Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection Model) ist ein konzeptionelles Modell, das den Netzwerkkommunikationsprozess in sieben Schichten unterteilt. Jede Schicht hat spezifische Aufgaben und Funktionen, die zusammenarbeiten, um die Kommunikation zwischen Computern oder Netzwerken zu ermöglichen. Das OSI-Modell hilft dabei, die Komplexität von Netzwerken zu verstehen und Standardisierungs- und Interoperabilitätsprobleme zu lösen.
Hier ist eine detaillierte Erklärung der sieben Schichten des OSI-Modells:
1. Physikalische Schicht (Layer 1)
- Funktion: Diese Schicht ist für die physische Übertragung von Rohdatenbits über ein Übertragungsmedium verantwortlich.
- Verantwortung: Konvertiert digitale Daten in elektrische, optische oder elektromagnetische Signale, die über Kabel, Funkwellen oder andere Medien gesendet werden.
- Beispiele: Netzwerkkabel (Ethernet-Kabel), Hubs, Repeater, Netzwerkkarten, Modems, die Signalübertragung auf der Hardware-Ebene.
2. Datenverbindungsschicht (Layer 2)
- Funktion: Diese Schicht stellt sicher, dass Daten fehlerfrei und in der richtigen Reihenfolge über das Netzwerk übertragen werden.
- Verantwortung: Bildet Daten in Frames, führt Fehlererkennung und -korrektur durch, steuert den Zugriff auf das Übertragungsmedium.
- Beispiele: Ethernet (MAC-Adressen), Switches, Bridges, ARP (Address Resolution Protocol), die Steuerung des Zugriffs auf das Medium (wie CSMA/CD bei Ethernet).
3. Netzwerkschicht (Layer 3)
- Funktion: Diese Schicht kümmert sich um das Routing von Datenpaketen durch das Netzwerk und die logische Adressierung.
- Verantwortung: Bestimmt den besten Weg für Datenpakete zu ihrem Ziel, verarbeitet logische Adressen (z. B. IP-Adressen), verwaltet die Fragmentierung und Wiederzusammensetzung von Datenpaketen.
- Beispiele: IP-Adressen, Router, Routing-Protokolle (z. B. OSPF, BGP).
4. Transportschicht (Layer 4)
- Funktion: Diese Schicht sorgt für die zuverlässige oder unzuverlässige Übertragung von Daten zwischen Endsystemen.
- Verantwortung: Segmentiert Daten in kleinere Einheiten, stellt die Reihenfolge der Daten sicher, bietet Fehlererkennung und -korrektur, steuert den Datenfluss.
- Beispiele: TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol), die Verwaltung von Verbindungen und die Gewährleistung der Datenintegrität.
5. Sitzungsschicht (Layer 5)
- Funktion: Diese Schicht verwaltet und steuert die Kommunikationssitzungen zwischen Anwendungen.
- Verantwortung: Stellt Sitzungen für den Austausch von Daten zwischen Anwendungen bereit, sorgt für die Synchronisierung und Verwaltung von Dialogen.
- Beispiele: NetBIOS, RPC (Remote Procedure Call), Sitzungsaufbau, -verwaltung und -abbau.
6. Darstellungsschicht (Layer 6)
- Funktion: Diese Schicht ist für die Datenübersetzung, -kompression und -verschlüsselung verantwortlich, um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen zu gewährleisten.
- Verantwortung: Wandelt Daten in ein Format um, das von der Anwendungsschicht verarbeitet werden kann, sorgt für die Datenkompression und -verschlüsselung.
- Beispiele: JPEG, GIF, SSL/TLS (für Verschlüsselung), die Umwandlung von Daten in ein einheitliches Format.
7. Anwendungsschicht (Layer 7)
- Funktion: Diese Schicht bietet Netzwerkdienste direkt für Anwendungen und Endbenutzer.
- Verantwortung: Stellt Anwendungsdienste und -protokolle bereit, die es den Anwendungen ermöglichen, über das Netzwerk zu kommunizieren.
- Beispiele: HTTP (für Webbrowser), FTP (Dateitransfer), SMTP (E-Mail), IMAP (E-Mail-Client), die Interaktion mit der Benutzeroberfläche und die Bereitstellung von Netzwerkdiensten.
Visualisierung des OSI-Modells:
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| 7. Anwendungsschicht |
| - Benutzeranwendungen |
| - Dienste: HTTP, FTP, |
| SMTP, IMAP |
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| 6. Darstellungsschicht |
| - Datenformatierung, |
| Kompression, Verschlüsselung |
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| 5. Sitzungsschicht |
| - Sitzungsmanagement |
| - RPC, NetBIOS |
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| 4. Transportschicht |
| - Zuverlässige Übertragung|
| - TCP, UDP |
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| 3. Netzwerkschicht |
| - Routing, Adressierung |
| - IP-Adressen, Router |
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| 2. Datenverbindungsschicht|
| - Rahmung, Fehlererkennung|
| - Ethernet, Switches, ARP|
+---------------------------+
| 1. Physikalische Schicht |
| - Bitübertragung |
| - Kabel, Hubs, Signale |
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Zusammenfassung:
- Physikalische Schicht (Layer 1): Kümmert sich um die physische Übertragung der Rohdatenbits.
- Datenverbindungsschicht (Layer 2): Stellt die fehlerfreie Übertragung von Datenrahmen sicher und verwaltet den Zugriff auf das Übertragungsmedium.
- Netzwerkschicht (Layer 3): Verantwortlich für das Routing der Datenpakete und die logische Adressierung.
- Transportschicht (Layer 4): Gewährleistet die zuverlässige oder unzuverlässige Übertragung von Daten zwischen Endsystemen.
- Sitzungsschicht (Layer 5): Verwaltert und steuert Kommunikationssitzungen zwischen Anwendungen.
- Darstellungsschicht (Layer 6): Übersetzt, komprimiert und verschlüsselt Daten für die Anwendungsschicht.
- Anwendungsschicht (Layer 7): Bietet Netzwerkdienste und -anwendungen direkt für Benutzer und Anwendungen.
Das OSI-Modell hilft dabei, die Netzwerktechnologien zu standardisieren und die Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen zu ermöglichen, indem es die Interaktionen in klar definierte Schichten unterteilt.