OSI-Modell: Die sieben Schichten der Netzwerkkommunikation erklärt

Die Schichten des OSI-Modells

Sicherungsschicht (Data Link Layer)

Die Mission der Sicherungsschicht besteht darin, eine zuverlässige Übertragung zwischen zwei direkt verbundenen Knoten zu gewährleisten. Fehler können unmittelbar an der darüberliegenden Schicht (Vermittlungsschicht) erkannt werden. Auf der physischen Ebene werden Bits übertragen, ohne deren Bedeutung zu kennen. Die Sicherungsschicht gliedert den Datenstrom in Rahmen (Frames), die bei der Arbeit verarbeitet werden.

Die Sicherungsschicht hat die Aufgabe, Verbindungen zwischen Knoten herzustellen, aufrechtzuerhalten und wieder abzubauen. Sie steuert den Datenfluss, übernimmt die Zustellung an den Empfänger und behandelt Fehler bei der Übertragung, etwa fehlerhafte Anfragen, doppelte Daten oder Datenverluste. Außerdem definiert sie das Datenformat der Schicht, Adressierungscodes, die Reihenfolge der übertragenen Daten sowie Verfahren zur Fehlererkennung und -behebung. Typische Beispiele sind Ethernet und Token Ring.

Vermittlungsschicht (Network Layer)

Die wichtigste Funktion dieser Schicht ist das Routing. Sie ermittelt den Pfad, den die Daten durch das Netzwerk nehmen, und umfasst die Verwaltung der Datenflüsse sowie die Regulierung des Verkehrs. Für die Zustellung werden Protokolle wie das Internet Protocol (IP) sowie der Austausch von Paketen über IPX von Novell verwendet.

Transportschicht (Transport Layer)

Die Transportschicht stellt sicher, dass die Informationen den Weg von den vorherigen Schichten fehlerfrei bewältigen. Zu ihren Aufgaben gehören die Fehlererkennung, die Flusskontrolle, die Gleichheit von Übertragungs- und Empfangsgeschwindigkeit sowie die Suche nach alternativen Routen. Zu den verwendeten Protokollen zählen das Transmission Control Protocol (TCP), der sequenzielle Paketaustausch (SPX) von Novell sowie NetBIOS/NetBEUI von Microsoft.

Sitzungsschicht (Session Layer)

Die Sitzungsschicht steuert den Dialog zwischen Sender und Empfänger. Sie stellt Verbindungen zwischen den Kommunikationspartnern her, die bis zur Empfangsschicht bestehen bleiben. Über eine Sitzung können gemeinsame Daten übertragen werden. Die Schicht organisiert zudem die Funktionen, mit denen zwei Teilnehmer über die Verbindung kommunizieren, und umfasst Sicherheitsmechanismen wie Benutzerpasswörter und die Verwaltung des Systems.

Darstellungsschicht (Presentation Layer)

Die Darstellungsschicht übernimmt die Syntax und Semantik der Daten, die für die Übermittlung von Informationen verwendet werden. Sie sorgt dafür, dass Informationen verständlich dargestellt werden. Beispielsweise kann der Sender den ASCII-Code verwenden, während der Empfänger den alphanumerischen Code EBCDIC nutzt. Diese Schicht bietet Dienste zur Interpretation und Konvertierung von Datenformaten. Außerdem übersetzt sie Informationen in ein für den Benutzer verständliches Format, steuert Drucker und ermöglicht die Emulation von Terminals sowie die Verschlüsselung.

Anwendungsschicht (Application Layer)

Die Anwendungsschicht ist die oberste Schicht des OSI-Modells. Sie stellt den Anwendungsprogrammen und Benutzern die Protokolle bereit, über die sie kommunizieren. Sie umfasst Dienste für den Austausch von Informationen, die Zustellung sowie den Dateizugriff und die Übertragung von Anwendungsdaten.

Ursprünglich wurden fünf Gruppen von Anwendungsprotokollen unterschieden, heute lassen sie sich vereinfacht betrachten:

• Gruppe 1: Systemprotokolle – orientieren sich an der eigenen Verwaltung des Systems und verbinden Computer im Netzwerk.
• Gruppe 2: Anwendungsverwaltungsprotokolle – steuern die Ausführung von Prozessen, den gesperrten Zugriff und die Zuweisung von Ressourcen.
• Gruppe 3: Systemverwaltungsprotokolle – verwalten das Betriebssystem, den Zugriff, Kommunikationsfehler sowie die Ausführung und Zustellung entfernter Prozesse.
• Gruppe 4 und 5: – spezifische Protokolle für Anwendungen, die von deren jeweiligen Anforderungen abhängen.

Die Bridge (Brücke)

Eine Bridge speichert eingehende Daten, die über einen beliebigen Port empfangen werden, für die spätere Analyse. Sie prüft die Felder auf Fehler und kontrolliert die Integrität der Daten. Bei einem Fehler wird der betroffene Rahmen verworfen. Einige Bridges sind in der Lage, das Format der Daten zu ändern, indem Felder entfernt oder hinzugefügt werden, sodass sie dem Zielformat des Segments entsprechen.

Die Bridge leitet einen Rahmen weiter, wenn der Empfänger in einem Segment gefunden wird, das über einen ihrer Ports erreichbar ist. Bridges arbeiten auf der Sicherungsschicht (Schicht 2) und können daher keine Entscheidungen auf Basis der Routing-Protokolle oder des Adressierungssystems der Vermittlungsschicht treffen. Sie arbeiten ausschließlich mit bekannten Schicht-2-Adressen, den MAC-Adressen.