Open Systems Interconnection
Bei OSI (Open Systems Interconnection) handelt es sich um eine standardisierte Beschreibung oder ein "Referenzmodell" für die Übertragung von Nachrichten zwischen zwei beliebigen Punkten in einem Telekommunikationsnetzwerk. Das Modell dient als Anleitung für die Produkthersteller und gewährleistet, dass ihre Produkte zuverlässig mit den Produkten anderer Hersteller zusammenarbeiten. Das Referenzmodell definiert sieben Schichten mit Funktion, die auf beiden Seiten der Kommunikation stattfinden. Obwohl OSI in Bezug auf die Gruppierung der Funktionen in eine klar definierte Schicht nicht immer streng eingehalten wird, bemühen sich viele, wenn nicht die meisten, Telekommunikationsprodukte um eine Beschreibung der eigenen Funktionalität in Bezug auf das OSI-Modell.
Entwickelt durch Vertreter aller grösseren Computer- und Telekommunikationsunternehmen ab 1983 wurde OSI ursprünglich als detaillierte Schnittstellenspezifikation konzipiert. Stattdessen hat sich das Komitee aber dafür entschieden, ein gemeinsames Referenzmodell zu entwerfen, für welches andere detaillierte Schnittstellen definieren konnten, wobei diese Schnittstellen wiederum standardisiert werden konnten. OSI wurde offiziell als internationaler Standard durch die International Organization of Standards (ISO) aufgenommen.
Die wesentliche Idee hinter OSI ist es, den Kommunikationsprozess zwischen zwei Endpunkten in einem Telekommunikationsnetzwerk in Schichten aufzuteilen, wobei jede Schichte eine Reihe von speziellen, miteinander verwandten Funktionen hinzufügt. Jeder Teilnehmer in dieser Kommunikation, ob User oder Programm, verfügt über einen mit diesen sieben Funktionsschichten ausgestatteten Computer. In einer Nachricht zwischen Usern fliessen daher die Daten durch jede Schicht – auf der einen Seite nach unten durch die Schichten, an einem Computer auf der anderen Seite nach oben durch die Schichten Die Programmierung und die Hardware, die diese sieben Funktionsschichten bereitstellen, sind in der Regel eine Kombination des Computer-Betriebssystems, der Anwendungen (wie beispielsweise der Webbrowser), TCP/IP oder alternative Transport- und Netzwerkprotokolle sowie die Hard- und Software, die die reine Datenübertragung auf einer mit dem Computer verbundenen Leitungen ermöglicht.
OSI teilt die Telekommunikation in sieben Schichten. Die Schichten sind in zwei Gruppen organisiert. Die oberen vier Schichten werden benutzt, wenn eine Nachricht zwischen Usern ausgetauscht wird. Die unteren drei Schichten (bis zur Vermittlungsschicht) werden benutzt, wenn eine Nachricht durch den Hostcomputer läuft. Nachrichten für diesen Computer werden an die oberen Schichten weiter gereicht. Nachrichten, die für einen anderen Host bestimmt sind, werden nicht an die oberen Schichten weiter gereicht, sondern an einen anderen Host. Die sieben Schichten sind:
Schicht 7 – Die Anwendungsschicht: In dieser Schicht werden die Kommunikationsteilnehmer identifiziert, die Dienstqualität festgelegt, die Benutzer-Authentifizerung und Vertraulichkeit berücksichtigt und viele Beschränkungen in Bezug auf die Datensyntax identifiziert. Es handelt sich bei dieser Schicht nicht um die Anwendung selbst, obwohl manche Anwendungen die Funktionen dieser Schicht ausüben.
Schicht 6 – Die Darstellungsschicht: In dieser Schicht, die in der Regel Teil eines Betriebssystems ist, werden die ein- und ausgehenden Daten von einem Darstellungsformat in ein anderes konvertiert (beispielsweise von einem Textstrom in ein Popup-Fenster mit dem neu eingetroffenen Text). Diese Schicht wird teilweise auch Syntaxschicht genannt.
Schicht 5 – Die Sitzungsschicht: In dieser Schicht wird die Kommunikation zwischen den Anwendungen auf jeder Seite eingerichtet, koordiniert und beendet. Die Schicht befasst sich mit der Koordination der Sitzung und der Verbindung.
Schicht 4 – Die Transportschicht: Diese Schicht kümmert sich um die Steuerung zwischen den Endpunkten (beispielsweise um festzustellen, ob alle Pakete eingetroffen sind) sowie um die Fehlerkorrektur. Sie stellt einen vollständigen Datentransfer sicher. Schicht 3 – Die Vermittlungsschicht: Diese Schicht kümmert sich um das Routing der Daten. Sie leitet die Daten bei ausgehenden Übertragungen in die richtige Richtung zum richtigen Ziel und empfängt die eingehenden Übertragungen auf Paketebene. Die Vermittlungsschicht ist für das Routing und die Weiterleitung zuständig. In der Vermittlungsschicht geht es darum, die Adressen der benachbarten Netzwerkknoten zu kennen, Routen und Dienstgüten festzulegen und die Weiterleitung von eingehenden, für die lokalen Domänen bestimmten Nachrichten an die Transportschicht. Ein Router ist ein Schicht-3-Gerät, obwohl neuere Switches teilweise auch über Schicht-3-Funktionalität verfügen. Die Internet-Protokoll-Adresse (IP-Adresse) ist eine Schicht-3-Adresse.
Schicht 2 – Die Sicherungsschicht: Diese Schicht kümmert sich um die Synchronisierung für die Bitübertragungsschicht und das Bit-Stuffing (das Einfügen von Bits) für Zeichenketten, in denen die Zahl 1 mehr als 5mal vorkommt. Sie kennt und verwaltet das Übertragungsprotokoll. Bei der Sicherungsschicht geht es um das Bewegen der Daten über physikalischen Verbindungen im Netzwerk. In einem Netzwerk leitet der Switch Datennachrichten in Schicht 2 weiter; dabei nutzt der Switch die MAC-Adresse (Media Access Control), um das Ziel der Nachricht zu identifizieren. Die Sicherungsschicht umfasst zwei Subschichten, die in den IEEE-802-LAN-Standards beschrieben werden: Media Access Control (MAC) und Logical Link Control (LLC). Die Datensicherungsschicht stellt sicher, dass eine Verbindung hergestellt wurde, teilt die Output-Daten in Datenrahmen und verarbeitet Datenempfangsbestätigungen. Sie stellt ausserdem sicher, dass die eingehenden Daten erfolgreich empfangen wurden, indem sie die Bitmuster an bestimmten Stellen der Rahmen untersucht.
Schicht 1 – Die Bitübertragungsschicht: Diese Schicht transportiert den Bitstrom durch das Netzwerk auf der elektrischen und mechanischen Ebene. Sie stellt die für das Senden und Empfangen von Daten auf dem Medium erforderliche Hardware bereit.
