Was ist das OSI-Modell? Das Open Systems Interconnection Model erklärt
compuWenn Sie eine Website im Internet durchsuchen, rendert Ihr Browser die Webseite auf Ihrem Display, damit Sie mit der Website interagieren können. Was sich jedoch hinter den Kulissen abspielt, ist für die Benutzer völlig unsichtbar.
Das OSI-Modell definiert, wie zwei Computer über ein Netzwerk miteinander interagieren. Das Modell definiert mehrere Protokolle, die die Übertragung von Informationen in Form von Paketen zwischen zwei Systemen ermöglichen.
Dieser Artikel befasst sich eingehend mit dem tatsächlichen OSI-Modell sowie einer detaillierten Beschreibung der einzelnen Ebenen des Modells.
Was ist das OSI-Modell?
"OSI-Modell" steht für das Open Systems Interconnection Model. Das OSI-Modell wurde von der International Standards Organization (ISO) eingeführt.
ISO ist eine multinationale Organisation, die für die Festlegung globaler Standards verantwortlich ist. Jeder potenzielle internationale Standard durchläuft sechs Phasen, die seine Lebensfähigkeit in der realen Welt bestimmen.
Das Modell vereinfacht den Prozess der Vernetzung zwischen zwei Systemen. Mit dem OSI-Modell können zwei Computer miteinander interagieren, ohne die zugrunde liegende Architektur der Maschine zu kennen. Da die im Modell definierten Protokolle unfehlbar sind und weltweit verwendet werden, ist dieses Modell der globale Rahmen für die digitale Kommunikation über das Internet.
Das Open Systems Interconnection Model besteht aus mehreren Ebenen, die jeweils für das Verschieben von Informationen über ein Netzwerk verantwortlich sind. Beispielsweise stellt die physische Schicht sicher, dass die Daten ordnungsgemäß auf die nächste Schicht übertragen werden, die die Datenverbindungsschicht ist. In ähnlicher Weise überträgt die Datenverbindungsschicht Informationen an die nächste Schicht und so weiter.
Schichten des OSI-Modells
Obwohl die Schichten des OSI-Modells unterschiedlich sind und unterschiedliche Phasen der Datenkommunikation behandeln, sind sie auf die eine oder andere Weise miteinander verbunden.
Während des Entwurfs des Modells fanden die Entwickler verwandte Funktionen in den Prozessen und gruppierten sie in gemeinsame Ebenen. Das OSI-Modell enthält sieben Schichten, von denen jede eine bestimmte Phase des Datenübertragungsprozesses verwaltet.
1. Physikalische Schicht
Die physikalische Schicht ist die erste und wahrscheinlich wichtigste im OSI-Modell. Diese Schicht ist für die Übertragung von Daten über ein physisches Medium verantwortlich. Innerhalb dieser Schicht sind auch Funktionen definiert, die zur Durchführung der Übertragung erforderlich sind.
Auf dem Computer des Absenders kommen die Daten von der Datenverbindungsschicht an. Das Paket wird über ein Medium an die Maschine des Empfängers übertragen. Dann interpretiert die physikalische Schicht des Empfängers das Paket und sendet es zur weiteren Verarbeitung an die Datenverbindungsschicht.
Die physikalische Schicht deckt die folgenden Aspekte der Datenübertragung ab.
- Schnittstelle und Übertragungsmedium (WLAN- oder Ethernet-Kabel )
- Bitstrom (die Daten, die übertragen werden müssen)
- Datenübertragungsrate
- Übertragungsmodus
- Bitsynchronisation
2. Datenverbindungsschicht
Die physische Schicht überträgt die Daten direkt auf einen anderen Computer.
Die Datenverbindungsschicht führt die Aufgabe aus, die Daten an die spezifische Maschine in demselben Netzwerk zu senden, ein Prozess, der als physikalische Adressierung bekannt ist. In dieser Schicht werden die von der physischen Schicht gesendeten Daten ebenfalls interpretiert und in verwaltbare Einheiten umgewandelt, die als Frames bezeichnet werden.
In der Datenverbindungsschicht identifizieren MAC-Adressen ( Media Access Control ), welches System die Informationen vom Netzwerk mehrerer Systeme angefordert hat. Diese Schicht ist für die folgenden Funktionen verantwortlich.
- Rahmung
- Physische Adressierung
- Datenfluss
- Fehlerkontrolle
- Zugangskontrolle
3. Netzwerkschicht
Die Datenverbindungsschicht überwacht die Übertragung von Daten an einen Computer im selben Netzwerk. Im Gegensatz dazu ist die Netzwerkschicht für die Übertragung des Senderpakets zum Empfänger in verschiedenen Netzwerken verantwortlich. Wenn sich zwei Systeme im selben Netzwerk befinden, übernimmt die Datenverbindungsschicht die Übertragung, und die Netzwerkschicht ist nicht erforderlich.
Die Netzwerkschicht behandelt die Datenpakete unabhängig voneinander. Das System ist nicht besorgt über die Reihenfolge oder die Beziehung zwischen diesen Paketen.
Die Netzwerkschicht umfasst die folgenden Verantwortlichkeiten.
- Logische Adressierung : Da sich die beiden Geräte in einem unterschiedlichen Netzwerk befinden, sind logische Adressen für die Datenübertragung von entscheidender Bedeutung.
- Routing : Das Paket wird an Geräte im Netzwerk gesendet, die als Router bezeichnet werden. Diese Geräte leiten das Datenpaket an das System weiter, das die Informationen angefordert hat, oder leiten es weiter.
4. Transportschicht
Die Netzwerkschicht überträgt die Daten von einem System zu einem anderen. Auf einem Computer werden jedoch auch verschiedene Programme ausgeführt, und jedes Programm kann Informationen von anderen Systemen anfordern. Woher weiß Ihr System, welches Paket zu welchem Programm gehört?
Geben Sie die Transportebene ein. Diese Schicht ist für die Bereitstellung der Informationen von Prozess zu Prozess verantwortlich. Das System segmentiert die Datenpakete, die auf dieser Schicht ankommen, in verschiedene Einheiten und setzt sie dann entsprechend der Sequenznummer wieder zusammen.
Die Transportschicht übernimmt die folgenden Funktionen im OSI-Modell.
- Service-Point-Adressierung (Pakete an das richtige Programm senden)
- Segmentierung und Zusammenbau
- Ablaufsteuerung
- Fehlerkontrolle
5. Sitzungsschicht
Wenn zwei Systeme kommunizieren, führen sie keine schnelle Übertragung durch und trennen die Verbindung sofort. Die Systeme treten in einen Dialog ein und führen die notwendige Übertragung durch. Die Sitzungsschicht ist dafür verantwortlich, eine gemeinsame Sitzung zwischen zwei oder mehr Systemen zu initiieren, um die erfolgreiche Datenübertragung sicherzustellen.
Diese Schicht ist auch für die Synchronisation und die Prüfpunkte verantwortlich. Wenn Sie beispielsweise eine Dokumentdatei mit 1000 Seiten herunterladen, fügt die Sitzungsebene alle 100 Seiten einen Prüfpunkt hinzu, um eine effiziente Datenkommunikation aufrechtzuerhalten.
Wenn die Übertragung auf Seite 554 fehlschlägt, wird die Übertragung nicht von vorne gestartet, sondern vom letzten Prüfpunkt, dh von Seite 500, fortgesetzt.
Die Sitzungsebene umfasst zwei Funktionen: Dialogsteuerung, die für die Erstellung einer Sitzung verantwortlich ist, und Synchronisierung.
6. Präsentationsschicht
Das Datenpaket erreicht das endgültige Ziel. Was jetzt? Wie interpretiert das Programm die Nachricht? Die Präsentationsschicht kümmert sich um die Nachrichtenübersetzung, Syntax und Semantik des zugestellten Pakets.
Diese Schicht besteht aus Funktionen, mit denen erkannt wird, welcher Teil der Daten wichtig ist und welcher nicht. Die Präsentationsschicht hat die folgenden Verantwortlichkeiten im Modell.
- Übersetzung : Zwei Computer oder Programme teilen Informationen in Form von Zeichenfolgen. Und das System konvertiert die Daten zum besseren Verständnis in Bitströme.
- Verschlüsselung : Um den Datenschutz während der Kommunikation zu gewährleisten, verschlüsselt und entschlüsselt die Präsentationsschicht die zu sendenden Daten.
- Komprimierung : Um eine effiziente Datenübertragung durchzuführen, werden die Informationen häufig komprimiert, um die Anzahl der Bits im Stream zu verringern.
7. Anwendungsschicht
Schließlich ist die Anwendungsschicht für die Bereitstellung von Benutzeroberflächen für verschiedene Netzwerkdienste verantwortlich. Ein Internetbrowser, eine Mailingplattform oder ein grafisches Datenbankverwaltungstool sind Beispiele für Software, die diese Schicht bilden.
Die Anwendungsschicht bietet dem Benutzer die folgenden Dienste.
- Virtuelles Netzwerkterminal : NVT ist eine Software, die die Funktionsweise eines physischen Terminals emuliert. Benutzer können eine Verbindung zu einem NVT herstellen und den Remote-Host von ihrem System aus steuern.
- Mailing-Dienste
- Dateiübertragung und -verwaltung
- Verzeichnisdienste
Wie funktioniert das Internet?
Das Internet verwendet bei seiner Arbeit auch das OSI-Modell. Wenn Sie ein Paket von einem Server anfordern, werden die Daten durch jede Schicht im Modell geleitet. Das OSI-Modell hat die grundlegende Basis des massiven Netzwerks von Systemen gebildet, das das Internet ist.
Wenn Sie im Internet surfen, werden in Ihrem Systemhintergrund viele Dienste ausgeführt. Netzwerkverwaltungsprotokolle wie DHCP sind dafür verantwortlich, den Benutzern ein blitzschnelles Surferlebnis zu bieten.