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Computernetzwerke sind eine komplizierte Angelegenheit. Es gibt viele bewegliche Teile, die in die Entwicklung und Bereitstellung eines Netzwerks einfließen. Darüber hinaus gibt es Abstraktionsschichten über Schichten, was einige der schwierigeren Funktionen zu einer einfacheren Aufgabe für Profis und den Durchschnittsbürger macht. Das OSI-Modell bildet seit geraumer Zeit die Grundlage für die herkömmliche Computervernetzung.
Wie funktioniert das OSI-Modell? Es stützt sich auf eine Reihe von Schichten, die als aufeinanderfolgende Schritte fungieren, von der Aufnahme der kleinsten in einem Netzwerk verwendeten Basisdateneinheit bis hin zum Senden von einer physischen Hardware an Ihren Webbrowser. Schauen wir uns an, was das OSI-Modell ist, aus welchen Schichten es besteht und wie Sie täglich damit interagieren.
Was ist das OSI-Modell?
The Open Systems Intercommunication oder OSI, Model hat seine Ursprünge lange vor der Internetrevolution. Das OSI-Modell wurde 1978 vom französischen Softwareingenieur Hubert Zimmermann entwickelt und dient als universelle Sprache, die von allen Netzwerkprinzipien geteilt wird. Die International Organization for Standards standardisierte das Modell als IOS/IEC 7498-1.
Vor seiner Einführung gab es keine festgelegte Methode zur Kommunikation zwischen Geräten verschiedener Anbieter. Die Vernetzung selbst steckte noch in den Kinderschuhen, aber das OSI-Modell lieferte ein Mittel und eine Blaupause für das Entwerfen und Verbinden von Konnektivität für Produkte verschiedener Anbieter. Der etablierte Standard wird auch heute noch stark genutzt und dient als Rückgrat aller modernen Netzwerke. Egal, ob Sie ein Profi sind, der ein Netzwerk für ein riesiges Unternehmen entwirft, oder ob Sie Streaming-Medien genießen, Sie nehmen am OSI-Modell teil.
Das Modell selbst hat sieben verschiedene Schichten, jede mit ihren eigenen unterschiedlichen Funktionen. Darüber hinaus kommuniziert jede dieser Schichten Daten untereinander in einem Prozess, der als Kapselung bezeichnet wird. Dies nimmt die Rohdaten aus der Übertragung und verpackt sie mit relevanten Informationen darüber, wie sie geroutet werden sollen, an welchen Client sie gehen und welche Anwendung sie letztendlich empfängt.
Eine 3D-Darstellung des globalen Internetverbindungskonzepts, die ein Computernetzwerk zeigt. Das OSI-Modell des Softwareingenieurs Hubert Zimmermann machte das Internet möglich.
Ein Überblick über die sieben Schichten des OSI-Modells
Das OSI-Modell ist eine Top-down-Organisation verbundener Schichten, und es ist nummeriert, als würde es abwärts zählen.
Das Verständnis des Signalflusses des OSI-Modells ist von größter Bedeutung, um zu verstehen, wie es Daten direkt zwischen seinen Endpunkten überträgt. Alle Daten, die von einem Netzwerk zum anderen gesendet werden, wie Ihr Laptop beim Zugriff auf eine Website, durchlaufen alle sieben Schichten, bevor sie in Ihrem Browser gerendert werden. Dies gilt auch für jede einzelne Netzwerktransaktion, die Sie sehen werden, von einfachen Ping-Tests bis hin zum Streaming von 4K-Medien.
OSI-Modellschicht 7: Die Anwendungsschicht
Dies ist die häufigste Schicht, mit der die durchschnittliche Person interagieren wird. Die Anwendungsschicht ist das Endziel einer Datenübertragung. Dort landen Daten unweigerlich in einer abstrakten Anwendung, bei der die Bare-Metal-Prozesse nicht offengelegt werden. Es gibt keine spezifische Protokolldateneinheit oder PDU für die Anwendungsschicht. Stattdessen landet hier die vollständig gekapselte Form aus vorherigen Schichten.
OSI-Modellschicht 6: Die Präsentationsschicht
Die Präsentationsschicht ist ein Mittelpunkt, sie eröffnet keine Kommunikationsmethode zwischen verschiedenen Geräten. Stattdessen verpackt diese Schicht die empfangene Datenübertragung für die Anwendungsschicht. Dies ist eine Zwei-Wege-Übertragungsmethode, bei der Codierung oder Verschlüsselung und Decodierung oder Entschlüsselung stattfindet. Jede einzelne Transaktion während der Datenübertragung muss verpackt und entpackt werden. Für diese Schicht gibt es keine spezielle PDU.
OSI-Modellschicht 5: Die Sitzungsschicht
Die Kommunikation zwischen Geräten erfordert etablierte Sitzungen, und hier kommt die Sitzungsschicht ins Spiel. Dies arbeitet eng mit Schicht 4 zusammen, um eine eindeutige Sitzung für jeden verbundenen Benutzer zu erstellen. Diese Ebene gibt jedem Benutzer eindeutige IDs, sodass Administratoren eine gründlichere Abrechnung jeder Transaktion durchführen können. Sitzungen müssen sofort nach Erhalt von Daten geöffnet und geschlossen werden, sodass diese Schicht eine ziemlich schwere Aufgabe zu bewältigen hat. Auf der Sitzungsschicht ist keine persönliche Dateneinheit verfügbar.
OSI-Modell Schicht 4: Die Transportschicht
Dies ist das absolute Rückgrat moderner Netzwerke. Schicht 4 führt die TCP-und UDP-Protokolle aus. Diese Schicht funktioniert, indem sie Übertragungen in kleinere Stücke oder Segmente aufteilt. Diese Segmente ermöglichen schnellere Übertragungen. Jedes dieser einzelnen Segmente hat auch einen sogenannten Header. Diese Header teilen dem Empfänger den Routing-Pfad der Segmente mit. Segmente sind zur Fehlerkontrolle in der Lage, wodurch fehlerhafte Sitzungen in Schicht 5 vermieden werden.
OSI-Modell Schicht 3: Die Vermittlungsschicht
Die Vermittlungsschicht zerlegt Übertragungen und setzt sie beim Empfang wieder zusammen. Dies wird weiter durch Schicht 4 unterstützt. Stattdessen befasst sich Schicht 3 direkt mit der Netzwerkhardware, im Gegensatz zum Software-Ende des Routings. Sie können sich die Netzwerkschicht als Bare-Metal-Gegenstück zur Transportschicht vorstellen, ebenso wie der direkte Umgang mit Routern, Switches und anderer Hardware. Wenn Sie in einem Netzwerkberuf tätig sind, wissen Sie, dass Layer 3 und Layer 2 das A und O sind, wenn es darum geht, ein ordnungsgemäß geroutetes Netzwerk in jeder Umgebung einzurichten. Die PDU für Schicht 3 ist das Paket.
OSI-Modell Schicht 2: Die Sicherungsschicht
Lokale Geräte und ihre Kommunikation sind die Domäne der Sicherungsschicht. Dies ist jedoch nicht so nebulös, wie es scheint, insbesondere wenn Sie berücksichtigen, dass Ihr Router, Ihr Modem und Ihr Computer alle unterschiedliche Geräte sind, die sich im selben lokalen Netzwerk befinden. Diese Schicht nimmt die auf Schicht 1 empfangene Rohdatenübertragung und zerlegt sie in Frames. Darüber hinaus unterstützen diese Rahmen die Spezialität dieser Ebene, die Flusskontrolle. Lokale Netzwerke verwenden die Datenverbindungsschicht, um den Datenfluss besser zu steuern und das Risiko von Datenkollisionen in einem Netzwerk zu minimieren.
OSI-Modell Schicht 1: Die physikalische Schicht
Die physikalische Schicht bezieht sich direkt auf die tatsächliche physische Hardware in Ihrem Netzwerk. Beispielsweise werden Netzwerkschnittstellenkarten, Router, Kabel, Modems usw. alle von der physikalischen Schicht gehandhabt. Gekapselte Daten werden hier in Bits umgewandelt, da sich der Datenstrom beim Eintritt in diese Schicht in einem Rohzustand befindet. Der Rohdatenstrom der physikalischen Schicht wird herkömmlicherweise zwischen verschiedenen Geräten verstanden. In der Zwischenzeit werden sie von den nachfolgenden Schichten und ihrer Kapselung an ihr richtiges Ziel geleitet.
Zusammenfassung
Das OSI-Modell macht Vernetzung möglich. Ohne den durch dieses Modell etablierten Standard wären moderne Computer und die Kommunikation zwischen Geräten außerdem auf die Verwendung herstellerspezifischer Hardware angewiesen. Dank des OSI-Modells haben Benutzer stattdessen eine große Auswahl an Optionen für ihre eigenen Netzwerke, und sogar unterschiedliche Geräte wie Linux-und Windows-Clients können effektiv kommunizieren. Kurz gesagt, Networking ist ein plattformunabhängiges Kommunikationsmittel, und offene und definierte Standards ermöglichen es der modernen Welt, weiter zu ticken.
Das OSI-Modell ist eine elegante Lösung für ein komplexes Problem, und seine klar definierten und konstruierten Schichten nehmen viel Rätselraten beim Entwerfen eines Netzwerks ab. So profitieren Sie, auch wenn Sie nicht vorhaben, als Netzwerktechniker in den Beruf einzusteigen, bei all Ihren Geräten des täglichen Lebens vom Standard. Selbst wenn Sie zum Beispiel nur untätig im Internet surfen, Hulu schauen oder Call of Duty spielen, verwenden und interagieren Sie direkt mit dem OSI-Modell.
Was sind die Schichten des OSI-Modells und wie funktioniert es? FAQs (Frequently Asked Questions)
Ist das OSI-Modell wichtig?
Ja, es berücksichtigt die gesamte moderne Netzwerkkommunikation. Seit seiner Einführung dient es als Mittel, mit dem alle Geräte miteinander kommunizieren können.
Verwende ich das OSI-Modell?
Wenn Sie eine Technologie haben, die auf das Internet oder ein anderes Netzwerk zugreift, dann ja, Sie verwenden das OSI-Modell, um mit diesen Geräten zu kommunizieren.
Halten sich alle Netzwerkgeräte an das OSI-Modell?
Jede Netzwerktechnologie, die nach ihrer Gründung im Jahr 1984 entwickelt wurde, hält sich an die Standards und Protokolle, die dank des OSI-Modells entwickelt wurden.
Das ist die wichtigste Schicht des OSI-Modells?
Alle Schichten sind gleich wichtig, da jede einzelne Schicht miteinander kommuniziert, um Daten zu und von einem Gerät zu senden.
Was hat das OSI-Modell dies ermöglicht?
Das moderne Internet würde ohne klare Standards zwischen den Geräten nicht existieren. Wenn Sie darüber nachdenken, könnte jedes einzelne Gerät, das von einem anderen Hersteller entwickelt wurde, sehr gut seine eigenen Protokolle zur Kommunikation verwenden. Dank des OSI-Modells werden sie stattdessen dazu gebracht, sich an einen Standard zu halten, der die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Geräten wie beispielsweise einem Apple-Computer und einem Netgear-Router ermöglicht.