🧩 OSI-Referenzmodell – Grundlagen und Funktionsweise
1️⃣ Einführung
Das OSI-Referenzmodell (Open Systems Interconnection) ist ein internationaler Standard, der die Netzwerkkommunikation in sieben klar definierte Schichten unterteilt.
Es dient als theoretisches Modell, um Netzwerktechnik zu strukturieren, Protokolle einzuordnen und Fehler systematisch zu analysieren.
2️⃣ Übersicht der sieben Schichten
| Nr. | Schichtname | Hauptaufgaben |
|---|---|---|
| 7 | Anwendungsschicht | Benutzerdienste, Netzwerk-Anwendungen |
| 6 | Darstellungsschicht | Kodierung, Kompression, Verschlüsselung |
| 5 | Sitzungsschicht | Aufbau, Steuerung und Beendigung von Sitzungen |
| 4 | Transportschicht | Zuverlässige oder schnelle Ende-zu-Ende-Übertragung |
| 3 | Vermittlungsschicht | Routing, IP-Adressierung |
| 2 | Sicherungsschicht | Frames, MAC, Fehlererkennung |
| 1 | Bitübertragungsschicht | Physische Signalübertragung |
3️⃣ Schichten im Detail
7. Anwendungsschicht (Application Layer)
- Schnittstelle zwischen Benutzer/Software und dem Netzwerk
- Typische Protokolle: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS
6. Darstellungsschicht (Presentation Layer)
- Datenformatierung und -umwandlung
- Zeichencodierung (z. B. UTF‑8)
- Kompression
- Verschlüsselung (z. B. Bestandteil von TLS/SSL)
5. Sitzungsschicht (Session Layer)
- Aufbau, Verwaltung und Beendigung von Sitzungen
- Dialogsteuerung
- Checkpoints / Synchronisation bei längeren Datenströmen
4. Transportschicht (Transport Layer)
- Ende‑zu‑Ende-Kommunikation
- Segmentierung / Reassemblierung
- Fehlerkontrolle
- Protokolle:
- TCP – zuverlässig, verbindungsorientiert
- UDP – schnell, verbindungslos
3. Vermittlungsschicht (Network Layer)
- Routing von Paketen über mehrere Netzwerke hinweg
- Logische Adressierung (IPv4 / IPv6)
- Protokolle: IP, ICMP, ARP
- Typische Geräte: Router
2. Sicherungsschicht (Data Link Layer)
- Organisation der Daten in Frames
- MAC-Adressen
- Fehlererkennung (CRC)
- Kollisionsvermeidung
- Geräte: Switches, Bridges
- Standards: Ethernet (802.3), WLAN (802.11)
1. Bitübertragungsschicht (Physical Layer)
- Übertragung einzelner Bits als elektrische/optische Signale
- Kabel, Stecker, Funktechnik
- Spezifikationen für Spannung, Frequenz, Modulation
4️⃣ Encapsulation & Decapsulation – Ablauf der Datenübertragung
sequenceDiagram
Anwendung->>Transport: Daten
Transport->>Netzwerk: Segmente
Netzwerk->>Sicherung: Pakete
Sicherung->>Physisch: Frames → Bits
Physisch-->> Sicherung: Bits
Sicherung-->>Netzwerk: Frames
Netzwerk-->>Transport: Pakete
Transport-->>Anwendung: Segmente → Daten
5️⃣ Vergleich: OSI vs. TCP/IP-Modell
| OSI-Schicht | Entsprechung im TCP/IP-Modell |
|---|---|
| 7 Anwendung | Anwendung |
| 6 Darstellung | Anwendung |
| 5 Sitzung | Anwendung |
| 4 Transport | Transport |
| 3 Vermittlung | Internet |
| 2 Sicherung | Netzwerkschicht |
| 1 Bitübertragung | Netzwerkschicht |
6️⃣ Typische Fehlerquellen & Verwechslungen
🔸 Switch vs. Router
- Switch: arbeitet auf Layer 2 (MAC)
- Router: arbeitet auf Layer 3 (IP)
🔸 IP vs. MAC
- MAC: Hardware-Adresse, lokal eindeutig
- IP: logische Adresse, routbar
🔸 TCP vs. UDP
- TCP: ordnet Pakete korrekt zu, sicher
- UDP: keine Garantie, aber schnell
7️⃣ Zusammenfassung
Das OSI-Modell bietet eine strukturierte Sicht auf Netzwerkkommunikation.
Es dient vor allem zur:
- Einordnung von Protokollen
- Fehleranalyse
- Trennung von Verantwortlichkeiten
- Standardisierung von Technologien