8.3. OSI-Referenz-Layer- &DoD-Schichten-Modell |
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Letztmalig dran rumgefummelt: 28.01.10 06:41:29 |
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Netzwerke sind in aller Munde und zwischenzeitlich auch zum Gegenstand für ganz privates Arbeiten am PC geworden. Aus der Welt mit all ihren PCs sind sie jedenfalls nicht mehr wegzudenken und selbst Laien nutzen mehr oder weniger erfolgreich das Internet als Medium. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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0. Einfache Beschreibung 1. OSI-Referenz 2. Die OSI-Referenz-Layer 3. Kommunikation zwischen den Schichten 4. DoD-Schichten-Modell 5. Weblinks 6. Verwandte Themen |
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Quellen:
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... und der (traurige) Witz zum Thema: Unlängst fragt ein Kunde beim Mediamarktverkäufer, was ein OSI-Schichtenmodell sei. Spricht der angefragte Jüngling: "... das ist ein Patent von der Firma OSI. Die haben da irgendwelche Ringe hergestellt." |
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Hauptfunktionen der OSI-Schichten OSI-Schicht: Hierarchieschicht im
OSI-Basisreferenzmodell OSI-Architektur: Kommunikationsarchitektur gemäß ISO 7498 mit sieben Hierarchieschichten; Bild unten und Tabelle unten Transitknoten sind Computer in Rechnernetzen, die keine datenverarbeitungstypischen Dienste bereitstellen, sondern ausschließlich kommunikationsorientierte Funktionen erfüllen, z. B. Vermittlungsaufgaben. Ende-zu-Ende-Signifikanz: Ein Kommunikationssystem mit der Funktionalität der Schichten 1 bis 4 stellt seinen Benutzern einen Kommunikationsdienst mit Ende-zu-Ende-Signifikanz zur Verfügung. Das bedeutet: Es wird gewährleistet, dass die miteinander kommunizierenden Endsysteme ihre Dateneinheiten vollständig übermittelt bekommen und zwar unabhängig von den Diensten und Protokollen der Schichten 1 bis 3. Die betreffende Steuerungsaufgabe heißt Ende-zu-Ende-Steuerung (endto-end flow control). Weiterhin bieten OSI-gerechte Transportdienste definierbare Dienstgüten. Dienstgüte (QOS Quality of Service): Gesamtheit von Merkmalen und Merkmalswerten, welche die Qualität der Diensterbringung charakterisiert. Zu den Dienstgütemerkmalen gehören u. a.: Verbindungsaufbauzeit, Verzögerungszeit der Dateneinheiten auf dem Weg von der Quelle zum Ziel, Anzahl der Dateneinheiten, die je Zeiteinheit übermittelt werden (Durchsatz), aktuelle Fehlerrate. Anmerkung: Dienstgütemerkmale gibt es auch für die meisten anderen OSISchichten. Für die Kommunikation in Rechnernetzen sind die Dienstgütewerte der T -Schicht ein sehr wesentliches Qualitätscharakteristikum. Alle Dienste und Protokolle der Schichten 2 bis 7 können verbindungslos oder verbindungsorientiert sein.
Profil (Architekturprofil): Kommunikationsarchitektur mit einer
ausgewählten Menge aufeinander abgestimmter Kommunikationsdienste und
Protokolle. Für Benutzer von Rechnernetzen ist die Anwendungs- bzw.
Applikationsschicht am wichtigsten. Hier vollziehen sich die
Applikationsprozesse und deren vom Nutzer ausgelöste Kommunikation. Die vom
Rechnemetz bereitgestellten Anwendungsdienste bestimmen seine
Nutzungsmöglichkeiten.
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Die Anwendungsschicht ist relativ komplex, weil sie einerseits
rechnernetzexternen Nutzern ihre Dienste bereitstellt und andererseits zur
Realisierung ihrer Aufgaben die unter ihr liegenden Schichten in Anspruch
nimmt (► Tabelle Die wichtigsten
Funktionen der sieben OSI-Schichten)
Die wichtigsten Funktionen der sieben OSI-Schichten |
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Dienste der Anwendungsschicht können in zwei Gruppen eingeteilt werden:
Allgemeine Anwendungsdienstelemente CASE
Spezifische Anwendungsdienstelemente SASE |
0. OSI-Referenz-Layer (Basisrefernzmodell gemäß ISO 7498) |
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Netzwerke sind primär ein Verbund von Computern - heutzutage auch schon der Verbund Daten austauschender Hardware. Ziel ist es, Daten und/oder Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Günstig wäre, den Datenstrom parallel zu organisieren, jedoch entsteht dann hoher Verdrahtungsaufwand. So betreibt man Netzwerke typischerweise seriell. | ||
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Die wichtigsten Funktionen der sieben OSI-Schichten sind in der Tabelle oben zusammengestellt. Die oberen drei OSI-Schichten erfüllen datenverarbeitungstypische Aufgaben; die unteren Schichten 1 bis 4 sind kommunikationsorientiert. | ||
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1. OSI-Referenz-Layer (Basisrefernzmodell gemäß ISO 7498) |
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Netzwerke sind primär ein Verbund von Computern - heutzutage auch schon der Verbund Daten austauschender Hardware. Ziel ist es, Daten und/oder Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Günstig wäre, den Datenstrom parallel zu organisieren, jedoch entsteht dann hoher Verdrahtungsaufwand. So betreibt man Netzwerke typischerweise seriell. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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OSI Referenz-Schichtenmodell |
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Die wichtigsten Funktionen der sieben OSI-Schichten sind in der Tabelle oben zusammengestellt. Die oberen drei OSI-Schichten erfüllen datenverarbeitungstypische Aufgaben; die unteren Schichten 1 bis 4 sind kommunikationsorientiert. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Die Schichten des OSI-Modells Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection) basiert auf ein in sieben Schichten angelegten Struktur. Die Funktionen der einzelnen Schichten sind im Sinne eines herstellerunabhängigen, einheitlichen Kommunikationsmodells festgelegt. Jede einzelne Schicht stellt der übergeordneten Schicht bestimmte Dienstleistungen zur Verfügung. Über so genannte Primitives erfolgt die Kommunikation zwischen den Schichten. Der CCITT-Standard x.210 beschreibt grundlegend vier Typen von Primitives in Zusammenhang mit Diensten der Schichten 1 bis 6. |
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Die OSI-Standards setzen in eindeutiger Weise die Funktionen (Dienstleistungen gegenüber benachbarten Schichten sowie Aktivierung derselben) und Protokolle (Satz von Regeln der Kommunikation einander entsprechender Schichten im OSI-Modell) fest. Das OSI-Modell schreibt das Durchlaufen aller Schichten bei der Kommunikation von Rechnern vor. Das Überspringen von einzelnen Schichten ist nicht zulässig. |
2. Die OSI-Refernez-Layer |
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Schon kurz nach dem Einsatz erster Computer kam die Idee auf, diese miteinander zu verbinden - das war grundsätzlich die Idee des Netwerkes. Und wer immer schon einmal Daten auf einen Datenträger gespeichert hat, diesen zu einem anderen Rechner geschafft und dort genutzt hat, dem ist der grundsätzliche Vorteil eines Netzwerkes sofort klar. |
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Schicht 1:
Physikalische Schicht Beschreibt die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Übertragungsmedien. Ihre Aufgabe ist der Transport von unformatierten digitalen Informationseinheiten (Bits). Die wesentliche Aufgabe der Bitübertragungsschicht ist die Bereitstellung des Übertragungskanals, über den der Informationsaustausch stattfindet. Unterhalb dieser Schicht befindet sich das physikalische Übertragungsmedium (Koaxkabel, Glasfaser oder anderes Medium), das nicht Bestandteil dieser Schicht ist und daher oft auch als Schicht 0 bezeichnet wird. In dieser ersten Schicht werden die für die Übertragung nötigen Parameter (Übertragungsgeschwindigkeit, Fehlerbedingungen oder Eigenschaften der physikalischen Verbindung) definiert. Grundsätzlich wird der Datenstrom in der gleichen Reihenfolge, in der er von der Leitung genommen wurde, an die nächste Schicht weitergeleitet. Hierbei sind folgende Übertragungsmodi und Verbindungen möglich: die Punkt-zu-Punkt- oder Mehrfachverbindungen, Simplex-, Halb- oder Voll-Duplex-Betrieb, synchrone oder asynchrone Übertragung oder RS-232, Ethernet, X.21. |
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Schicht 2:
Sicherungsschicht Beschreibt die Prozeduren zur fehlergesicherten Übertragung von Daten über ein Medium. Ihre Hauptaufgaben umfassen im Wesentlichen Fehlerbehebung und den geregelten Zugriff auf das Übertragungsmedium. Diese Schicht stellt gesicherte Übertragungsprozeduren zur Verfügung und ergänzt damit die Dienste der Bitübertragungsschicht. Hauptaufgabe der Sicherungsschicht ist die Beseitigung in der physikalischen Ebene aufgetretener Fehler durch Einsatz entsprechender Übertragungsprotokolle (z. B. HDLC = High Level Data Link Control). Hierbei werden die Daten in entsprechende Rahmen verpackt, die neben den eigentlichen Nutzdaten, Sender- bzw. Empfängeradresse Prüfsummen zur Fehlererkennung enthält. Die Sicherungsschicht kann in zwei Teilschichten (Medium Access Control/Logical Link Control) unterteilt werden: Die LLC beschreibt ein für alle Netzwerktechniken gleiches Protokoll zur Art der Übertragung. Es wird zwischen einer verbindungslosen und einer verbindungsorientierten Übertragung unterschieden. Die MAC hingegen beschreibt das konkrete Netzzugangsverfahren. Dieses Protokoll ist abhängig vom gewählten Übertragungsverfahren (z. B. CSMA/CD, Token-Ring). |
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Schicht 3: Vermittlungsschicht
Beschreibt Prozeduren zum transparenten Austausch von Dateien zwischen
adressierbaren Systemen. Man unterscheidet hierbei verbindungslose (Datagramme)
und verbindungsorientierte (virtuelle Verbindungen) Prozeduren.
Vermittlungsfunktionen (Routing) und Mehrfachausnutzung von
Vermittlungsstrecken (Multiplexfunktionen) zählen zu ihren Hauptaufgaben. |
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Schicht 4: Transportschicht Beschreibt Prozeduren zur fehlergesicherten Übertragung zwischen unterschiedlichen Systemen. Sie garantieren, dass alle Daten vollständig, ohne Fehler, frei von Duplizierungen und in der richtigen Reihenfolge geliefert werden. Die in dieser Schicht bereitgestellten Dienste sind für den Transport der Daten zwischen den Benutzern verantwortlich. Hierbei wird eine Erweiterung der Schicht-3-Dienste ermöglicht. Die Transportschicht bildet eine Art End-zu-End-Kontrollverbindung, die den Dialog zwischen zwei Benutzern steuert. Eine Transportverbindung baut sich dabei aus drei Phasen auf (Aufbau, Datenübertragung, Abbau), die mithilfe der weiter unten liegenden Schichten verwirklicht werden. Hierbei wird eine vom Benutzer definierte Qualitätsanforderung an die beteiligten Instanzen gestellt. Qualitätsmerkmale sind hierbei die Fehlerrate, Verbindungsauf- und -abbauzeiten sowie die Verfügbarkeit der Verbindungen. Innerhalb der Transportschicht sind dabei fünf Klassen definiert:
Zum Beispiel: TCP |
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Schicht 5: Kommunikationsschicht
Beschreibt Mechanismen zum Aufbau eines geregelten Dialogs zwischen
Applikationen: Auf-/Abbau und Aufrechterhaltung von Verbindungen (Sessions),
Festlegungen bezüglich der Form des Dialogs, gezieltes Aufsetzen nach
Fehlersituation (Checkpoints). |
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Schicht 6: Darstellungsschicht
Beschreibt Richtlinien in Hinblick auf Formate, Kodierung (z. B.
Zeichensatz) und Syntax der Daten zur übergeordneten Anwendung. |
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Schicht 7: Applikationsschicht
Beschreibt eine Schnittstelle zwischen Anwendung und Kommunikationsprozessen
(Dienstleistungen der Kommunikationsschichten). OSI unterteilt die
Anwendungsschicht in drei grundsätzliche Funktionsbereiche: Benutzer-Element
(User-Element; die eigentliche Schnittstelle zwischen Anwendungsprozess und
Diensten der Kommunikation), CASE (Common Application Service Elements;
definiert. Funktionen von allgemeiner Bedeutung für eine Vielzahl von
Anwendungen), SASE (Specific Applications Service Element: definieren
Funktionen für bestimmte Anwendungen wie File Transfer, E-Mail oder Terminal
Access).
Der Applikationsschicht in offenen Systemen sind zwei Klassen von
Verwaltungsfunktionen (Managementfunktionen) zugeordnet:
Applikationsverwaltung und Systemverwaltung. Beide Verwaltungs- bzw.
Steuerfunktionen beziehen sich auf das gesamte Rechnernetz und nicht auf
lokale Systemkomponenten (-> 3.3.2.3.).
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3. Kommunikation zwischen den Schichten |
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Die Kommunikation
zwischen zwei Partnern im Netz hat immer eine horizontale und eine vertikale
Komponente. Jede Schicht N in einem System A kommuniziert mit Schicht N des
Systems B auf gleicher Ebene (peer-to-peer). Die gültigen Regeln und Formate
werden in einem Protokoll festgelegt. Man spricht hierbei vom
Schicht-N-Protokoll. Bei allen Ebenen (außer der Ebene 1) handelt es sich um
eine logische Kommunikation bzw. Verbindung. Nur auf Ebene 1 erfolgt eine
physikalische Verbindung und die Übertragung der Daten. Damit die Daten auf
System A bis auf das physikalische Übertragungsmedium und von dort auf
System B wieder bis zur Anwendung kommen können, sind vertikale
Kommunikationsmechanismen definiert. Jede Schicht stellt der jeweils höheren Schicht Dienste zur Verfügung, die so genannten Services. Dabei greift sie auf die Dienste der unter ihr liegenden Schicht zurück und nutzt diese zur Realisierung ihrer eigenen Services. Dazu sind im Rahmen der Standardprotokolle Schnittstellen zwischen zwei Schichten definiert, an denen bestimmte Dienste über so genannte Dienstzugangspunkte (Service Access Points - SAP) zur Verfügung gestellt werden. |
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4. DoD-Schichten-Modell |
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Grundsätzlich kann man Netzwerke nach zwei Methoden aufbauen: als so genannte Ringe oder als Ketten. Selten nur sind Computer direkt miteinander verbunden - immer häufiger spielen Server hierbei eine entscheidende Rolle |
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Ringstrukturen |
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Kettenstrukturen |
5. Weblinks |
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6. Verwandte Themen |
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Die OSI-Referenz-Layer eird man nach der wirren Geschichte der Netzwerktechnik wohl heutzutage in jedem gut sortiertem Fachbuch so ziemlich voran finden - noch vor dem wohl doch so fundamentalen TCP/IP-Protokoll. Das hat sehr viel damit zu tun, dass man sich nach den wilden Anfangsjahren der Netzwerktechnologien sowie einem primären Markt- und damit Abschottungsdenken auf die Sicht der netzwerknutzer spezifiziert und somit allgemeine Standards geschaffen hat. | |||||||||||||||||||||
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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha | © Frank Rost Februar 2007 |
... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus (das haben wir schon den Salat - und von dem weiß ich!) nicht mehr teilzunehemn ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist |
Diese Seite wurde ohne Zusatz irgendwelcher Konversationsstoffe erstellt ;-) |