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OSI

Das OSI-Modell (englisch Open Systems Interconnection Model) ist ein Referenzmodell für Netzwerkprotokolle als Schichtenarchitektur. Es wird seit 1983 von der International Telecommunication Union (ITU) und seit 1984 auch von der International Organization for Standardization (ISO) als Standard veröffentlicht. Seine Entwicklung begann im Jahr 1977.

Zweck des OSI-Modells ist, Kommunikation über unterschiedlichste technische Systeme hinweg zu ermöglichen und die Weiterentwicklung zu begünstigen. Dazu definiert dieses Modell sieben aufeinander folgende Schichten (engl. layers) mit jeweils eng begrenzten Aufgaben. In der gleichen Schicht mit klaren Schnittstellen definierte Netzwerkprotokolle sind einfach untereinander austauschbar, selbst wenn sie wie das Internet Protocol eine zentrale Funktion haben.

Kommunikation im OSI-Modell am Beispiel der Schichten 3 bis 5
In einem Computernetz werden den verschiedenen Clients Dienste unterschiedlichster Art durch andere Hosts bereitgestellt. Dabei gestaltet sich die dafür erforderliche Kommunikation komplizierter, als sie zu Beginn erscheinen mag, da eine Vielzahl von Aufgaben bewältigt und Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Effizienz usw. erfüllt werden müssen. Die zu lösenden Probleme reichen von Fragen der elektronischen Übertragung der Signale über eine geregelte Reihenfolge in der Kommunikation bis hin zu abstrakteren Aufgaben, die sich innerhalb der kommunizierenden Anwendungen ergeben.

Aufgrund dieser Vielzahl von Aufgaben wurde das OSI-Modell eingeführt, bei dem die Kommunikationsabläufe in sieben Ebenen (auch Schichten genannt) aufgeteilt werden. Dabei werden auf jeder einzelnen Schicht die Anforderungen separat umgesetzt.

Die verwendeten Instanzen müssen sowohl auf der Sender- als auch auf der Empfängerseite nach festgelegten Regeln arbeiten, um die Verarbeitung von Daten zu ermöglichen. Die Festlegung dieser Regeln wird in einem Protokoll beschrieben und bildet eine logische, horizontale Verbindung zwischen zwei Instanzen derselben Schicht.

Jede Instanz stellt Dienste zur Verfügung, die eine direkt darüberliegende Instanz nutzen kann. Zur Erbringung der Dienstleistung bedient sich eine Instanz selbst der Dienste der unmittelbar darunterliegenden Instanz. Der reale Datenfluss erfolgt daher vertikal. Die Instanzen einer Schicht sind genau dann austauschbar, wenn sie sowohl beim Sender als auch beim Empfänger ausgetauscht werden können.

Schicht 1 – Bitübertragungsschicht (Physical Layer) Umwandlung der Bits in ein zum Medium passendes Signal und physikalische Übertragung.
Schicht 2 – Sicherungsschicht (Data Link Layer) Segmentierung der Pakete in Frames und Hinzufügen von Prüfsummen.
Schicht 3 – Vermittlungsschicht (Network Layer) Routing der Datenpakete zum nächsten Knoten.
Schicht 4 – Transportschicht (Transport Layer) Zuordnung der Datenpakete zu einer Anwendung.
Schicht 5 – Sitzungsschicht (Session Layer) Steuerung der Verbindungen und des Datenaustauschs.
Schicht 6 – Darstellungsschicht (Presentation Layer) Umwandlung der systemabhängigen Daten in ein unabhängiges Format.
Schicht 7 – Anwendungsschicht (Application Layer) Funktionen für Anwendungen, sowie die Dateneingabe und -ausgabe.

Das OSI-Modell lässt sich durch folgende Analogie aus dem Geschäftsleben beschreiben:

Ein Firmenmitarbeiter (Anwendung) möchte seinem Geschäftspartner (Anwendung) eine Nachricht senden. Der Firmenmitarbeiter ist mit dem Anwendungsprozess, der die Kommunikation anstößt, gleichzusetzen. Er spricht die Nachricht auf ein Diktiergerät. Sein AZUBI (Darstellen) bringt die Nachricht auf Papier. Der AZUBI wirkt somit als Darstellungsschicht. Danach gibt er die Nachricht an die Schreibstube (Sitzung), die den Versand der Nachricht verwaltungstechnisch abwickelt und damit die Sitzungsschicht repräsentiert. Die Poststelle (gleich Transportschicht) bringt den Brief auf den Weg. Dazu klärt er mit der Vermittlungsschicht (gleich Briefpost), welche Übertragungswege bestehen, und wählt den geeigneten aus. Der Postmitarbeiter bringt die nötigen Vermerke auf den Briefumschlag an und gibt ihn weiter an die Verteilstelle, die der Sicherungsschicht entspricht. Von dort gelangt der Brief zusammen mit anderen in ein Transportmittel wie LKW oder Flugzeug und nach eventuell mehreren Zwischenschritten zur Verteilstelle, die für den Empfänger zuständig ist.

Merken kann man sich die Layers mit einem Spruch aus der UNI :-  Alle deutschen Studenten trinken verschiedene Sorten Bier“ (Anwendungsschicht, Darstellungsschicht, Sitzungschicht, Transportschicht, Vermittlungsschicht, Sicherungsschicht, Bitübertragungsschicht)
Bei den IT Leuten gibt es auch den Layer8 ähnlich dem DAU
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