Einheiten und zugehörige Protokolle im OSI-Modell
Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection Model) ist ein konzeptionelles Rahmenwerk, das die Kommunikation zwischen Computersystemen in sieben aufeinander aufbauende Schichten unterteilt. Jede Schicht hat spezifische Funktionen und verwendet bestimmte Dateneinheiten und Protokolle. In diesem Beitrag werfen wir einen detaillierten Blick auf diese Einheiten und die zugehörigen Protokolle in den einzelnen Schichten.
Schicht 1: Bits – Physikalische Schicht
Einheit: Bit-Übertragung
Die physikalische Schicht ist die unterste Ebene des OSI-Modells und befasst sich mit der Übertragung roher Bits über ein physikalisches Medium. Hier werden die mechanischen, elektrischen und funktionalen Spezifikationen für die Aktivierung, Aufrechterhaltung und Deaktivierung physischer Verbindungen definiert.
Beispiele für Protokolle/Standards:
- Ethernet (physikalische Ebene): Bestimmt die physikalischen Aspekte wie Kabeltypen und Stecker.
- WLAN (IEEE 802.11): Definiert die physikalische und MAC-Schicht für drahtlose Netzwerke.
- Bluetooth: Kurzstreckenfunktechnik für den Datenaustausch zwischen Geräten.
- DSL (Digital Subscriber Line): Überträgt digitale Daten über Telefonleitungen.
- ISDN (Integrated Services Digital Network): Digitales Telekommunikationsnetz für Sprach- und Datenübertragung.
Schicht 2: Frames – Sicherungsschicht
Einheit: Frames mit MAC-Adressen und Fehlerprüfungen
Die Sicherungsschicht sorgt für eine zuverlässige Übertragung von Datenrahmen zwischen direkt verbundenen Knoten. Sie kümmert sich um Fehlererkennung und -korrektur sowie um die Regelung des Zugriffs auf das Übertragungsmedium.
Beispiele für Protokolle:
- Ethernet (IEEE 802.3): Definiert die Rahmenstruktur und die Medienzugriffskontrolle (MAC).
- ARP (Address Resolution Protocol): Ermöglicht die Zuordnung von IP-Adressen zu MAC-Adressen.
- PPP (Point-to-Point Protocol): Unterstützt die Verbindung zwischen zwei Netzwerkknoten über serielle Leitungen.
- Wi-Fi (IEEE 802.11): Beinhaltet auch die Sicherungsschicht für drahtlose Verbindungen.
- VLAN (IEEE 802.1Q): Ermöglicht die Bildung virtueller lokaler Netzwerke auf Layer 2.
Schicht 3: Pakete – Netzwerkschicht
Einheit: Pakete mit Quell- und Ziel-IP-Adressen
Die Netzwerkschicht ist für die Wegewahl (Routing) und Weiterleitung von Datenpaketen über mehrere Netzwerke hinweg zuständig. Sie verwendet logische Adressen zur Identifizierung von Sender und Empfänger.
Beispiele für Protokolle:
- IPv4 und IPv6: Ermöglichen die Adressierung und Fragmentierung von Datenpaketen.
- ICMP (Internet Control Message Protocol): Dient zur Übertragung von Fehlermeldungen und Diagnoseinformationen.
- OSPF (Open Shortest Path First): Dynamisches Routing-Protokoll für das Interior Gateway.
- BGP (Border Gateway Protocol): Routing-Protokoll für die Kommunikation zwischen autonomen Systemen im Internet.
- IPSec (Internet Protocol Security): Sichert IP-Pakete durch Authentifizierung und Verschlüsselung.
Schicht 4: Segmente/Datagramme – Transportschicht
Einheit:
- TCP-Segmente: Verbindungsorientiert und zuverlässig.
- UDP-Datagramme: Verbindungslos und schnell.
Die Transportschicht stellt Ende-zu-Ende-Kommunikationsdienste für Anwendungen bereit. Sie sorgt für die Reihenfolge der Daten, Fehlererkennung und -korrektur sowie für Flusskontrolle.
Beispiele für Protokolle:
- TCP (Transmission Control Protocol): Bietet zuverlässige, geordnete und fehlerfreie Datenübertragung.
- UDP (User Datagram Protocol): Ermöglicht eine schnelle und effiziente, aber unzuverlässige Datenübertragung.
- SCTP (Stream Control Transmission Protocol): Kombiniert Merkmale von TCP und UDP und unterstützt Multi-Streaming.
Schicht 5–7: Daten – Sitzung, Darstellung, Anwendung
Einheit: Rohdaten, die von Anwendungen direkt genutzt werden können.
Die oberen drei Schichten des OSI-Modells befassen sich mit den Anwendungsprozessen und der Datendarstellung.
Schicht 5: Sitzungsschicht
Verantwortlich für den Aufbau, die Verwaltung und den Abbau von Kommunikationssitzungen zwischen Anwendungen.
Beispiele für Protokolle:
- SMB (Server Message Block): Ermöglicht den Datei- und Druckerzugriff in Netzwerken.
- RPC (Remote Procedure Call): Erlaubt das Ausführen von Code auf entfernten Rechnern.
- PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol): Dient zur Implementierung von VPNs.
Schicht 6: Darstellungsschicht
Sorgt für die korrekte Darstellung und Umwandlung von Daten zwischen unterschiedlichen Systemen, inklusive Verschlüsselung und Komprimierung.
Beispiele für Protokolle/Standards:
- SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security): Bietet Sicherheit für Datenübertragungen durch Verschlüsselung.
- JPEG: Kompressionsverfahren für Bilder.
- MPEG: Standards für die Komprimierung von Video- und Audiodaten.
- ASCII: Kodierung für die Darstellung von Textzeichen.
Schicht 7: Anwendungsschicht
Bietet Dienstleistungen für Anwendungen, die Netzwerkkommunikation erfordern.
Beispiele für Protokolle:
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Grundlage für die Datenübertragung im World Wide Web.
- FTP (File Transfer Protocol): Ermöglicht den Dateitransfer zwischen Client und Server.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Dient dem Versand von E-Mails.
- DNS (Domain Name System): Übersetzt Domainnamen in IP-Adressen.
- SNMP (Simple Network Management Protocol): Überwachung und Verwaltung von Netzwerkgeräten.
- SSH (Secure Shell): Sicherer Fernzugriff auf Netzwerkgeräte.
- POP3 (Post Office Protocol 3): Abholung von E-Mails von einem Server.
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