Wie funktioniert das OSI-Modell

Was ist das OSI-Modell und wie ist es aufgebaut? Dieser Artikel erklärt die Grundlagen des in der Netzwerktechnik sehr wichtigen OSI-Modells anhand einer leichter nachvollziehbaren Analogie.

Das OSI-Modell ist ein grundlegender Begriff für die Netzwerktechnik.Dieser Artikel erklärt, was das OSI-Modell genau ist. Dabei wird mit einer leichter verständlichen Analogie begonnen, die auf das „richtige“ OSI-Modell übertragen werden kann.

Das Philosophen-Modell

Da das OSI-Modell ziemlich abstrakt ist, möchte ich Ihnen zuerst eine Analogie vorstellen: das Philosophen-Modell. Dieses kann sich jeder ohne Probleme vorstellen und die Funktionsweise ist ähnlich wie die des OSI-Modells, nur weniger abstrakt.

Stellen Sie sich folgende Situation vor: In China lebt ein Philosoph, der seine Gedanken gerne mit einem Kollegen in Spanien austauschen möchte. Doch die beiden Männer sprechen nur ihre eigene Sprache und sie kennen sich auch nicht mit Technik aus, so dass sie nicht über diese Entfernung miteinander kommunizieren können. Es gibt also zwei Barrieren: die Sprache und die Entfernung, die nur mit technischen Hilfsmitteln überwunden werden kann.

Der chinesische Philosoph schreibt einen Text auf Chinesisch, den er seinem Kollegen zukommen lassen möchte. Diese Nachricht übergibt er einem Übersetzer, der zwar kein Spanisch spricht, aber statt dessen den Text ins Englische übersetzt. Der Übersetzer reicht die Übersetzung an seine Sekretärin weiter, welche ihn abschreibt und per Email versendet.

Der Text wird in Spanien von einer weiteren Sekretärin empfangen, die ihn an einen Übersetzer weiterleitet. Der Übersetzer spricht Spanisch und Englisch und kann den englischen Text in die Sprache übersetzen, die der spanische Philosoph versteht. Und nun kann dieser den Text seines chinesischen Kollegen lesen und diesem auf die gleiche Art seine eigenen Gedanken mitteilen.

Bei beiden Kommunikationspartnern gibt es also drei Schichten:

  • Der Philosoph
  • Der Übersetzer
  • Die Sekretärin

Jeder Schicht hat Fachwissen, das die anderen Schichten nicht haben, und kommuniziert nur mit der nächst höheren der nächst niedrigeren Schicht. Der Philosoph trifft die Sekretärin des Übersetzers nicht und umgekehrt. Außerdem ist dem Philosophen absolut gleichgültig, wie sein Text übertragen wird: per Email, per Post, per Telefon, per Fax. Dies ist einzig und allein die Aufgabe der Sekretärin. Auch den Übersetzer interessiert die Übertragungsart nicht. Er erhält den zu übersetzenden Text und gibt ihn an die Empfänger-Schicht weiter.

In diesem Modell findet zwei Arten der Kommunikation statt:

Horizontale Kommunikation: Jede Schicht kommuniziert direkt mit der nächthöheren und der nächstniedrigeren. Dabei reicht sie ihr Arbeitsergebnis an die jeweilige andere Schicht weiter.

Vertikale Kommunikation: Jede Schicht arbeitet mit dem Arbeitsergebnis der Schicht auf derselben Ebene in dem anderen Land. Die chinesische Sekretärin kommuniziert mit der spanischen Sekretärin, der spanische Übersetzer arbeitet mit dem Arbeitsergebnis des chinesischen Übersetzers. Die vertikale Kommunikation findet indirekt statt.

Es ist noch zu beachten, dass die Schichten unabhängig voneinander arbeiten und somit austauschbar sind. Wird der spanische Übersetzer krank, kann sein Kollege einspringen, ohne dass der Philosoph oder die Sekretärin etwas davon mitbekommen. Die einzige Bedingung ist, dass der Ersatzmann ebenfalls Englisch und Spanisch beherrscht. Denn die Sprachen sind die Schnittstellen, über welche der Übersetzer mit den anderen beiden Schichten kommuniziert. Allerdings verlässt sich jede Schicht darauf, dass die niedrigeren Schichten ihre Arbeit korrekt und fehlerfrei durchführen, da sie deren Arbeitsergebnisse für die Erfüllung ihrer eigenen Aufgaben benötigt.

Das OSI-Modell

Sie können das Philosophen-Modell im Grundlegenden auf das OSI-Modell übertragen. Auch das OSI-Modell teilt die verschiedenen Problembereiche einer Kommunikation in verschiedene Schichten auf. Beim vereinfachten Philosophenmodell sind es drei Schichten, beim OSI-Modell gibt es sieben Schichten.

OSI-Modell steht für „Open System Interconnection Model“. Es definiert, wie eine Kommunikation zwischen zwei „Gesprächsteilnehmern“ in einem Netzwerk ablaufen sollte. Es handelt sich um ein Referenzmodell, das dabei nicht definiert, wie die benötigten Komponenten implementiert werden (z.B. die Hardware), sondern nur eine Richtlinie für die Kommunikation bietet.

Ein Problem, welches mit dem Sieben-Schichten-Modell gelöst wird, ist das folgende: Bei der elektronischen Datenübertragung werden über ein Kabel versendet. Die elementaren Informationseinheiten sind 0 und 1 und es stellt sich die Frage, welche elektrischen Signale als 0 oder 1 interpretiert werden. Bevor dieses grundlegende Problem nicht gelöst ist, brauchen die anderen Schichten nicht mit ihrer Arbeit zu beginnen.

Die sieben Schichten des Osi-Modells sind in zwei Gruppen aufgeteilt:

  • Schicht 1 – 4: Transportschichten
  • Schicht 5 – 7: Anwendungsorientierte Schichten

Nicht festgelegt im Modell ist das Übertragungsmedium und damit ist es unabhängig vom Medium. Man kann das Osi-Modell also anwenden auf Kupferkabel sowie auf Glasfaser oder Funk. Das war beim Philosophenmodell auch schon der Fall. Sie sehen also an diesem einfachen Beispiel sehr gut, wie das etwas abstraktere Osi-Modell aufgebaut ist.

Die sieben Schichten

Im Folgenden werden die sieben Schichten des Modells aufgeführt. Problematisch ist, dass es für die Schichten verschiedene Namen gibt. Daher sind auch in der folgenden Übersicht für jede Schicht mehrere Namen aufgeführt, die gleichbedeutend sind. Die Auflistung beginnt bei der untersten Schicht, die sich direkt am Übertragungsmedium befindet – die gebräuchlichsten Namen sind die zuerst aufgeführten und die englischen Begriffe.

  1. Bitübertragungsschicht, Physical Layer,
  2. Sicherungsschicht, Abschnittssicherungsschicht, Datensicherungsschicht, Verbindungssicherungsschicht, Verbindungsebene, Data Link Layer
  3. Vermittlungsschicht, Netzwerkschicht, Paketebene, Network Layer
  4. Transportschicht, Transport Layer
  5. Sitzungsschicht, Session Layer
  6. Darstellungsschicht, Presentation Layer, Datendarstellungsschicht, Datenbereitstellungsebene
  7. Anwendungsschicht, Application Layer, Datendarstellungsschicht, Datenbereitstellungsebene

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