OSI-MODELL: 7 SCHICHTEN IM COMPUTERNETZWERK ERKLÄRT

OSI steht für Offene Systemverbindung ist ein Referenzmodell, das beschreibt, wie Informationen aus einer Softwareanwendung in einem zusammengefasst werden Computer bewegt sich über ein physisches Medium zur Softwareanwendung auf einem anderen Computer.
OSI besteht aus sieben Schichten und jede Schicht führt eine bestimmte Netzwerkfunktion aus.
Das OSI-Modell wurde 1984 von der International Organization for Standardization (ISO) entwickelt und gilt heute als Architekturmodell für die Kommunikation zwischen Computern.
Das OSI-Modell unterteilt die gesamte Aufgabe in sieben kleinere und überschaubare Aufgaben. Jeder Schicht wird eine bestimmte Aufgabe zugewiesen.
Jede Schicht ist in sich abgeschlossen, so dass die jeder Schicht zugewiesene Aufgabe unabhängig ausgeführt werden kann.

Merkmale des OSI-Modells:

Das OSI-Modell ist in zwei Schichten unterteilt: obere Schichten und untere Schichten.
Die obere Schicht des OSI-Modells befasst sich hauptsächlich mit anwendungsbezogenen Problemen und diese werden nur in der Software implementiert. Die Anwendungsschicht ist dem Endbenutzer am nächsten. Sowohl der Endbenutzer als auch die Anwendungsschicht interagieren mit den Softwareanwendungen. Eine obere Schicht bezieht sich auf die Schicht direkt über einer anderen Schicht.
Die untere Schicht des OSI-Modells befasst sich mit den Datentransportproblemen. Die Datenverbindungsschicht und die physikalische Schicht sind in Hardware und Software implementiert. Die physikalische Schicht ist die unterste Schicht des OSI-Modells und liegt dem physikalischen Medium am nächsten. Die physische Schicht ist hauptsächlich für die Platzierung der Informationen auf dem physischen Medium verantwortlich.

7 Schichten des OSI-Modells

Es gibt die sieben OSI-Schichten. Jede Schicht hat unterschiedliche Funktionen. Nachfolgend finden Sie eine Liste mit sieben Schichten:

Physikalische Schicht
Datenübertragungsebene
Netzwerkschicht
Transportschicht
Sitzungsschicht
Präsentationsfolie
Anwendungsschicht

1) Physikalische Schicht

Die Hauptfunktionalität der physikalischen Schicht besteht darin, die einzelnen Bits von einem Knoten zu einem anderen Knoten zu übertragen.
Es ist die unterste Schicht des OSI-Modells.
Es baut die physische Verbindung auf, hält sie aufrecht und deaktiviert sie.
Es spezifiziert die mechanischen, elektrischen und verfahrenstechnischen Spezifikationen der Netzwerkschnittstellen.

Funktionen einer physikalischen Schicht:

Topologie

2) Datenverbindungsschicht

Diese Schicht ist für die fehlerfreie Übertragung von Datenrahmen verantwortlich.
Es definiert das Format der Daten im Netzwerk.
Es sorgt für eine zuverlässige und effiziente Kommunikation zwischen zwei oder mehr Geräten.
Es ist hauptsächlich für die eindeutige Identifizierung jedes Geräts verantwortlich, das sich in einem lokalen Netzwerk befindet.
Es enthält zwei Unterschichten:

Eine Media Access Control-Schicht ist eine Verbindung zwischen der Logical Link Control-Schicht und der physischen Schicht des Netzwerks.
Es wird für die Übertragung der Pakete über das Netzwerk verwendet.

Funktionen der Datenverbindungsschicht

Rahmen:Die Datenverbindungsschicht übersetzt den Rohbitstrom der physischen Daten in Pakete, die als Frames bezeichnet werden. Die Datenverbindungsschicht fügt dem Frame den Header und Trailer hinzu. Der dem Frame hinzugefügte Header enthält die Hardware-Ziel- und Quelladresse. OSI-Modell

Physische Adressierung:Die Datenverbindungsschicht fügt dem Frame einen Header hinzu, der eine Zieladresse enthält. Der Frame wird an die im Header genannte Zieladresse übertragen.Ablaufsteuerung:Die Flusskontrolle ist die Hauptfunktionalität der Datenverbindungsschicht. Dabei handelt es sich um die Technik, mit der die konstante Datenrate auf beiden Seiten aufrechterhalten wird, sodass keine Daten beschädigt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die sendende Station, z. B. ein Server mit höherer Verarbeitungsgeschwindigkeit, die empfangende Station mit niedrigerer Verarbeitungsgeschwindigkeit nicht überholt.Fehlerkontrolle:Die Fehlerkontrolle wird durch Hinzufügen eines berechneten CRC-Werts (Cyclic Redundancy Check) erreicht, der dem Trailer der Datenverbindungsschicht hinzugefügt wird, der dem Nachrichtenrahmen hinzugefügt wird, bevor er an die physikalische Schicht gesendet wird. Wenn ein Fehler auftritt, sendet der Empfänger die Bestätigung für die erneute Übertragung der beschädigten Frames.Zugangskontrolle:Wenn zwei oder mehr Geräte mit demselben Kommunikationskanal verbunden sind, werden die Protokolle der Datenverbindungsschicht verwendet, um zu bestimmen, welches Gerät zu einem bestimmten Zeitpunkt die Kontrolle über die Verbindung hat.

3) Netzwerkschicht

Es handelt sich um eine Schicht 3, die die Geräteadressierung verwaltet und den Standort von Geräten im Netzwerk verfolgt.
Basierend auf den Netzwerkbedingungen, der Dienstpriorität und anderen Faktoren wird der beste Pfad zum Verschieben von Daten von der Quelle zum Ziel ermittelt.
Die Datenverbindungsschicht ist für das Routing und die Weiterleitung der Pakete verantwortlich.
Router sind die Geräte der Schicht 3. Sie werden in dieser Schicht spezifiziert und zur Bereitstellung der Routing-Dienste innerhalb eines Internetnetzwerks verwendet.
Die zur Weiterleitung des Netzwerkverkehrs verwendeten Protokolle werden als Netzwerkschichtprotokolle bezeichnet. Beispiele für Protokolle sind IP und IPv6.

Funktionen der Netzwerkschicht:

Internetarbeit:Die Vernetzung liegt in der Hauptaufgabe der Netzwerkschicht. Es stellt eine logische Verbindung zwischen verschiedenen Geräten her.Adressierung:Eine Netzwerkschicht fügt die Quell- und Zieladresse zum Header des Frames hinzu. Die Adressierung dient der Identifizierung des Geräts im Internet.Routenplanung:Routing ist die Hauptkomponente der Netzwerkschicht und bestimmt den besten optimalen Pfad aus den mehreren Pfaden von der Quelle zum Ziel.Paketierung:Eine Netzwerkschicht empfängt die Pakete von der oberen Schicht und wandelt sie in Pakete um. Dieser Vorgang wird als Paketierung bezeichnet. Dies wird durch das Internetprotokoll (IP) erreicht.

4) Transportschicht

Die Transportschicht ist eine Schicht 4, die sicherstellt, dass Nachrichten in der Reihenfolge übertragen werden, in der sie gesendet werden, und dass es zu keiner Duplizierung von Daten kommt.
Die Hauptaufgabe der Transportschicht besteht darin, die Daten vollständig zu übertragen.
Es empfängt die Daten von der oberen Schicht und wandelt sie in kleinere Einheiten, sogenannte Segmente, um.
Diese Schicht kann als End-to-End-Schicht bezeichnet werden, da sie eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Quelle und Ziel bereitstellt, um die Daten zuverlässig zu liefern.

Die beiden in dieser Schicht verwendeten Protokolle sind:

Es handelt sich um ein Standardprotokoll, das es den Systemen ermöglicht, über das Internet zu kommunizieren.
Es stellt eine Verbindung zwischen Hosts her und hält sie aufrecht.
Wenn Daten über die TCP-Verbindung gesendet werden, unterteilt das TCP-Protokoll die Daten in kleinere Einheiten, die als Segmente bezeichnet werden. Jedes Segment reist über das Internet auf mehreren Routen und kommt in unterschiedlicher Reihenfolge am Zielort an. Das Übertragungssteuerungsprotokoll ordnet die Pakete auf der Empfängerseite in der richtigen Reihenfolge neu.

Das User Datagram Protocol ist ein Transportschichtprotokoll.
Es handelt sich um ein unzuverlässiges Transportprotokoll, da in diesem Fall der Empfänger beim Empfang des Pakets keine Bestätigung sendet und der Absender nicht auf eine Bestätigung wartet. Dies macht ein Protokoll daher unzuverlässig.

Funktionen der Transportschicht:

Service-Point-Adressierung:Aus diesem Grund führen Computer mehrere Programme gleichzeitig aus. Aus diesem Grund erfolgt die Übertragung von Daten von der Quelle zum Ziel nicht nur von einem Computer zu einem anderen Computer, sondern auch von einem Prozess zu einem anderen Prozess. Die Transportschicht fügt den Header hinzu, der die Adresse enthält, die als Servicepunktadresse oder Portadresse bezeichnet wird. Die Verantwortung der Netzwerkschicht besteht darin, die Daten von einem Computer zu einem anderen Computer zu übertragen, und die Verantwortung der Transportschicht besteht darin, die Nachricht an den richtigen Prozess zu übertragen.Segmentierung und Zusammenbau:Wenn die Transportschicht die Nachricht von der oberen Schicht empfängt, teilt sie die Nachricht in mehrere Segmente auf und jedem Segment wird eine Sequenznummer zugewiesen, die jedes Segment eindeutig identifiziert. Wenn die Nachricht am Ziel angekommen ist, setzt die Transportschicht die Nachricht anhand ihrer Sequenznummern wieder zusammen.Verbindungskontrolle:Die Transportschicht bietet zwei Dienste: verbindungsorientierter Dienst und verbindungsloser Dienst. Ein verbindungsloser Dienst behandelt jedes Segment als einzelnes Paket und alle reisen auf unterschiedlichen Routen, um das Ziel zu erreichen. Ein verbindungsorientierter Dienst stellt vor der Zustellung der Pakete eine Verbindung mit der Transportschicht am Zielcomputer her. Beim verbindungsorientierten Dienst werden alle Pakete auf einer einzigen Route übertragen.Ablaufsteuerung:Die Transportschicht ist auch für die Flusskontrolle verantwortlich, diese wird jedoch Ende-zu-Ende und nicht über eine einzelne Verbindung durchgeführt.Fehlerkontrolle:Die Transportschicht ist auch für die Fehlerkontrolle verantwortlich. Die Fehlerkontrolle erfolgt durchgängig und nicht über eine einzelne Verbindung. Die Absendertransportschicht stellt sicher, dass die Nachricht fehlerfrei am Ziel ankommt.

5) Sitzungsschicht

Es handelt sich um eine Schicht 3 im OSI-Modell.
Die Sitzungsschicht wird verwendet, um die Interaktion zwischen kommunizierenden Geräten einzurichten, aufrechtzuerhalten und zu synchronisieren.

Funktionen der Sitzungsschicht:

Dialogsteuerung:Die Sitzungsschicht fungiert als Dialogcontroller, der einen Dialog zwischen zwei Prozessen erstellt, oder wir können sagen, dass sie die Kommunikation zwischen zwei Prozessen ermöglicht, die entweder Halbduplex oder Vollduplex sein können.Synchronisation:Die Sitzungsschicht fügt einige Prüfpunkte hinzu, wenn die Daten in einer Sequenz übertragen werden. Wenn während der Datenübertragung ein Fehler auftritt, erfolgt die Übertragung erneut vom Kontrollpunkt aus. Dieser Vorgang wird als Synchronisierung und Wiederherstellung bezeichnet.

6) Präsentationsschicht

Eine Präsentationsschicht befasst sich hauptsächlich mit der Syntax und Semantik der zwischen den beiden Systemen ausgetauschten Informationen.
Es fungiert als Datenübersetzer für ein Netzwerk.
Diese Schicht ist ein Teil des Betriebssystems, der die Daten von einem Präsentationsformat in ein anderes Format konvertiert.
Die Präsentationsschicht wird auch als Syntaxschicht bezeichnet.

Funktionen der Präsentationsschicht:

Übersetzung:Die Prozesse in zwei Systemen tauschen Informationen in Form von Zeichenfolgen, Zahlen usw. aus. Verschiedene Computer verwenden unterschiedliche Kodierungsmethoden. Die Präsentationsschicht kümmert sich um die Interoperabilität zwischen den verschiedenen Kodierungsmethoden. Es wandelt die Daten vom senderabhängigen Format in ein gemeinsames Format um und wandelt das gemeinsame Format auf der Empfängerseite in ein empfängerabhängiges Format um.Verschlüsselung:Zur Wahrung der Privatsphäre ist eine Verschlüsselung erforderlich. Bei der Verschlüsselung handelt es sich um einen Prozess, bei dem die vom Absender übermittelten Informationen in eine andere Form umgewandelt und die resultierende Nachricht über das Netzwerk gesendet wird.Kompression:Bei der Datenkomprimierung handelt es sich um einen Prozess der Datenkomprimierung, d. h. es wird die Anzahl der zu übertragenden Bits reduziert. Die Datenkomprimierung ist bei Multimedia wie Text, Audio und Video sehr wichtig.

7) Anwendungsschicht

Eine Anwendungsschicht dient als Fenster für Benutzer und Anwendungsprozesse, um auf Netzwerkdienste zuzugreifen.
Es behandelt Themen wie Netzwerktransparenz, Ressourcenzuweisung usw.
Eine Anwendungsschicht ist keine Anwendung, führt jedoch die Funktionen der Anwendungsschicht aus.
Diese Schicht stellt den Endbenutzern die Netzwerkdienste bereit.

Funktionen der Anwendungsschicht:

Verzeichnisdienste: Eine Anwendung stellt die verteilten Datenbankquellen bereit und wird verwendet, um diese globalen Informationen über verschiedene Objekte bereitzustellen.