OSI Modell – Mit gut zu merkende Merksätze

Das OSI-Modell (englisch Open Systems Interconnection Model) ist ein Referenzmodell für Netzwerkprotokolle als Schichtenarchitektur.

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.

Merksätze

Englischer OSI Merksatz

Alte Penner sitzen täglich neben den Pinkelpötten

Alle Poppen Susis Tante nach der Party

Deutscher OSI Merksatz

Physiker die Nicht Trinken sind Potentielle Attentäter

OSI Modell

OSI-Schicht Einordnung DoD-Schicht Einordnung Protokollbeispiel Einheiten Kopplungselemente
7 Anwendungen
(Application)
Anwendungs-
orientiert
Anwendung Ende zu
Ende
(Multihop)
HTTP
FTP
HTTPS
SMTP
XMPP
LDAP
NCP
Daten Gateway, Content-Switch, Proxy, Layer-4-7-Switch
6 Darstellung
(Presentation)
5 Sitzung
(Session)
4 Transport
(Transport)
Transport-
orientiert
Transport TCP
UDP
SCTP
SPX
TCP = Segmente
UDP = Datagramme
3 Vermittlung-/Paket
(Network)
Internet ICMP
IGMP
IP
IPsec
IPX
Pakete Router, Layer-3-Switch
2 Sicherung
(Data Link)
Netzzugriff Punkt zu
Punkt
Ethernet
Token Ring
FDDI
MAC
ARCNET
Rahmen (Frames) Bridge, Switch
1 Bitübertragung
(Physical)
Bits, Symbole, Pakete Netzwerkkabel, Repeater, Hub

 

Noch mal kurz und auf den Punkt in 5 Minuten in einen Video erklärt.

 

Kurzzusammenfassung

7. Schicht / Anwendung: Funktionen für Anwendungen, sowie die Dateneingabe und -ausgabe.

6. Schicht / Darstellung: Umwandlung der systemabhängigen Daten in ein unabhängiges Format.

5. Schicht / Sitzung: Steuerung der Verbindungen und des Datenaustauschs.

4. Schicht / Transport: Zuordnung der Datenpakete zu einer Anwendung.

3. Schicht / Vermittlung: Routing der Datenpakete zum nächsten Knoten.

2. Schicht / Sicherung: Segmentierung der Pakete in Frames und Hinzufügen von Prüfsummen.

1. Schicht / Bitübertragung: Umwandlung der Bits in ein zum Medium passendes Signal und physikalische Übertragung

 

Im Detail

OSI-Modell noch mal im Detail auf Wikipedia

OSI Schichtenmodell

Netzwerkkommunikation kann aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden. So ist beispielsweise der Download einer Datei aus dem Internet eine Sicht auf Netzwerkkommunikation, ebenso wie die Lichtimpulse in einer Glasfaserleitung neben der Autobahn. Das „ISO/OSI-Schichtenmodell” ordnet diese unterschiedlichen Sichten.

Das Modell teilt die Kommunikation in sieben Schichten ein. Jede Schicht, abgesehen von der untersten, nutzt die Dienste der darunterliegenden Schicht und stellt außerdem selbst Leistungen für die darüberliegende Schicht zur Verfügung. Für die Netzwerkprogrammierung mit Java sind nicht alle Schichten gleichermaßen relevant. Die folgende Liste gibt einen Überblick:

Jede Ebene bietet Dienste für höhere Ebene

Die 7 Schichten aus dem OSI Schichtenmodell

1. Physikalische Schicht (physical layer, unterste Schicht)
Stellt die Mittel zur Verfügung, um zwischen zwei Systemen Bits zu übertragen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Bits als elektrische Signale, optische Impulse, elektromagnetische Wellen oder in einer anderen Form transportiert werden.
2. Sicherungsschicht (link layer)
Überträgt Bit-Pakete (frame), die mit Prüfsummen versehen sind und so gegebenenfalls als fehlerhaft erkannt werden können. Ein typisches Protokoll auf dieser Ebene ist Ethernet. Die Kommunikationspartner sind hier noch direkt verbunden und identifizieren sich mit „Hardware-Adressen” (Media Access Control Address, MAC-Adresse).
3. Vermittlungsschicht (network layer)
Vermittelt Datenpakete über verschiedene Netzwerke hinweg (routing) und sorgt dabei dafür, dass jedes Datenpaket seinen Weg findet. Protokolle sind beispielsweise IP für den eigentlichen Datentransport und ICMP (Internet Control Message Protocol) für Statusabfragen. Teilnehmer verfügen über logische „IP-Adressen”.
4. Transportschicht (transport layer)
Kann Daten sicher zustellen und korrigiert Fehler, beispielsweise durch Nachsenden fehlender Pakete. Bekannte Protokolle sind TCP und UDP. TCP (Transmission Control Protocol) ist auf Zuverlässigkeit ausgelegt. UDP (User Datagram Protocol) arbeitet schneller, aber auch etwas„sorgloser” und eignet sich zum Beispiel für Liveübertragungen.
5. Sitzungsschicht (session layer)
Regelt komplette Dialogsequenzen zwischen Anwendungen, vom Verbindungsaufbau bis zum Abbau. Diese und die höheren Schichten betreffen nicht mehr allgemeinen Datentransport, sondern orientieren sich an bestimmten Anwendungen.
6. Darstellungsschicht (presentation layer)
Legt bestimmte Datenformate fest, mit denen Anwendungen Informationen austauschen. Hier wird beispielsweise das Encoding von Textdaten oder der Einsatz von Kompressions- und Verschlüsselungsalgorithmen ausgehandelt.
7. Anwendungsschicht (application layer)
Regelt die Kommunikationsverfahren einzelner Anwendungen, wie zum Beispiel FTP (File Transfer Protocol), E-Mail und Webservices.
OSI Schichtenmodell
OSI Schichtenmodell
Untere Schichten klar abgegrenzt

Über die konkreten Aufgaben der Schichten 1 bis 4 herrscht weitgehend Einigkeit. Der Zweck der Schichten 5 bis 7 ist zwar im ISO/OSI-Standard beschrieben, in der Praxis gibt es aber einen gewissen Auslegungsspielraum. Die Bedeutung des Standards liegt daher in den unteren Ebenen.

Für die Programmierung von Netzwerkanwendungen mit Java sind in erster Linie die Schichten 3 und 4 interessant. Um die Kommunikation auf Ebene der Schichten 1 und 2 kümmern sich das Betriebssystem und die virtuelle Maschine. Den höheren Ebenen entsprechen einzelne konkrete Anwendungen, wie beispielsweise Webanwendungen