Netzwerke und Anwendungen sind in einer digitalen Welt unverzichtbar. Damit diese miteinander kommunizieren und Protokolle austauschen können, werden einheitliche Standards benötigt. Ohne diese wäre es so, als würden zwei Menschen mit unterschiedlichen Muttersprachen miteinander sprechen: Sie verstehen sich nicht.
Das OSI-Modell bietet anhand von sieben konkreten Schichten einheitliche Protokolle, die Sie für den Aufbau von Netzwerken nutzen können. In diesem Artikel lernen Sie das OSI-Modell kennen und erfahren, wie Sie die einzelnen Schichten am besten für sich nutzen.
Was ist das OSI-Modell?
OSI steht für Open Systems Interconnection und meint klar definierte Schichten, die es Netzwerken ermöglichen, miteinander zu kommunizieren. Das OSI-Modell beschreibt die einzelnen Bausteine einer digitalen Kommunikation, sodass für den Aufbau der Netzwerke standardisierte Anwendungen und eine geeignete Infrastruktur geschaffen werden können.
Wofür wird das OSI-Modell genutzt?
Das OSI-Modell, auch ISO/OSI-Referenzmodell genannt, erlaubt die Gestaltung eigener Protokolle eines Netzwerks, ohne dass dadurch die Verständlichkeit und die Kommunikationsfähigkeit mit anderen Netzwerken leiden.
Somit können Sie die Protokolle an die individuellen Bedürfnisse anpassen und trotzdem einheitliche Standards einsetzen. Hinzu kommt, dass das OSI-Modell eine Darstellung der Kommunikation und Nachrichtenübermittlung erlaubt. Für viele Anwender und Anwenderinnen ist es zudem wichtig, die Fehlerbehandlung in Netzwerken zu optimieren.
Immer wieder kommt es vor, dass bestimmte Netzwerkkomponenten ausfallen oder nicht mehr einwandfrei funktionieren. Durch die Zuordnung zu einzelnen Schichten ist es Ihnen möglich, Fehler schnell und gezielt zu lokalisieren und dagegen vorzugehen. Das erleichtert Ihnen gleichermaßen die Planung, Umsetzung, Reparatur und das Design neuer Technologien.
Die 7 Schichten im OSI-Modell
Das OSI-Modell ist ein Schichtenmodell beziehungsweise Referenzmodell, das mit verschiedenen Schichten – sogenannten Layern, denen jeweils andere Aufgaben zukommen – arbeitet. Diese werden grundsätzlich in transportorientierte und anwendungsorientierte Schichten unterteilt. Die einzelnen Schichten kommunizieren jeweils mit der darüber befindlichen Schicht. Was die einzelnen Schichten können und welche Vorteile Sie aus ihnen ziehen, erfahren Sie im Folgenden:
Transportorientierte Schichten
Die transportorientierten Schichten dienen vor allem der Datenübertragung und -sicherung. Es geht dabei nicht so sehr um die sichtbaren Vorteile für die Anwender und Anwenderinnen, sondern um technisch einwandfreie Prozesse und Arbeitsweisen.
Layer 1: Bitübertragungsschicht
Die Bitübertragungsschicht widmet sich den einzelnen Komponenten innerhalb eines Netzwerks. Das können beispielsweise Router, Kabel und Endgeräte sein. Diese Schicht funktioniert nur mittels einheitlicher Standards, da sich die einzelnen Tools ansonsten nicht erkennen und verstehen würden.
Layer 2: Sicherungsschicht
Die Sicherungsschicht dient der Kommunikation innerhalb eines Netzwerks. Sie nimmt hierfür die von der Vermittlungsschicht übertragenen Datenpakete auf und wandelt sie in Blöcke um. Zusätzlich bietet sie eine Fehlerkontrolle, um einen reibungslosen Datenaustausch zu unterstützen.
Layer 3: Vermittlungsschicht
Im Unterschied zur Sicherungsschicht, die der Kommunikation innerhalb eines Netzwerks dient, wird die Vermittlungsschicht bei der Kommunikation zweier unterschiedlicher Netzwerke benötigt. Damit der Datenaustausch funktioniert, werden die Datenpakete in kleine Einheiten zerlegt, übertragen und am Ziel wieder zusammengesetzt.
Layer 4: Transportschicht
In der Transportschicht erfolgt die Übertragung der einzelnen Datenpakete, die zu diesem Zweck in kleine Einheiten zerlegt werden. Jedes Paket erhält hierbei einen Header, um eindeutig identifiziert und am Zielort wieder zusammengesetzt werden zu können. Zudem kümmert sich die Transportschicht um eine Fehlerkontrolle. Es kann passieren, dass Datenpakete fallengelassen oder nicht übertragen werden. Die Transportschicht registriert diese Fehler und leitet anschließend eine Neuübertragung in die Wege.
Anwendungsorientierte Schichten
Die anwendungsorientierten Schichten richten sich vor allem an Sie als Anwenderinnen und Anwender und machen ihnen ihr Nutzer- und Nutzerinnenerlebnis so angenehm wie möglich.
Layer 5: Kommunikationsschicht/Sitzungsschicht
Die Kommunikationsschicht, die auch als Sitzungsschicht bezeichnet wird, dient der erfolgreichen Umsetzung einzelner Sitzungen (Sessions), also der Herstellung einer Verbindung zwischen unterschiedlichen Netzwerken.
Alle Nutzer und Nutzerinnen erhalten eine einzigartige Sitzung, die im Anschluss an den Datentransfer geschlossen wird. Sollte es zu Fehlern bei der Datenübertragung kommen, kümmert sich die Kommunikationsschicht darum, dass nur die noch fehlende Datenpakete erneut übertragen werden. Das ist effizienter als ein komplett neuer Versand.
Layer 6: Darstellungsschicht
Die Darstellungsschicht ist dafür zuständig, Daten so zu bearbeiten, dass sie den Anwendenden angezeigt werden können. Hierbei kommt auf unterschiedlichen Geräten dieselbe Codierung zum Einsatz. Die Kommunikation mittels HTTPS erfolgt beispielsweise per Verschlüsselung, wobei die Darstellungsschicht das Ver- und Entschlüsseln übernimmt. Zudem ist Schicht 6 für die Komprimierung und Dekomprimierung von Datenpaketen beim Versand zuständig.
Layer 7: Anwendungsschicht
Die Anwendungsschicht kommuniziert unmittelbar mit den Anwendern und Anwenderinnen. Während die Geräte unter sich auch über andere Ebenen kommunizieren können, sind Nutzer und Nutzerinnen auf Layer 7 angewiesen. So ist diese Schicht beispielsweise für einen E-Mail-Client zuständig. Die Anwendungsschicht ist dazu da, den Nutzenden die eingehenden Nachrichten anzuzeigen.
Zusatz: OSI-Modell Layer 8 als informelle Erweiterung
Informelle Erweiterungen beziehen nicht nur technische Aspekte, sondern auch das Nutzer- und Nutzerinnenverhalten (auch Layer 8 Problem genannt) in ihre Überlegungen ein.
Hinweis: Um sich die Namen der einzelnen Schichten zu merken, hilft im Deutschen der OSI-Modell-Merksatz: Alle deutschen Studenten trinken verschiedene Sorten Bier.
Das OSI-Modell in der Praxis
Ein typisches OSI-Modell-Beispiel stellt der Versand einer E-Mail dar. Hierfür wird auf der ersten Schicht des anwendungsorientierten Protokolls eine E-Mail erstellt und anschließend mittels „Senden“ verschickt. Die Darstellungsschicht kümmert sich um die Komprimierung der Daten und deren Übermittlung an die Sitzungsschicht. Diese stellt eine Sitzung zwischen dem Sendegerät und dem Empfängergerät her. Somit sind die Anwendungsschichten durchlaufen.
In einem weiteren Schritt gelangt die Nachricht in die nächste Schicht: Layer 4. Diese zerlegt sie in kleine Einheiten, die die Vermittlungsschicht wiederum in Paketen zusammenfasst. Diese Pakete übermittelt sie dann an die Sicherungsschicht, welche sie wiederum in Blöcke aufteilt. Die Bitübertragungsschicht wandelt die Blöcke dann in Einsen und Nullen um, die an das Zielgerät übermittelt werden. Dort läuft derselbe Prozess in umgekehrter Reihenfolge erneut ab.
Fazit: Das OSI-Modell sorgt für eine fehlerfreie Kommunikation
Das OSI-Modell ist für die Nutzung von Netzwerken und die reibungslose Kommunikation einzelner Geräte unverzichtbar. Es hilft dabei, eigene OSI-Modell-Protokolle zu erstellen und trotzdem die gängigen Standards einzuhalten und zu nutzen. Außerdem können Sie mit dem OSI-Modell Fehler besonders leicht erkennen und beseitigen. Das ist sowohl bei privaten Anwendungen als auch im Unternehmensbereich wichtig.
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