabe der Sicherungsschicht (engl. ''Data Link Layer''; auch ''Abschnittssicherungsschicht'', ''Datensicherungsschicht'', ''Verbindungssicherungsschicht'', ''Verbindungsebene'', ''Prozedurebene'') ist es, eine zuverlässige, das heißt weitgehend fehlerfreie Übertragung zu gewährleisten und den Zugriff auf das Übertragungsmedium zu regeln. Dazu dient das Aufteilen des Bitdatenstromes in Blöcke – auch als ''[[Datenframe|Frames]]'' oder ''Rahmen'' bezeichnet – und das Hinzufügen von [[Prüfsumme]]n im Rahmen der [[Kanalkodierung]]. So können fehlerhafte Blöcke vom Empfänger erkannt und entweder verworfen oder sogar korrigiert werden; ein erneutes Anfordern verworfener Blöcke sieht diese Schicht aber nicht vor.
* 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


Eine „[[Datenflusskontrolle]]“ ermöglicht es, dass ein Empfänger dynamisch steuert, mit welcher Geschwindigkeit die Gegenseite Blöcke senden darf. Die internationale Ingenieursorganisation [[Institute of Electrical and Electronics Engineers|IEEE]] sah die Notwendigkeit, für [[Local Area Network|lokale Netze]] auch den konkurrierenden Zugriff auf ein Übertragungsmedium zu regeln, was im OSI-Modell nicht vorgesehen ist.
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


Nach IEEE ist Schicht 2 in zwei Unter-Schichten ''(sub layers)'' unterteilt: LLC ([[Logical Link Control]], Schicht 2b) und MAC ([[Media Access Control]], Schicht 2a). In einer älteren Definition der OSI-Schichten enthält Schicht 2 viele Media-Access-Control-Anteile nicht; diese Funktionen müssen dort von höheren OSI-Schichten übernommen werden.
=== 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


Hardware auf dieser Schicht: [[Bridge (Netzwerk)|Bridge]], [[Switch (Computertechnik)|Switch]] (Multiport-Bridge)
{| class="options wikitable"
 
|-
Das [[Ethernet]]-Protokoll beschreibt sowohl Schicht 1 als auch Schicht 2, wobei auf dieser als Zugriffskontrolle [[Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection|CSMA/CD]] zum Einsatz kommt.
! Akteur !! OSI-Schicht !!
 
|-
Protokolle und Normen, die auf anderen Schicht-2-Protokollen und -Normen aufsetzen: [[High-Level Data Link Control|HDLC]], [[Synchronous Data Link Control|SDLC]], [[Digital Data Communications Message Protocol|DDCMP]], IEEE 802.2 ([[Logical Link Control|LLC]]), [[Radio Link Control|RLC]], [[Packet Data Convergence Protocol|PDCP]], [[Address Resolution Protocol|ARP]], [[Reverse Address Resolution Protocol|RARP]], [[Spanning Tree Protocol|STP]], [[Shortest Path Bridging]]
| class="osicolor7" | Firmenmitarbeiter /<br>Geschäftspartner
 
| class="osicolor7" | Anwendung
Protokolle und Normen, die direkt auf Schicht 1 aufsetzen: [[IEEE 802.11]] ([[Wireless Local Area Network|WLAN]]), IEEE 802.4 ([[Token Bus]]), IEEE 802.5 ([[Token Ring]]), [[Fiber Distributed Data Interface|FDDI]]
| class="osicolor7" |
 
* Der Mitarbeiter ist mit dem Anwendungsprozess, der die [[Kommunikation]] anstößt, gleichzusetzen
=== {{Anker|Schicht 3 – Vermittlungsschicht}} Schicht 3 – Vermittlungsschicht (Network Layer) ===
* Er spricht die Nachricht auf ein [[Diktiergerät]]
Die Vermittlungsschicht (engl. ''Network Layer''; auch ''Paketebene, Netzwerkschicht oder Paketvermittlungsebene'') sorgt bei [[Leitungsvermittlung|leitungsorientierten]] Diensten für das Schalten von Verbindungen und bei [[Paketvermittlung|paketorientierten]] Diensten für die Weitervermittlung von Datenpaketen sowie die Stauvermeidung (engl. {{lang|en|''congestion avoidance''}})<ref>{{Literatur |Autor=Wetherall, David, |Titel=Computer networks |Auflage=5. ed., Pearson new internat. ed |Verlag=Pearson Education |Ort=Harlow, Essex |Datum=2014 |ISBN=1-292-02422-4}}</ref>. Die Datenübertragung geht in beiden Fällen jeweils über das gesamte Kommunikationsnetz hinweg und schließt die Wegsuche ([[Routing]]) zwischen den [[Netzwerkknoten]] ein. Da nicht immer eine direkte Kommunikation zwischen Absender und Ziel möglich ist, müssen [[Datenpaket|Pakete]] von Knoten, die auf dem Weg liegen, weitergeleitet werden. Weitervermittelte Pakete gelangen nicht in die höheren Schichten, sondern werden mit einem neuen Zwischenziel versehen und an den nächsten Knoten gesendet.
|-
 
| class="osicolor6" | Assistent
Zu den wichtigsten Aufgaben der Vermittlungsschicht zählt das Bereitstellen netzwerkübergreifender Adressen, das Routing bzw. der Aufbau und die Aktualisierung von [[Routingtabelle]]n und die [[IP-Fragmentierung|Fragmentierung]] von Datenpaketen. Aber auch die Aushandlung und Sicherstellung einer gewissen [[Quality of Service|Dienstgüte]] fällt in den Aufgabenbereich der Vermittlungsschicht.
| class="osicolor6" | Darstellung
 
| class="osicolor6" |
Neben dem [[Internet Protocol]] zählen auch die [[Network Service Access Point|NSAP-Adressen]] zu dieser Schicht. Da ein Kommunikationsnetz aus mehreren Teilnetzen unterschiedlicher Übertragungsmedien und -protokolle bestehen kann, sind in dieser Schicht auch die Umsetzungsfunktionen angesiedelt, die für eine Weiterleitung zwischen den Teilnetzen notwendig sind.
* Sein Assistent bringt die Nachricht auf [[Papier]]
 
* Der Assistent wirkt somit als Darstellungsschicht
Hardware auf dieser Schicht: [[Router]], [[Layer-3-Switch]] ([[BRouter]]).
|-
 
| class="osicolor5" | Sekretär
Protokolle und Normen: [[X.25]], ISO 8208, ISO 8473 ([[Connectionless Network Protocol|CLNP]]), ISO 9542 (ESIS), [[Internet Protocol|IP]], [[IPsec]], [[Internet Control Message Protocol|ICMP]].
| class="osicolor5" | Sitzung
 
| class="osicolor5" |
=== {{Anker|Schicht 4 – Transportschicht}} Schicht 4 – Transportschicht (Transport Layer) ===
* Danach gibt er die Nachricht an den Sekretär, der den Versand der Nachricht verwaltungstechnisch abwickelt und damit die Sitzungsschicht repräsentiert
Zu den Aufgaben der Transportschicht (engl. {{lang|en|''Transport Layer''}}; auch ''Ende-zu-Ende-Kontrolle'', ''Transport-Kontrolle'') zählt die [[Transmission Control Protocol#Aufteilen der Anwendungsdaten auf TCP-/IP-Segmente|Segmentierung des Datenstroms]], die Stauvermeidung (engl. {{lang|en|''congestion avoidance''}}) und die Sicherstellung einer fehlerfreien Übertragung<ref>{{Literatur |Autor=Wetherall, David, |Titel=Computer networks |Auflage=5. ed., Pearson new internat. ed |Verlag=Pearson Education |Ort=Harlow, Essex |Datum=2014 |ISBN=1-292-02422-4}}</ref>.
 
Ein Datensegment ist dabei eine [[Service Data Unit]], die zur [[Datenkapselung (Netzwerktechnik)|Datenkapselung]] auf der vierten Schicht (Transportschicht) verwendet wird. Es besteht aus [[Protokollelement]]en, die Schicht-4-Steuerungsinformationen enthalten. Als Adressierung wird dem Datensegment eine Schicht-4-Adresse vergeben, also ein [[Port (Protokoll)|Port]]. Das Datensegment wird in der Schicht 3 in ein [[Datenpaket]] gekapselt.
 
Die Transportschicht bietet den anwendungsorientierten Schichten 5 bis 7 einen einheitlichen Zugriff, so dass diese die Eigenschaften des Kommunikationsnetzes nicht zu berücksichtigen brauchen.
 
Fünf verschiedene Dienstklassen unterschiedlicher Güte sind in Schicht 4 definiert und können von den oberen Schichten benutzt werden, vom einfachsten bis zum komfortabelsten Dienst mit [[Multiplexverfahren|Multiplexmechanismen]], [[Fehlerkorrekturverfahren|Fehlersicherungs- und Fehlerbehebungsverfahren]].
 
Protokolle und Normen: ISO 8073/[[X.224]], ISO 8602, [[Transmission Control Protocol|TCP]], [[User Datagram Protocol|UDP]], [[Stream Control Transmission Protocol|SCTP]], [[Datagram Congestion Control Protocol|DCCP]].
 
=== {{Anker|Schicht 5 – Sitzungsschicht}} Schicht 5 – Sitzungsschicht (Session Layer) ===
Die Schicht 5 (Steuerung logischer Verbindungen; engl. ''Session Layer''; auch ''Sitzungsschicht''<ref>Nach [[Andrew S. Tanenbaum|Tanenbaum]] heißt die Schicht Kommunikationssteuerungsschicht; Sitzungsschicht ist lediglich eine wörtliche Übersetzung und je nach konkreter Implementierung missverständlich.</ref>, Kommunikationsschicht<ref>{{Internetquelle |url=http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0301201.htm |titel=ISO/OSI-7-Schichtenmodell |werk=www.elektronik-kompendium.de |abruf=2016-11-02}}</ref>, Kommunikationssteuerungsschicht<ref>{{Internetquelle |url=https://wiki.zum.de/wiki/PH_Heidelberg/Didaktik_der_ITG/OSI-Schichtenmodell |titel=PH Heidelberg/Didaktik der ITG/OSI-Schichtenmodell – ZUM-Wiki |werk=wiki.zum.de |abruf=2016-11-02}}</ref>) sorgt für die Prozesskommunikation zwischen zwei Systemen. Hier findet sich unter anderem das Protokoll RPC ([[Remote Procedure Call]]).
Um Zusammenbrüche der [[Sitzung (Informatik)|Sitzung]] und ähnliche Probleme zu beheben, stellt die Sitzungsschicht Dienste für einen organisierten und [[Synchronisation|synchronisierten]] Datenaustausch zur Verfügung. Zu diesem Zweck werden Wiederaufsetzpunkte, so genannte Fixpunkte (Check Points) eingeführt, an denen die Sitzung nach einem Ausfall einer Transportverbindung wieder synchronisiert werden kann, ohne dass die Übertragung wieder von vorne beginnen muss.
 
Protokolle und Normen: ISO 8326 / X.215 (Session Service), ISO 8327 / X.225 (Connection-Oriented Session Protocol), ISO 9548 (Connectionless Session Protocol)
 
=== {{Anker|Schicht 6 – Darstellungsschicht}} Schicht 6 – Darstellungsschicht (Presentation Layer) ===
Die Darstellungsschicht (engl. ''Presentation Layer''; auch ''Datendarstellungsschicht'', ''Datenbereitstellungsebene'') setzt die systemabhängige Darstellung der Daten (zum Beispiel [[American Standard Code for Information Interchange|ASCII]], [[Extended Binary Coded Decimals Interchange Code|EBCDIC]]) in eine unabhängige Form um und ermöglicht somit den syntaktisch korrekten Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Systemen. Auch Aufgaben wie die [[Datenkompression]] und die [[Kryptographie|Verschlüsselung]] gehören zur Schicht 6. Die Darstellungsschicht gewährleistet, dass Daten, die von der Anwendungsschicht eines Systems gesendet werden, von der Anwendungsschicht eines anderen Systems gelesen werden können. Falls erforderlich, agiert die Darstellungsschicht als Übersetzer zwischen verschiedenen Datenformaten, indem sie ein für beide Systeme verständliches Datenformat, die [[Abstract Syntax Notation One|ASN.1]] (Abstract Syntax Notation One), verwendet.
 
Protokolle und Normen: ISO 8822 / X.216 (Presentation Service), ISO 8823 / X.226 (Connection-Oriented Presentation Protocol), ISO 9576 (Connectionless Presentation Protocol)
 
=== {{Anker|Schicht 7 – Anwendungsschicht}} Schicht 7 – Anwendungsschicht (Application Layer) ===
Dienste, Anwendungen und Netzmanagement.
Die Anwendungsschicht stellt Funktionen für die Anwendungen zur Verfügung. Diese Schicht stellt die Verbindung zu den unteren Schichten her. Auf dieser Ebene findet auch die Datenein- und ausgabe statt. Die Anwendungen selbst gehören nicht zur Schicht.
 
Anwendungen: [[Webbrowser]], [[E-Mail-Programm]], [[Instant Messaging]]
 
=== Beispiel ===
Die Ebenen des verbreiteten Netzwerk-Systems „TCP/IP über Ethernet“ entsprechen nicht exakt dem OSI-Modell und sind daher teilweise OSI-Schichten-übergreifend.
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|+ Aufbau eines [[Ethernet]]-Pakets mit maximalen [[IPv4]]- / [[Transmission Control Protocol|TCP]]-Daten
! Schicht 4: TCP-Segment
|colspan="7"| || [[TCP-Header]] || ''Nutzlast (1460 bytes)'' ||colspan=2 |
|-
|-
! Schicht 3: IP-Paket
| class="osicolor4" | Hauspostmitarbeiter
|colspan="6"| || [[IP-Header]] ||colspan=2 | ''Nutzlast (1480 bytes)'' ||colspan=2 |
| class="osicolor4" | Transport
| class="osicolor4" |
* Der Hauspostmitarbeiter (gleich Transportschicht) bringt den [[Brief]] auf den Weg
|-
|-
! Schicht 2: Ethernet-Frame
| class="osicolor3" | Briefpost
|colspan="2"| || [[MAC-Adresse|MAC]]-Empfänger || MAC-Absender || [[IEEE 802.1Q|802.1Q]]-Tag (opt.) || [[EtherType]] (0x0800) ||colspan=3 | ''Nutzlast (1500 bytes)'' || [[Frame Check Sequence]] ||
| class="osicolor3" | Vermittlung
| class="osicolor3" |
* Dazu klärt er mit der Vermittlungsschicht (gleich Briefpost), welche Übertragungswege bestehen, und wählt den geeigneten aus
|-
|-
! Schicht 1: Ethernet-Paket+IPG
| class="osicolor2" | Verteilstelle
|style="vertical-align:bottom"| [[Datenpräambel|Präambel]] || [[Start of Frame]] ||colspan=8 | ''Nutzlast (1518/1522 bytes)'' ||style="vertical-align:bottom"| [[Inter Frame Spacing|Interpacket Gap]]
| 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
|-
|-
! [[Oktett (Informatik)|Oktette]] ([[Byte]]s)
| class="osicolor1" | Transportmittel
| 7 || 1 || 6 || 6 || (4) || 2 || 20 || 20 || 6–1460 || 4 || 12
| 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
|}
|}


=== Kurzzusammenfassung ===
=== Beispiel ===
7. Schicht / '''Anwendung''': Funktionen für Anwendungen sowie die Dateneingabe und -ausgabe.
; TCP/IP ist effizienter als OSI-Protokolle
 
* Nachteil bei TCP/IP ist, dass es für viele kleine und kleinste Dienste jeweils ein eigenes Netzprotokoll gibt
6. Schicht / '''Darstellung''': Umwandlung der systemabhängigen Daten in ein unabhängiges Format.
* OSI hat dagegen für seine Protokolle jeweils einen großen Leistungsumfang festgelegt, der sehr viele Optionen hat
 
* Nicht jede kommerziell erhältliche OSI-Software hat den vollen Leistungsumfang implementiert
5. Schicht / '''Sitzung''': Steuerung der Verbindungen und des Datenaustauschs.
* Daher wurden OSI-Profile definiert, die jeweils nur einen bestimmten Satz von Optionen beinhalten
 
* OSI-Software unterschiedlicher Hersteller arbeitet zusammen, wenn dieselben Profile implementiert sind
4. Schicht / '''Transport''': Zuordnung der Datenpakete zu einer Anwendung.
 
3. Schicht / '''Vermittlung''': Routing der Datenpakete zum nächsten Knoten.
 
2. Schicht / '''Sicherung''': Segmentierung der Pakete in Frames und Hinzufügen von Prüfsummen.
 
1. Schicht / '''Bitübertragung''': Umwandlung der Bits in ein zum Medium passendes Signal und physikalische Übertragung.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0301201.htm |titel=ISO/OSI-7-Schichtenmodell |abruf=2017-03-02}}</ref>
 
== Allgemeines ==
[[Datei:ISO-OSI-7-Schichten-Modell (in Deutsch).svg|mini|ISO-OSI-7-Schichten-Modell|alternativtext=ISO / OSI - Modell - Übersicht in deutscher Sprache]]


Das OSI-Referenzmodell wird oft herangezogen, wenn es um das Design von [[Netzwerkprotokoll|Netzwerkprotokollen]] und das Verständnis ihrer Funktionen geht. 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 [[Internetprotokollfamilie|TCP/IP-Protokoll]]-Familie eingesetzt. Das [[TCP/IP-Referenzmodell]] ist sehr speziell auf den Zusammenschluss von Netzen ''(internetworking)'' zugeschnitten.
Die Ebenen des verbreiteten Netzwerk-Systems „TCP/IP über Ethernet“ entsprechen nicht exakt dem OSI-Modell und sind daher teilweise OSI-Schichten-übergreifend
 
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 zwischenliegender Schichten direkt von einer höheren Schicht benutzt wird. TCP/IP ist damit erheblich effizienter als die OSI-Protokolle. Nachteil bei TCP/IP ist, dass es für viele kleine und kleinste Dienste jeweils ein eigenes Netzprotokoll gibt. OSI hat dagegen für seine Protokolle jeweils einen großen Leistungsumfang festgelegt, der sehr viele Optionen hat. Nicht jede kommerziell erhältliche OSI-Software hat den vollen Leistungsumfang implementiert. Daher wurden OSI-Profile definiert, die jeweils nur einen bestimmten Satz von Optionen beinhalten. OSI-Software unterschiedlicher Hersteller arbeitet zusammen, wenn dieselben Profile implementiert sind.
 
Zur Einordnung von Kommunikationsprotokollen in das OSI-Modell siehe auch:
* [[AppleTalk]]
* [[Internetwork Packet Exchange|IPX Internetwork Packet Exchange]]
 
== Das Referenzmodell für die Telekommunikation ==
Das Konzept des OSI-Modells stammt aus der Datenwelt, die immer Nutzdaten (in Form von Datenpaketen) transportiert. Um die Telekommunikationswelt auf dieses Modell abzubilden, waren Zusätze erforderlich. Diese Zusätze berücksichtigen, dass in der Telekommunikation eine von den Datenströmen getrennte [[Signalisierung|Zeichengabe]] für den Verbindungsauf- und -abbau vorhanden ist, und dass in der Telekommunikation die Geräte und Einrichtungen mit Hilfe eines [[Netzwerkmanagement|Management-Protokolls]] von Ferne konfiguriert, überwacht und entstört werden. [[Internationale Fernmeldeunion|ITU-T]] hat für diese Zusätze das OSI-Modell um zwei weitere Protokoll-Stacks erweitert und ein generisches Referenzmodell standardisiert (ITU-T I.322). Die drei Protokoll-Stacks werden bezeichnet als
* Nutzdaten (User Plane)
* Zeichengabe (Control Plane)
* Management (Management Plane)
Jede dieser „Planes“ ist wiederum nach OSI in sieben Schichten strukturiert.


== Standardisierung ==
== Standardisierung ==
Das genormte Referenzmodell wird in 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“.
'''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.
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''
Weitere Bezeichnungen für das Modell sind ''ISO/OSI-Modell'', ''OSI-Referenzmodell'', ''OSI-Schichtenmodell'' oder ''7-Schichten-Modell''


Standardisierungsdokumente:
; Standardisierungsdokumente
* ISO 7498-1, textgleich mit DIN ISO 7498, hat den Titel ''Information technology – Open Systems Interconnection – Basic Reference Model: The basic model''.
* ISO 7498-1 (DIN ISO 7498)
* ITU-T X.200, X.207, …
* ITU-T X.200
* X.207
* …


== Analogie ==
== Übersicht ==
Das OSI-Modell lässt sich durch folgende Analogie aus dem Geschäftsleben beschreiben:
{| class="options small wikitable col1center"
 
Ein Firmenmitarbeiter möchte seinem Geschäftspartner eine [[Nachricht]] senden. Der Mitarbeiter ist mit dem Anwendungsprozess, der die [[Kommunikation]] anstößt, gleichzusetzen. Er spricht die Nachricht auf ein [[Diktiergerät]]. Sein Assistent bringt die Nachricht auf [[Papier]]. Der Assistent wirkt somit als Darstellungsschicht. Danach gibt er die Nachricht an den Sekretär, der den Versand der Nachricht verwaltungstechnisch abwickelt und damit die Sitzungsschicht repräsentiert. Der Hauspostmitarbeiter (gleich Transportschicht) bringt den [[Brief]] auf den Weg. Dazu klärt er mit der Vermittlungsschicht (gleich Briefpost), welche Übertragungswege bestehen, und wählt den geeigneten aus. Der Postmitarbeiter bringt die nötigen Vermerke auf den Briefumschlag an und gibt ihn weiter an die Verteilstelle, die der Sicherungsschicht entspricht. 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.
 
<div style="text-align:center;">
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|-
|-
! Akteur
! OSI !! Name !! [[DoD]] !! Einordnung !! Protokolle !! Einheiten !! Komponente !! Einordnung
! Entsprechende OSI-Schicht
|-
|-
| Firmenmitarbeiter / Geschäftspartner
| class="osicolor7" | 7 || [[OSI/7 Application|Application]]‎
| Anwendung
| 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]])
|-
|-
| Assistent
| class="osicolor6" | 6
| Darstellung
| class="osicolor6" | [[OSI/6 Presentation|Presentation‎]]
|-
|-
| Sekretär
| class="osicolor5" | 5
| Sitzung
| class="osicolor5" | [[OSI/5 Session|Session‎]]
|-
|-
| Hauspostmitarbeiter
| class="osicolor4" | 4
| Transport
| 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]]
|-
|-
| Briefpost
| class="osicolor3" | 3
| Vermittlung
| 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]]
|-
|-
| Verteilstelle
| class="osicolor2" | 2
| Sicherung
| 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
|-
|-
| Transportmittel
| class="osicolor1" | 1
| Bitübertragung
| class="osicolor1" | [[OSI/1 Physical|Physical‎]]
| class="osicolor1" | [[1000BASE-T]], [[Token Ring]]
| class="osicolor1" | [[Bit]], [[Symbole]]
| class="osicolor1" | [[Netzwerkkabel]], [[Repeater]], [[Hub]]
|}
|}
</div>
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.
== Merksprüche ==
Es gibt einige [[Merkspruch|Eselsbrücken]]/[[Liste der Merksprüche#Informatik|Informatik-Merksprüche]] zu den Namen der einzelnen OSI-Schichten, die gerne zum einfacheren Merken verwendet werden. Wohl mitunter einer der populärsten Sprüche lautet ''“'''P'''lease '''D'''o '''N'''ot '''T'''hrow '''S'''alami '''P'''izza '''A'''way”'' (''Physical Layer'', ''Data Link Layer'' usw.). Eine deutsche Variante ist ''„'''A'''lle '''d'''eutschen '''S'''tudenten '''t'''rinken '''v'''erschiedene '''S'''orten '''B'''ier“'' (Anwendungsschicht, Darstellungsschicht, …). Eine sehr eingängige deutsche Eselsbrücke für die englischen Namen der Schichten lautet ''„'''A'''lle '''P'''riester '''s'''aufen '''T'''equila '''n'''ach '''d'''er '''P'''redigt“'' und in der englischen Variante ''„'''A'''ll '''P'''eople '''S'''eem '''t'''o '''N'''eed '''D'''ata '''P'''rocessing“''.
Wer sich die Sitzungsschicht lieber als Kommunikationsschicht merken möchte, kann sich das eingängige Kunstwort 'andakotraversibi' (laut aussprechen) merken. Es setzt sich aus den Anfangssilben der Schichtennamen zusammen.
== Nicht im OSI-Modell verortete weitere Schichten ==
{{Hauptartikel|Layer 8}}
Das OSI-Modell wird gelegentlich – oft scherzhaft – um im Modell nicht existierende weitere Schichten erweitert. Da die oberste, siebte Schicht dem Benutzer am nächsten liegt, kann z.&nbsp;B. neben den Endgeräten selbst auch der Benutzer einer 8. Schicht zugeordnet werden, wenn das für eine Kommunikationsfallbeschreibung als sinnvoll erachtet wird.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0301201.htm |wayback=20101225235229 |text=''ISO/OSI-7-Schichtenmodell'' (Version vom Dezember 2010)}} auf elektronik-kompendium.de</ref>
== Siehe auch ==
* [[Datenkapselung (Netzwerktechnik)]]
* [[Interface Control Information]]
* [[IP-Adresse]]
* [[IP-Paket]]
* [[Layer 8]]
* [[Mobile IP]]
* [[Protokollstapel]]
* [[Service Access Point]]
* [[Service Data Unit|Protocol Data Unit]]
== Literatur ==
* Gerd Siegmund: ''Grundlagen der Vermittlungstechnik''. R. v. Decker; Heidelberg; 1992, ISBN 3-7685-4892-9
* P. Stahlknecht, U. Hasenkamp: ''Einführung in die [[Wirtschaftsinformatik]]''. Springer; Berlin; 2002, 10. Auflage, ISBN 3-540-41986-1
* [[Andrew S. Tanenbaum]]: ''Computernetzwerke.'' 5., aktualisierte Auflage, Pearson Studium, München 2012, ISBN 978-3-86894-137-1
* [[Günter Müller (Wirtschaftsinformatiker)|Günter Müller]], [[Torsten Eymann]], Michael Kreutzer: ''Telematik- und Kommunikationssysteme in der vernetzten Wirtschaft''. Oldenbourg; München, Wien; 2003, ISBN 3-486-25888-5
* Roland Bauch: ''Netzwerke – Grundlagen.'' [[Herdt-Verlag]]; 6. Ausgabe, 1. Aktualisierung, Dezember 2009


== Weblinks ==
== Anhang ==
{{Wiktionary}}
=== Siehe auch ===
{{Wikibooks|Netzwerktechnik: OSI}}
{{Special:PrefixIndex/OSI}}
* [http://www.selflinux.de/selflinux/html/osi.html Das OSI-Referenzmodell]
* [http://standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/s020269_ISO_IEC_7498-1_1994(E).zip ISO/IEC standard 7498-1:1994] ([[ZIP-Dateiformat|ZIP-Format]]) mit PDF, 7,3&nbsp;MB (englisch, [http://standards.iso.org/ittf/licence.html dazugehörige Lizenzvereinbarung])
* [http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-X.200-199407-I!!PDF-E&type=items ITU-T X.200 (the same contents as from ISO)] (englisch)
* [http://www.netzmafia.de/skripten/netze/netz0.html#0.1 Grundlagen Computernetze: ISO-Referenzmodell für die Datenkommunikation] – Skriptum auf Netzmafia.de
* [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.136.9497&rep=rep1&type=pdf OSI Reference Model—The ISO Model of Architecture for Open Systems Interconnection], Hubert Zimmermann, IEEE Transactions on Communications, vol. 28, no. 4, April 1980, pp.&nbsp;425–432. (PDF; 776&nbsp;kB)


== Einzelnachweise ==
==== Links ====
<references />
===== Weblinks =====
# https://de.wikipedia.org/wiki/OSI-Modell


[[Kategorie:Netzwerkprotokoll|!]]
[[Kategorie:OSI]]
[[Kategorie:Netzwerkarchitektur]]
</noinclude>
[[Kategorie:Modellierung und Simulation]]

Aktuelle Version vom 2. November 2024, 12:50 Uhr

OSI-Referenzmodell - Referenzmodell für Netzwerkprotokolle

Beschreibung

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


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
Sender Empfänger
Anwendung 7 Application 7 Application
6 Presentation‎ 6 Presentation‎
5 Session‎ 5 Session‎
Transport 4 Transport 4 Transport
3 Network‎ 3 Network‎
2 Data Link‎ 2 Data Link‎
1 Physical‎ 1 Physical‎
Media


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

Beispiel

TCP/IP ist effizienter als OSI-Protokolle
  • Nachteil bei TCP/IP ist, dass es für viele kleine und kleinste Dienste jeweils ein eigenes Netzprotokoll gibt
  • OSI hat dagegen für seine Protokolle jeweils einen großen Leistungsumfang festgelegt, der sehr viele Optionen hat
  • Nicht jede kommerziell erhältliche OSI-Software hat den vollen Leistungsumfang implementiert
  • Daher wurden OSI-Profile definiert, die jeweils nur einen bestimmten Satz von Optionen beinhalten
  • OSI-Software unterschiedlicher Hersteller arbeitet zusammen, wenn dieselben Profile implementiert sind

Die Ebenen des verbreiteten Netzwerk-Systems „TCP/IP über Ethernet“ entsprechen nicht exakt dem OSI-Modell und sind daher teilweise OSI-Schichten-übergreifend

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
Abgerufen von „https://wiki.foxtom.de/index.php?title=OSI-Referenzmodell&oldid=113570“