Das OSI-Modell und Grundlagen der Netzwerkkommunikation

Grundlagen der Netzwerkkommunikation und das OSI-Modell

Herausforderungen beim Aufbau einer Netzwerkstruktur

Die Konstruktion einer stabilen und effizienten Netzwerkstruktur beinhaltet die Lösung folgender grundlegender Probleme:

• Routing: Wie der Pfad für die Information festgelegt wird, damit sie ihren Bestimmungsort erreicht.
• Adressierung: Wie Absender und Empfänger eindeutig identifiziert werden.
• Zugang zu den Medien (Media Access Control): Wie die Kontrolle der Übertragung gehandhabt wird, wenn mehrere Teilnehmer (Partner) beteiligt sind.
• Flusskontrolle/Stauvermeidung: Umgang mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten (Differential Velocidade) und Vermeidung der Sättigung des Empfängers.
• Aufrechterhaltung der Ordnung: Wie die Reihenfolge der Informationspakete beibehalten wird, um die ursprüngliche Nachricht am Zielort zu rekonstruieren.
• Fehlerkontrolle (Error Control): Verfahren zum Erkennen und Beheben von Übertragungsfehlern.
• Multiplexing: Wie Kanäle zwischen verschiedenen Kommunikationsnetzen geteilt werden können.

Arten von Netzwerkdiensten

Netzwerkdienste können nach Verbindungsart und Bestätigungsmechanismus unterschieden werden:

Dienste nach Verbindungsart

• Verbindungsorientierter Dienst: Zuerst wird eine stabile Verbindung aufgebaut, bevor Daten gesendet werden.
• Verbindungsloser Dienst: Es ist kein vorheriger Verbindungsaufbau notwendig.

Dienste nach Bestätigung

• Bestätigte Dienste: Es wird eine Bestätigung benötigt, dass die Nachricht sicher angekommen ist.
• Unbestätigte Dienste: Es wird keine Empfangsbestätigung gesendet.

Das OSI-Referenzmodell (Open Systems Interconnection)

Das OSI-Modell ist eine Architektur, die von der ISO (International Organization for Standardization) vorgeschlagen wurde. Es besteht aus 7 Schichten, die die Kommunikation zwischen Systemen definieren.

1. Schicht 1: Bitübertragungsschicht (Physical Layer)

   Definiert die elektrischen und mechanischen Spezifikationen sowie die operativen Verfahren, um eine physikalische Verbindung zwischen Systemen zu ermöglichen, aufrechtzuerhalten und zu deaktivieren.

2. Schicht 2: Sicherungsschicht (Data Link Layer)

   Verwandelt die physikalische Verbindung in eine scheinbar fehlerfreie Übertragungsstrecke. Bietet eine zuverlässige Durchfuhr durch die physische Verbindung. Sie umfasst: physische Adressierung, Netzwerk-Topologie, Netzwerk-Zugang, Fehlererkennung, geordnete Datenlieferung und Flusskontrolle.

3. Schicht 3: Vermittlungsschicht (Network Layer)

   Bietet Konnektivität und ist für die Wegewahl (Routing) zwischen zwei Rechnern zuständig. Sie steuert auch das Auftreten von Engpässen und muss die Kommunikation über heterogene Netzwerke ermöglichen.

4. Schicht 4: Transportschicht (Transport Layer)

   Akzeptiert Daten aus der oberen Schicht, teilt sie bei Bedarf auf und sorgt dafür, dass sie vollständig und korrekt am Ziel ankommen.

5. Schicht 5: Sitzungsschicht (Session Layer)

   Errichtet, verwaltet und beendet Sitzungen (Dialoge) zwischen zwei Rechnern.

6. Schicht 6: Darstellungsschicht (Presentation Layer)

   Sorgt dafür, dass die Informationen, die von der Anwendungsschicht eines Systems gesendet werden, von einem anderen System gelesen werden können. Sie kann Daten in verschiedene Formate übersetzen (z. B. Verschlüsselung und Entschlüsselung).

7. Schicht 7: Anwendungsschicht (Application Layer)

   Bietet Netzwerkdienste für Benutzeranwendungen (z. B. WWW, FTP, E-Mail).