Das ISO / OSI -7 Schichten Modell

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1 Begriffe ISO = Das ISO / OSI -7 Schichten Modell International Standardisation Organisation Dachorganisation der Normungsverbände OSI Model = Open Systems Interconnection Model Modell für die Architektur offener Systeme OSI Stack = Protokoll-Stapel Kommunikationsprotokolle werden in 7 Schichten zerlegt Ziel: Definition eines Offene Systems für die Rechnervernetzung Endgeräte verschiedener Hersteller können Daten austauschen. Trennung von Kommunikation und Anwendung. Beispiele für offene Systeme: Telefonnetz, Internet Gegenteil: Herstellernetze (z.b. IBM: SNA) 1 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

2 Beispiel für Schichtstruktur von Software: Internet Web - Browser Programm Textverarbeitungsprogramm Graphik- Programm Schicht 3 definierte Schnittstelle Betriebssystem des Personalcomputers Schicht 2 definierte Schnittstelle Treiberprogramm serielle Schnittstelle Treiberprogramm parallele Schnittstelle Treiberprogramm Netzwerkkarte Schicht 1 Prinzipien des OSI Schichten Modells anfallende Aufgaben werden in Schichten zusammengefaßt Schichten bauen aufeinander auf höhere Schichten benutzen die Dienste tieferer Schichten Jede Schicht kapselt die Realisierung und bietet Schnittstellen 2 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

3 gleiche Schichten kommunizieren gemäß festgelegter Protokolle Ein Protokoll ist die Summe möglicher Nachrichten Softwareschichten im Rechner 1 Schicht x Kommunikation gemäß festem Protokoll Softwareschichten in Rechner 2 Schicht x physikalische Verbindung Daten werden verpackt und nach unten durchgereicht Zusatz der mittleren Schicht Zusatz der mittleren Schicht Zusatz der mittleren Schicht Zusatz der untersten Schicht Übertragung Zusatz der mittleren Schicht Zusatz der untersten Schicht 3 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

4 Die 7 Schichten des OSI-Modells Schicht 7 Anwendungsschicht Application Layer Schicht 6 Darstellungsschicht Presentation Layer Schicht 5 Kommunikationssteuerungsschicht Session Layer Schicht 4 Transportschicht Transport Layer Schicht 3 Vermittlungsschicht Network Layer Schicht 2 Sicherungsschicht Data-Link Layer Schicht 1 Bitübertragungsschicht Physical Layer ISO hat als Kompromiß 7 Schichten definiert 4 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

5 Aufgaben: Schicht 1: Bitübertragungsschicht (Physical Layer) - Bits über physikalischen Kanal übertragen - Verbindung auf und abbauen - Bits transparent übertragen Protokoll zum Verbindungsaufbau und Abbau, Datentransfer, "Bereit" Erkennung Greift auf ein physikalisches Medium zurück. Festlegung über Stecker etc. nicht Bestandteil des OSI Modells. Rückgriff auf standardisierte physikalische Schnittstellen (V.24, X.21 etc.) Telefon: Hörer abnehmen, Freizeichen Internet: "Bereit" Meldung über Handshake Leitung einer V.24 Schnittstelle MAC-Protokoll des Ethernet 5 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

6 Schicht 2: Sicherungsschicht (Data Link Layer) Aufgaben: - Bitfolgen gegen Bitfehler sichern - Fehler in der Bitübertragung erkennen und beheben - Meldung von nicht behebbaren Fehlern Telefon (Mobilfunk, GSM): Blöcke von digitalisierter Sprache werden mit Sicherungsblock versehen. Empfänger kann dann Fehler erkennen und korrigieren Internet: V.24 sichert 8 Bit mit einem Paritätsbit (Summe aller 1-Bits gerade oder ungerade). Empfänger erkennt Bitfehler, kann aber nicht korrigieren Ethernet: FCS (Frame Check Sequence) um Bitfehler im Paket zu erkennen 6 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

7 Schicht 3: Vermittlungsschicht (Network Layer) Aufgabe: Verbindung zwischen zwei Endsystemen herstellen Weg über mehrere Netzknoten finden verschiedene Teilstrecken verknüpfen Telefon: Wählen der Telefonnummer schaltet Verbindung durch mehrere Vermittlungsstellen Internet: Zielrechner adressieren. Jeder Rechner hat eine IP-Adresse (IP = Internet Protocol), z.b (4 Byte) Router und Switche arbeiten auf Schicht 3 der Übertragung = IP-Adresse auswerten und Datenpakete vermitteln 7 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

8 Schicht 4: Transportschicht (Transport Layer) Aufgabe: Alle Details der Übertragung kapseln z.b.: Zerlegung längerer Datenblöcke Adressieren von Prozessen in Endsystemen Telefon: Mitarbeiter einer Firma über Telefonzentrale anrufen Internet: TCP Transmission Control Protocol. Zerlegt beim Senden z.b. eine Datei in Datenblöcke Setzt beim Empfang die Datei wieder zusammen Falls mehrere Internetprogramme gleichzeitig laufen: z.b.: und Web-Browser TCP schickt die Pakete an das richtige Programm Hinweis: TCP/IP arbeiten also auf Schicht 3 (IP) und 4 (TCP) des OSI-Modells 8 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

9 Schicht 5: Kommunikationssteuerungsschicht (Session Layer) Aufgabe: geordneter Beginn/Ende der Kommunikation Wiederaufnahme, Synchronisation Telefon: Begrüßung, Abschied, Sprechpausen Internet: meist nicht als eigene Schicht realisiert Schicht 6: Darstellungsschicht (Presentation Layer) Aufgabe: Anpassung der Datenformate bzw. Zeichensätze Telefon: Eine Sprache auswählen, die beide verstehen, oder Übersetzer einschalten. Internet: Ein IBM Host codiert Text im EBCDIC-Code, ein PC im ASCII-Code -> Code Umwandlung nötig 9 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

10 Schicht 7: Anwendungsschicht (Application Layer) Aufgabe: Schnittstelle für eigentliche Anwendung bereitstellen z.b.: Verfügbarkeit des Partners feststellen Vertraulichkeit der Daten sicherstellen Behandlung nicht behebbarer Fehler Telefon: Wiederholungsaufforderung Internet: Internet Anwendungen realisieren auch Schicht 5-7. generelles Problem: ältere Protokolle lassen sich nicht vollständig auf das OSI Modell abbilden. Internet-Anwendungen: FTP, Telnet (Terminal Emulation), 10 / 11 Vorlesung_02_KN_2016

11 Zusammenfassung Das OSI Modell definiert die Begriffe zur Beschreibung von Rechnernetzen Vier transportorientierte Schichten 1-4 Drei anwendungsorientierte Schichten 5-7 Offenes System 1 Anwendungsschicht Darstellungsschicht Kommunikationssteuerungsschicht Transportschicht Vermittlungsschicht Sicherungsschicht Bitübertragungsschicht Protokoll physikalisches Übertragungsmedium Offenes System 2 anwendungsorientierte Schichten transportorientierte Schichten 11 / 11 Vorlesung_02_KN_2016