Die sieben Schichten des OSI-Referenzmodells

Überblick

 OSI-SchichtAufgaben
7Application Anwendungen
6Presentation Datenformate, Darstellung-, Verschlüsselungsinformationen
5Session Verbindungen, Flusskontrolle (Kommunikationsparameter), Datenfluss-Prüfpunkte
4Transport Pakete, Flusskontrolle, Fehlerbehandlung, Empfangsbestätigung
3Network Adressinformationen, Routing
2Data-Link Frames, Fehlerbehandlung
1Physical Definition physikalischer Werte

Verschiedene Aufgaben werden mehrfach auf verschiedenen Ebenen ausgeführt. Jede Schicht regelt dabei "ihren" Teil. Wenn die Schicht nicht in der Lage ist Daten weiterzuleiten, wird eine Meldung an die nächste Schicht weitergegeben, wo andere Mechanismen versuchen das Problem zu beseitigen.

 


1. Physical Layer (Bitübertragungsschicht)

Application

Diese Schicht definiert alles, was zum direkten Übertragen und Empfangen einzelner Bits auf bzw. von einem Medium notwendig ist.

  • im mechanischen Teil werden die Verbindungselemente (Stecker, Art des Übertragungsmediums) spezifiziert
  • im elektrischen Bereich wird folgendes definiert:
    • die zu verwendenden Spannungspegel
    • der Kabelwiderstand
    • die Zeitdauer von Signalelementen und Spannungswechsel
    • die Kodierungsverfahren (Art der Bitdarstellung)

    hier lässt sich die maximale Datenübertragungsrate ermitteln

  • die funktionalen Spezifikationen der Verbindung klären u.a.:
    • die Unterscheidung Datenleitung - Steuerleitung
    • Taktgebung
    • Pin-Belegung
  • die verfahrenstechnischen Spezifikationen definieren z.B.:
    • den Übertragungsmodus (Halb-, Vollduplex)
    • die Betriebsart (seriell-, parallel)
    • wie lange welcher Spannungspegel anliegen muss, um eine 1 bzw. 0 zu definieren
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
 

 


2. Data-Link-Layer (Sicherungs-/Datenverbindungsschicht)

Application

In dieser Schicht werden die Daten der Vermittlungsschicht in Frames (mit definierter Größe) aufbereitet und an die Bitübertragungsschicht weitergeleitet. Diese Schicht ist für den zuverlässigen Datenaustausch verantwortlich.

  • Aktivierung, Überwachung und Deaktivierung der physikalischen Verbindung
  • Synchronisation der verbundenen Einheiten
  • Auflösen großer Datenpakete in kleinere
  • Zerlegen von Frames zu Bits bzw. Zusammensetzen von Bits zu Frames
  • ein Frame besteht aus:
    • einem Header (mit der Adresse vom Sender und Empfänger sowie Steuerinformationen)
    • den eigentlichen Daten
    • dem Trailer (FCS für Frame Checksum, um zu erkennen ob Daten fehlerfrei übertragen wurden)

      an der FCS lässt sich erkennen, ob die Daten während des Transports verändert wurden

  • durch Fehlerüberwachungsmethoden (für Schicht 1) organisieren, dass beschädigte oder verlorene Frames erneut gesendet werden
  • die Flusssteuerung prüft die Übertragungsgeschwindigkeit (sonst könnte ein schneller Sender einen langsamen Empfänger mit Daten überschwemmen)

Bei lokalen Netzen ist diese Schicht in zwei Subschichten aufgeteilt. Es handelt sich dabei um die MAC-Schicht (Media-Access-Control) bzw. um die LLC-Schicht (Logical-Link-Control)

Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
 

 


3. Network-Layer (Vermittlungs-/Netzwerkschicht)

Application

Diese Schicht legt den optimalen Verbindungsweg im Netz fest.

  • realisiert eine Ende-zu-Ende Verbindung zwischen den kommunizierenden Stationen über verschiedene Netzknoten hinweg
  • Inhalt:
    • Adressierung
    • Adressinterpretation
    • Identifizierung der Netzwerkknoten (Netzwerkadressen)
    • Auf- und Abbau logischer Verbindungskanäle
    • Festlegung des Übertragungsweges (Routing)
    • Kopplung verschiedener Transportnetze

Wenn in dieser Schicht ankommende Pakete vom Router nicht in dieser Größe übertragen werden können, erfolgt hier eine weitere Segmentierung der Datenpakete.

Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
 

 


4. Transport-Layer (Transportschicht)

Application

Diese Schicht realisiert eine "feste" Verbindung zwischen zwei Prozessen und liefert den darüber liegenden Schichten einen transparenten Datenkanal.

  • Vermittlungsschicht zwischen anwendungsorientierten (7. - 5.) und transportorientierten (3. - 1.) Schichten
  • Unterteilung und Nummerierung der Datenpakete (da Protokolle unterschiedlich große Datenpakete für die Datenübermittlung benötigen)
  • Empfangsbestätigung der Pakete
  • weitere Flusskontrolle und Fehlerbehandlung

    Überprüfung nach:

    • Vollständigkeit der Pakete
    • Korrektheit der Pakete
    • richtige Reihenfolge der Pakete
    • ob Duplikate ankommen
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
 

 


5. Session-Layer (Kommunikationssteuerungs-/Sitzungsschicht)

Application

Diese Schicht steuert die sogenannten Sitzungen.

  • Schicht ist zuständig für:
    • Aufbau, Verwendung und den Abbau von Verbindungen zwischen den Netzwerkressourcen
    • Namensauflösung von Netzwerkressourcen
    • Aushandeln von Flusskontroll-Parametern, (z.B. wer, wann, wie lange, wie viele Daten auf einmal senden darf)
    • Synchronisation der Daten (es werden Prüfpunkte in die Daten eingefügt, die es ermöglichen, dass bei kurzfristigen Netzausfällen fehlende Daten erneut übertragen werden)
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
 

 


6. Presentation-Layer (Darstellungs-/Präsentationsschicht)

Application

Diese Schicht dient zur Konvertierung der Daten in ein allgemeines und für alle Computer verständliches Standardformat (ASN.1 Abstract Syntax Notation One)

  • notwendig, da sich die interne Darstellung von Daten (z.B. ASCII/ANSI) unterscheiden kann
  • weitere Aufgaben:
    • Protokollumwandlung
    • Datenverschlüsselung
    • Datenkomprimierung zur Reduzierung der übertragenden Datenmengen
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
 

 


7. Application-Layer (Anwendungsschicht)

Application

Diese Schicht stellt die Schnittstelle zwischen Anwendungen (Programme und Benutzer) und Netzwerkdiensten dar.

Inhalt:

  • Netzwerkzugang
  • Flusskontrolle
  • Fehlerbehebung
  • Anwendungsdienste (Services)
    • Dateitransfer
    • Datenbankzugriff
    • eMail
    • Freigaben ...
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical