Das ISO/OSI 7 Schichten Modell


ISO = International Standardisation Organisation

OSI = Open System Interconnection

Die OSI ist ein Teil der ISO, wodurch der Name ISO/OSI-Modell entstanden ist.

Das OSI-Modell ist in 7 Schichten gegliedert:
7Apllication (Applikations-Schicht)AnwendungenAnwendungs- orientierte Schichten
6Presentation (Präsentations-Schicht)Datendarstellung
5Session (Sitzungs-Schicht)Kommunikationssteuerung
4Transport (Transport-Schicht)Transport von DatenTransport- orientierte Schichten
3Network (Netzwerk-Schicht)Vermittlung
2Link (Sicherungs-Schicht)Verbindung und Sicherung
1Physical (Applikations Schicht)Bitübertragung

Das OSI-Modell wurde im Jahr 1984 als Referenzmodell für Netzwerkprotokolle entwickelt.

Das OSI-Modell ist eine abstrakte Darstellung der Kommunikation von Systemen. Jeder der sieben Schichten sind Protokolle zugeordnet. Somit stellt jede Schicht der jeweils oberen Schicht Dienste zur Verfügung. Die einzelnen Schichten können jeweils nur mit der darunter liegenden Schicht und der darüber liegenden Schicht kommunizieren.

Das OSI-Modell ist kein verbindlicher Standard, sondern ein Referenzmodell zur Darstellung logischer Zusammenhänge. Ein vergleichbares Modell ist das TCP/IP-Modell der 50er Jahre, das von DoD (Department of Defense) entwickelt wurde.

  1. Bitübertragungsschicht (Physical Layer)
    Die physikalische Ebene ist die einzige Ebene die direkten Kontakt zum physichen Übertragungsmedium hat. Sie ist für die elektrische und mechanische Definition verantwortlich. Hier werden Signalpegel, Stecker sowie Anordnung und Anzahl der Kontakte definiert. Wie der Name Bitübertragungsschicht bereits aussagt, handelt es sich hier um die tatsächliche Kodierung und Übertragung von Binärcode.

  2. Sicherungsschicht (Data Link Layer)
    Die Sicherungsschicht ist in erster Linie für die Fehlerkontrolle verantwortlich, also das Erkennen und Beheben von Fehlern bei der Datenübertragung, um der Vermittlungsschicht fehlerfreie Datenpakete und eine gesicherte und transparente Datenübertragung zur verfügung zu stellen. Weiter regelt die Sicherungsschicht den Zugriff auf das Übertragungsmedium, sie kommuniziert mit der Bitübertragungsschicht.
    Zu dem findet eine Flusskontrolle statt, d.h. die Sendegeschwindigkeit wird an die Empfangsgeschwindigkeit adaptiert, um Überlastungen zu vermeiden.
    Weiter ist die 2. Schicht für die Quittierung, also die Bestätigung von Datenpaketen zuständig. Diese Bestätigung erfolgt in Form eines Signals ACK (Acknowledgement).

    Eine Besonderheit der 2. Schicht des OSI-Modells ist die weitere Unterteilung in 2 Subschichten:
    1. Die LLC-Schicht(Logical Link Control Layer)
      Die Aufgaben der LLC-Schicht sind das Aufteilen des Datenstromes in sog. Frames und das hinzufügen von Prüfsummen (Paritätsbits).
    2. Die MAC-Schicht (Media Access Cotrol Layer
      Die Mediumzugriffsschicht ist für die Zugriffsverfahren, wie z.B. CSMA/CD oder TOKEN PASSING verantwortlich. Daraus ergibt sich, dass die MAC-Schicht auch die physikalische Adessierung (MAC-Adressen) übernimmt. Darüber hinaus regelt die MAC-Schicht die konkurrierenden Zugriffe mehrerer Stationen auf das gemeinsame Übertragungsmedium und behandelt je nach Zugriffsverfahren auftretende Kollisionen.

    Fazit: Die Sicherungsschicht steuert die Zugriffskontrolle auf das Übertragungsmedium und führt Fehlerkorrekturen durch.

  3. Vermittlungsschicht (Network Layer)
    Auf dieser Schicht wird die Verbindung von Geräten gesteuert. Die Vermittlungsschicht entscheidet, welches der am besten geeignete Weg für Datenpakete ist. Sie besitzt also die Logik um die Daten über mehrere Zwischenknoten zum Endsystem zu befördern (Routing). Z.B. das IP-Protokoll der TCP/IP Familie und ICMP sind hier angesiedelt. Auf dieser Schicht findet also die logische Adressierung statt.

  4. Transportschicht (Transport Layer)
    Die Transportschicht hat die Aufgabe, den darüberliegenden Schichten, völlig unabhängig von Hardware und Topologie, den Zugang zum Netzwerk zu bieten. Weiterhin regelt die Transportschicht die Übertragungsgeschwindigkeiten und macht nochmals eine Fehlerkontrolle. Hier findet auch die Umwandlung von einer Ende-zu-Ende Verbindung in eine Teilnehmerverbindung statt. Man spricht hier auch von einer virtuellen Verbindung. Außerdem wird hier die Reihenfolge der Daten festgelegt, geordnet und geprüft. Im Bereich TCP/IP kann man die Protokolle TCP, UDP und RAW in diese Schicht einordnen.

  5. Kommunikationssteuerungsschicht (Session Layer)
    Dien Sitzungsschicht ist die letzte Ebene, auf der mit logischen und nicht mit physikalischen Namen gearbeitet wird. Sie ist für die Kontrolle und die Steuerung des Dialogs (Session) verantwortlich. Hier werden auch die Verbindungen zu den Anwendungen auf- und abgebaut und geregelt. Sollte der Datenstrom unterbrochen werden, sorgt die Sitzungsschicht für die Resynchronisation.

  6. Darstellungschicht (Presentation Layer)
    Die Darstellungsschicht ist die Schnittstelle der Anwendungen zu Netzwerk. Hier werden die Daten in ein Übertragungsformat transformiert, das von allen Systemen verstanden wird. Zu den Aufgaben dieser Schicht gehören also das Formatieren, Verschlüsselung und Komprimieren von Daten. Auf der Gegenseite sorgt sie für die Wiederherstellung der Daten im dortigen plattformspezifischen Format (Syntax). Z.B ASCII, Unicode oder EBCDIC können von der Darstellungsschicht transformiert werden.

  7. Anwendungsschicht (Application Layer)
    Die Anwendungsschicht ist Teil der eigentlichen Anwendung, sie bildet die Schnittstelle zwischen der eigentlichen Anwendung und der Übertragungstechnik. Sie macht es möglich, Programme hardwareunabhängig zu programmieren. Die Anwendungsschicht stellt dem Endbenutzer die Kommunikationsdienste zu Verfügung. Alle untergeordneten Schichten gibt es nur, damit sie der Anwendungsschicht Dienste bereitstellen können. Sie funktioniert also zu Bereitstellung von Diensten zur direkten Unterstützung von Anwendungen.

Die folgende Grafik soll die Verhältnisse der einzelnen Schichten nocheinmal veranschaulichen:
Die Schichten des OSI-Modells
Die tatsächliche physikalische Kommunikation verläuft durch alle Schichten des OSI-Modells und dann auf dem Übertragungsmedium zum anderen System, wo dann erneut alle Schichten durchlaufen werden. Die eigentliche Verständigung findet jedoch zwischen den Peer-Schichten statt. Peer Schichten sind die Schichten einer Ebene auf unterschiedlichen Systemen. Deshalb wird bei der logischen Kommunikation auch von Peer-2-Peer Kommunikation gesprochen.





PDU - Protocol Data Unit

PDUs sind die Einheiten, in die die Daten eingeteilt werden und mit schichtspezifischen Informationen versehen werden. Dabei wird in jeder Schicht ein entsprechender Header hinzugefügt. Um die PDUs besser zu unterscheiden, sind sie unterschiedlich benannt worden:
Schicht PDU
Application Layer Datastream
Presentation Layer Datastream
Session Layer Datastream
Transport Layer Segments
Network Layer Packets
Data Link Layer Frames Layer
Physical Layer Bits


Kapselung der Daten in den einzelnen Schichten:


Aufgaben zu OSI-Modell