Das OSI-Modell: Anwendungsschicht, Protokolle und Netzwerkmodelle

Das OSI-Modell und die oberen Schichten

Das *Open Systems Interconnection* (OSI) Modell ist eine abstrakte Schichtdarstellung, die als Leitfaden für die Gestaltung von Netzwerkprotokollen dient. Das OSI-Modell unterteilt den Prozess der Vernetzung in verschiedene logische Ebenen, die jeweils eine einzigartige Funktionalität und zugeordnete spezifische Protokolle und Dienste besitzen. Die Anwendungsschicht (*Application Layer*), die siebte Schicht, ist die oberste Schicht sowohl des OSI- als auch des TCP/IP-Modells.

Die Präsentationsschicht (Presentation Layer)

Hauptfunktionen der Präsentationsschicht

• Kodierung und Datenkonvertierung der Anwendungsschicht, um sicherzustellen, dass die Datenquelle vom Zielgerät interpretiert werden kann.
• Datenkompression, die das Zielgerät entpacken kann.
• Verschlüsselung der Daten für die Übertragung und Entschlüsselung, wenn sie ihr Ziel erreichen.

Die Sitzungsschicht (Session Layer)

Wie der Name andeutet, erstellt und verwaltet die Sitzungsschicht den Dialog zwischen den Quell- und Zielanwendungen. Die Sitzungsschicht übernimmt den Austausch von Informationen, um den Dialog zu initiieren, ihn aktiv zu halten und Sitzungen neu zu starten, die eingestellt oder für einen bestimmten Zeitraum deaktiviert wurden.

Die meisten Anwendungen, wie Webbrowser oder E-Mail-Clients, integrieren die Funktionalität der Schichten 5, 6 und 7 des OSI-Modells.

Wichtige TCP/IP-Protokolle der Anwendungsschicht

Einige der wichtigsten TCP/IP-Protokolle sind:

• Das *Domain Name System* (DNS) wird verwendet, um Internet-Namen in IP-Adressen aufzulösen.
• Das *Hypertext Transfer Protocol* (HTTP) wird verwendet, um Dateien (Webseiten) im World Wide Web zu übertragen.
• Das *Simple Mail Transfer Protocol* (SMTP) wird verwendet, um E-Mail-Nachrichten und Anhänge zu übertragen.
• *Telnet*, ein Terminal-Emulationsprotokoll, wird für den Fernzugriff auf Server und Netzwerkgeräte verwendet.
• Das *File Transfer Protocol* (FTP) wird für die interaktive Übertragung von Dateien zwischen Systemen verwendet.

Funktionen der Anwendungsschicht-Protokolle

Die Protokolle der Anwendungsebene stellen die Verbindung zwischen Quell- und Zielgeräten für eine Kommunikationssitzung her. Die Protokolle der Anwendungsschicht müssen sowohl auf dem Quell- als auch auf dem Ziel-Host implementiert und abgestimmt sein, damit die Kommunikation erfolgreich ist.

Das Client-Server-Modell

Im Client-Server-Modell wird das Gerät, das Informationen anfordert, als **Client** bezeichnet, und das Gerät, das auf die Anfrage reagiert, als **Server**. Die Client- und Server-Prozesse sind Teil der Anwendungsschicht. Der Client initiiert den Austausch, indem er Daten vom Server anfordert. Der Server reagiert, indem er einen oder mehrere Datenströme an den Client sendet.

Die Übertragung von Daten von einem Client zu einem Server wird als **Upload** bezeichnet, und die Übertragung von Daten von einem Server zu einem Client als **Download**.

Definition des Hosts (Servers)

Im allgemeinen Kontext von Netzwerken fungiert jedes Gerät, das auf eine Anfrage von Client-Anwendungen reagiert, als Server. Ein Server ist in der Regel ein Computer, der Informationen bereitstellt, die von vielen Client-Systemen genutzt werden können.

Das Peer-to-Peer (P2P) Modell

Neben dem Client-Server-Modell gibt es auch das Peer-to-Peer (P2P) Modell für die Vernetzung. P2P-Netzwerke treten in zwei unterschiedlichen Formen auf: als Netzwerkdesign und als Peer-to-Peer-Anwendungen. Beide Formen haben einen ähnlichen Funktionsumfang, sind aber in der Praxis sehr unterschiedlich.

Peer-to-Peer (P2P) Netzwerke

In einem Peer-to-Peer-Netzwerk sind zwei oder mehr Computer über ein Netzwerk verbunden und können auf Ressourcen (wie Drucker und Dateien) zugreifen, ohne dass ein dedizierter Server erforderlich ist. Jedes angeschlossene Endgerät (als Peer bezeichnet) kann entweder als Server oder als Client fungieren. Ein Computer kann die Serverrolle für einen Vorgang übernehmen, während er gleichzeitig als Client für eine andere Transaktion fungiert. Die Rollen von Client und Server werden pro Anwendung festgelegt.