Stell dir vor, du schickst einen Brief ins Ausland. Der Brief durchläuft viele Stationen: Du schreibst ihn, steckst ihn in einen Umschlag, adressierst ihn, bringst ihn zur Post, die Post sortiert ihn, transportiert ihn, und schließlich wird er beim Empfänger zugestellt. Jede Station hat eine klar definierte Aufgabe.
Genau so funktioniert das OSI-Modell – das Open Systems Interconnection Model. Es ist ein Referenzmodell das die Netzwerkkommunikation in 7 Schichten unterteilt. Jede Schicht hat eine klar definierte Aufgabe und kommuniziert nur mit den direkt angrenzenden Schichten.
Das OSI-Modell wurde 1984 von der ISO standardisiert und ist bis heute das wichtigste Referenzmodell in der Netzwerktechnik – auch wenn in der Praxis oft das einfachere TCP/IP-Modell verwendet wird.
Schicht | Deutsch | Protokolle/Beispiele | |
|---|---|---|---|
7 | Application | Anwendungsschicht | |
6 | Presentation | Darstellungsschicht | SSL/TLS, JPEG, ASCII, UTF-8 |
5 | Sitzungsschicht | NetBIOS, RPC, PPTP | |
4 | Transportschicht | TCP, UDP | |
3 | Vermittlungsschicht | ||
2 | Data Link | Sicherungsschicht | |
1 | Physical | Bitübertragungsschicht | Kabel, Hub, WLAN-Signale |
Die Schichten von oben nach unten (7→1) lassen sich mit folgendem Satz merken:
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Und von unten nach oben (1→7):
Die unterste Schicht ist für die physikalische Übertragung von Bits zuständig. Sie definiert elektrische Signale, Licht oder Funkwellen sowie die Kabel, Stecker und Übertragungsmedien.
Aufgabe: Bits von A nach B übertragen
Geräte: Kabel, Hub, Repeater, WLAN-Antenne
Dateneinheit: Bit
Die Sicherungsschicht sorgt für eine fehlerfreie Übertragung zwischen zwei direkt verbundenen Geräten. Sie erkennt und korrigiert Übertragungsfehler und regelt den Zugriff auf das Übertragungsmedium.
Aufgabe: Rahmen (Frames) bilden, MAC-Adressen, Fehlererkennung
Dateneinheit: Frame (Rahmen)
Protokolle: Ethernet, WLAN (802.11), PPP
Die Vermittlungsschicht ist für das Routing von Datenpaketen durch das Netzwerk zuständig. Sie wählt den optimalen Weg vom Sender zum Empfänger – auch über mehrere Netzwerke hinweg.
Aufgabe: IP-Adressen, Routing, logische Adressierung
Geräte: Router, Layer-3-Switch
Die Transportschicht stellt eine zuverlässige Ende-zu-Ende-Verbindung zwischen zwei Anwendungen sicher. Sie regelt die Segmentierung großer Datenmengen, die Flusskontrolle und bei TCP die Fehlerkorrektur.
Aufgabe: Ports, Segmentierung, Fehlerkorrektur, Flusskontrolle
Dateneinheit: Segment (TCP) / Datagramm (UDP)
Protokolle: TCP (zuverlässig), UDP (schnell, unzuverlässig)
TCP | UDP |
|---|---|
Verbindungsorientiert | Verbindungslos |
Garantierte Zustellung | Keine Garantie |
Langsamer | Schneller |
HTTP, FTP, E-Mail | DNS, VoIP, Streaming |
Die Sitzungsschicht verwaltet Sitzungen zwischen zwei Anwendungen. Sie baut Verbindungen auf, hält sie aufrecht und beendet sie geordnet. In der Praxis wird diese Schicht oft von Schicht 4 oder 7 mit übernommen.
Aufgabe: Sitzungsverwaltung, Synchronisation
Protokolle: NetBIOS, RPC, SIP
Die Darstellungsschicht ist für die Darstellung und Umwandlung von Daten zuständig. Sie sorgt dafür dass Daten die verschiedene Systeme unterschiedlich darstellen korrekt übersetzt werden. Außerdem übernimmt sie Verschlüsselung und Komprimierung.
Aufgabe: Verschlüsselung (SSL/TLS), Zeichenkodierung, Komprimierung
Protokolle: SSL/TLS, JPEG, PNG, ASCII, UTF-8
Die oberste Schicht ist die einzige die der Benutzer direkt "sieht". Sie stellt Netzwerkdienste für Anwendungen bereit – zum Beispiel für Webbrowser, E-Mail-Programme oder FTP-Clients.
Aufgabe: Schnittstelle zwischen Anwendung und Netzwerk
Protokolle: HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, SSH, Telnet
Wenn du eine Website aufrufst, durchlaufen die Daten beim Sender alle 7 Schichten von oben nach unten (Enkapsulierung) und beim Empfänger von unten nach oben (Dekapsulierung):
Schicht | Sender fügt hinzu | Bezeichnung |
|---|---|---|
7 – Anwendung | HTTP-Anfrage | Daten |
4 – Transport | TCP-Header (Port 80/443) | Segment |
3 – Netzwerk | IP-Header (Quell- und Ziel-IP) | Paket |
2 – Sicherung | MAC-Adressen, Frame-Header | Frame |
1 – Physisch | Elektrische Signale / Funkwellen | Bits |
In der Praxis wird neben dem OSI-Modell auch das TCP/IP-Modell verwendet, das nur 4 Schichten hat:
OSI-Schicht | TCP/IP-Schicht |
|---|---|
7 Anwendung + 6 Darstellung + 5 Sitzung | Anwendungsschicht |
4 Transport | Transportschicht |
3 Netzwerk | Internetschicht |
2 Sicherung + 1 Physisch | Netzzugangsschicht |
Das OSI-Modell ist das theoretische Referenzmodell – das TCP/IP-Modell ist das was im Internet tatsächlich eingesetzt wird.
Das OSI-Modell unterteilt Netzwerkkommunikation in 7 Schichten
Jede Schicht hat eine klar definierte Aufgabe und eigene Protokolle
Schicht 1 überträgt Bits, Schicht 7 stellt Dienste für Anwendungen bereit
Daten werden beim Senden enkapsuliert und beim Empfangen dekapsuliert
IP arbeitet auf Schicht 3, TCP/UDP auf Schicht 4, HTTP auf Schicht 7
Das TCP/IP-Modell fasst die 7 OSI-Schichten auf 4 Schichten zusammen