Das OSI-Modell

Für die Normung innerhalb von Rechnernetzen!

Ein Netzwerk ist eine komplex aufgebaute Struktur innerhalb von Rechnern. Hier laufen alle wichtigen Übertragungen von Daten zusammen, und es stellt die Gesamtheit der Verbindungen zwecks einer geräteinternen Kommunikation und der Kopplung an die Steuereinheit dar. Da diese Verbindung komplexe Vorgänge beschreibt, ist es erforderlich, Protokolle anzuwenden. Mittels Protokollen wird es möglich, die Kommunikation in einem System zu steuern, damit gewährleistet ist, dass die Daten jeglicher Formatierung zu dem Zeitpunkt an den Adressaten geleitet werden, der sie auch bekommen soll. Zudem regeln Protokolle auch die Richtigkeit der gesandten Nachrichten und Informationen. Das heißt, dass innerhalb des Datenpakets auch tatsächlich der Inhalt steckt, welcher vorhanden sein sollte. Da es zahlreiche Technologien in diesen Bereichen gibt, werden ständig Standards und Normen festgelegt, um eine international anerkannte Regelung zu erhalten. Hierzu zählt das OSI-Modell, welches auch als OSI-Schichtenmodell oder OSI-Referenzmodell bekannt ist.

Der Aufbau vom OSI-Modell

Die Entwicklung dieses Modells begann bereits im Jahre 1979 und vier Jahre später erfolgte die Festlegung als Standard. Um die Aufgaben, die bei der Kommunikation zwischen den Teilnehmern eines Netzwerks entstehen, zu regeln, wurden diese in Schichten unterteilt, die als „layers“ bezeichnet werden, und von denen es im OSI-Modell insgesamt sieben gibt. Jede Schicht wird durch eine Instanz besetzt, wobei die Instanzen sowohl auf der Seite des Senders als auch auf der des Empfängers nach vorgeschriebenen Regeln arbeiten müssen, um eine Einigung über die Weise der Datenverarbeitung zu finden. Diese Regelung hat zudem den Anspruch, eine logische, horizontale Verbindung zu sein. Dies gilt allerdings lediglich für die Instanzen innerhalb einer Schicht, da der Datenfluss zwischen einer höher und niedriger gelegenen Schicht vertikal verläuft. Die sieben Schichten vom OSI-Modell bauen also aufeinander auf, unterscheiden sich jedoch in der Art, wie sie die an sich gestellten Anforderungen in Form eines Kommunikationsprotokolls realisieren. Dies hatte im Laufe der Zeit auch die Konsequenz, dass jede einzelne Schicht für sich mittlerweile über zahlreiche Protokollarten verfügt.

  • Schicht 1
    Diese Schicht im OSI-Modell dient der Bitübertragung. Sie stellt sowohl mechanische als auch elektrische Hilfsmittel zur Verfügung, die der Aktivierung und Deaktivierung von physischen Verbindungen sowie der Aufrechterhaltung dieser Leitungen und der Übertragung von Bits dienen. Innerhalb dieser Schicht erfolgt die Versendung von Bits auf einer leitungsgebundenen Übertragungsstrecke oder solch einer, die über keine Leitung verfügt. Letztlich zählen zu den gestellten Anforderungen auch noch die Regelung der Art und Weise, durch welche die Übertragung durchgeführt wird, also welcher Informationsträger ausgewählt wird.

  • Schicht 2
    Hierbei handelt es sich um die Sicherungsschicht, die auch Abschnittssicherungsschicht, Verbindungssicherungsschicht oder Datensicherungsschicht genannt werden kann. Denn genau hierhin, zu der Gewährleistung einer sicheren und möglichst fehlerfreien Übertragung durch die Sicherung von Verbindungen, Daten und Abschnitten, dient diese Schicht im OSI-Modell. Zudem erfolgt in dieser Instanz auch die Regelung des Zugriffs auf das Übertragungsmedium. Darüber hinaus kommt hier das Hinzufügen von Prüfsummen zum Einsatz, ein Vorgang, der im Rahmen einer Kanalkodierung vonstattengeht. Zweck dieser Maßnahmen ist die Auffindung von fehlerhaften Blöcken und deren Verwerfung durch den Empfänger möglich. Diese Blöcke können bei Bedarf korrigiert werden, doch einmal verworfene Blöcke lassen sich in dieser Schicht nicht erneut anfordern.

  • Schicht 3
    Dies ist die Vermittlungsschicht, welche für die Schaltung von Verbindungen innerhalb von leistungsorientierten Diensten, sowie bei der Weitervermittlung von Datenpaketen bei paketorientierten Diensten sorgt. Da die Übertragung der Informationen stets über das gesamte Kommunikationsnetz hinweggeht, gehört auch die Findung von Routen zwischen den Knoten eines Netzwerks zu den Aufgaben dieser Schicht. Präzise gesagt, liegen die Hauptaufgaben der dritten Schicht vom OSI-Modell in der Bereitstellung von netzübergreifen Adressen, der Aktualisierung von Routingtabellen und deren Aufbau, der Aushandlung und Sicherstellung von einer speziellen Dienstgüte und der Fragmentierung der zu übermittelenden Datenpakete.

  • Schicht 4
    Hierbei handelt es sich um die Transportschicht vom OSI-Modell, welche den höher gelegenen Schichten einen einheitlich gestalteten Zugriff erlaubt, und die Segmentierung des Datenstroms sowie die Stauvermeidung erledigt. Innerhalb der Schicht sind fünf unterschiedliche Dienstgütegrade definiert, die von den Schichten 5-7 genutzt werden können und Dienste mit Multiplexmechanismen und Fehlersicherungsverfahren enthalten.

  • Schicht 5
    Diese Schicht ist die Sitzungsebene, welche für die Kommunikation der Prozesse zweier Systeme dient, und Dienste des organisierten und synchronisierten Datenaustauschs zur Verfügung stellt. Mittels dieser wird ein Zusammenbruch der Sitzung vermieden. Um diese Aufgabe zu erfüllen, werden Check Points, also Fixpunkte, festgelegt, an welchen die Sitzung gespeichert wird, damit bei einem Ausfall der Transporte ab dieser Position wieder neu synchronisiert werden kann.

  • Schicht 6
    Die Darstellungsschicht ermöglicht einen syntaktisch korrekt ablaufenden Datenaustausch, indem eine Darstellung der Daten gewählt wird, die system-und formunabhängig ist. Zudem gehören in diese Instanz die Datenkompression, die Verschlüsselung und die Gewährleistung der Lesbarkeit von Daten durch ein anderes System. Bei Bedarf nimmt die Darstellungsschicht vom OSI-Modell die Stellung eines Übersetzers zwischen zwei Systemen ein.

  • Schicht 7
    Dies ist die Anwendungsschicht und auch die oberste Ebene im OSI-Modell. Hier geschieht der Zugriff auf Netzdienste.

Fazit zum OSI-Modell

Ohne dieses Modell wäre die Realisierung zahlreicher Vorgänge innerhalb der Kommunikationstechnik nicht möglich, da es Basis für die Entwicklung zahlreicher Protokolltypen ist, und noch immer als Designvorlage für einheitliche Protokolle dient und somit unerlässlich für die Ordnung eines Netzwerks ist.