Was ist das OSI-Modell
OSI ist eine Abkürzung, steht für Open Systems Interconnection Model. Wir sprechen von einem offenen Netzwerkmodell mit 7 Ebenen, bei dem jede Ebene bestimmte Aufgaben ausführt. Dieses Modell selbst soll die Bereitstellung von Mitteln zur Netzwerkinteraktion in Telekommunikations- und Computersystemen verallgemeinern und standardisieren. Tatsächlich wurde das Konzept entwickelt, um das Problem der Kompatibilität verschiedener Geräte zu lösen, die sich voneinander unterscheiden. Vereinheitlichen Sie ihre Arbeit und bringen Sie sie zu einigen gemeinsamen Standards, auch wenn die Kommunikationsprotokolle unterschiedlich sind.
Wie OSI funktioniert
Das OSI-Modell besteht aus zwei Schlüsselelementen:
- Ein abstraktes Modell, bestehend aus 7 Ebenen.
- Eine Reihe spezialisierter universeller Kommunikationsprotokolle.
Absolut jedes Kommunikationssystem kann gemäß dem OSI-Modell in viele Abstraktionsebenen zerlegt werden, was sein Verständnis und seine Analyse vereinfacht. Jede Ebene beschreibt ihren eigenen spezifischen Aspekt der Geräteinteraktion, was dieses Modell für die Arbeit mit Telekommunikations- und Computersystemen äußerst praktisch macht.
Das siebenstufige OSI-Modell beschreibt den Prozess der Datenübertragung zwischen zwei Geräten, dem Absender und dem Empfänger. Um jede der beschriebenen Ebenen zu verstehen, müssen Sie sich mit zwei wichtigen Begriffen vertraut machen:
- Kapselung ist der Prozess der Umwandlung von Informationen aus Daten in Bits. Dieser Vorgang findet statt, bevor Daten von einem Gerät auf ein anderes übertragen werden.
- Die Entkapselung ist die Umwandlung von Informationen aus einer Folge von Bits in Daten, die nach dem Empfang von Datenpaketen auf der Empfängergeräteseite erfolgt.
Das heißt, es ist unmöglich, Daten in ihrer reinen Form von einem Gerät zum anderen zu übertragen – vorher müssen sie in die einfachsten Signale, dh Bits, zerlegt werden. Das Bit fungiert in diesem Fall als elementare Maßeinheit für die Informationsmenge.
Beispiel: Nach einem anstrengenden Arbeitstag melden Sie sich bei Telegram an, um die neuesten Nachrichten zu lesen und neue Memes anzusehen. Einer von ihnen hat Ihnen besonders gut gefallen und Sie beschließen, ihn mit Ihrem Freund zu teilen. Wenn Sie ein Bild an einen Freund senden, müssen diese Daten einen vollständigen Datentransformationszyklus gemäß dem OSI-Modell durchlaufen, beginnend mit Schicht 7 und endend mit Schicht 1. Auf der siebten Schicht werden Informationen in Form von Daten auf der ersten Schicht in Form von Bits dargestellt. Dies ist der Prozess der Kapselung – bei der Datenübertragung wird das Bild als lange Bitfolge dargestellt, und bereits auf dem Computer des Empfängers werden diese Daten wieder zu einem vollwertigen Bild entkapselt.
Der gesamte Vorgang dauert einige Augenblicke, so dass der durchschnittliche Benutzer nicht einmal etwas bemerkt. Als nächstes werden wir Ihnen mehr über jede der sieben Schichten des OSI-Modells erzählen und Ihnen sagen, was auf jeder von ihnen passiert.
Schicht 1 – Bitübertragungsschicht
Die untere Ebene, auf der physikalische Signale zwischen Geräten ausgetauscht werden. Der Computer weiß nicht, was ein Bild oder Video ist, er nimmt Daten nur in Form von elementaren Nullen und Einsen wahr. Das Bit fungiert in diesem Fall als der einfachste Datenblock des Protokolls oder der PDU.
Auf der Bitübertragungsschichtkönnen Geräte nur mit Bits arbeiten, die in Form von elektrischen Signalen zwischen Geräten übertragen werden. Die Übertragung dieser Daten kann sowohl drahtgebunden als auch "durch die Luft" über Bluetooth, WLAN, GSM usw. erfolgen.
Schicht 2 – Sicherungsschicht
Auf dieser Ebene werden Daten in Form von Bits in Frames umgewandelt. Diese Frames enthalten Informationen über die Adresse des Empfängers, die die korrekte Identifizierung des Empfängers im globalen Netzwerk unter Millionen anderer Benutzer sicherstellen.
Die Datenübertragung zwischen den Knoten erfolgt über einen physischen Kanal, und MAC-Adressen werden verwendet, um Empfänger und Absender korrekt zu bestimmen.
Schicht 3 – Vermittlungsschicht
Hier gehen die Frames in den Zustand von Datenpaketen über, und Routing wird verwendet, um sie zu übertragen. Ihr Router bestimmt den Übertragungsweg von Datenpaketen, und die Übertragung selbst erfolgt nach dem IP / IPv4 / IPv6-Protokoll, in seltenen Fällen können IPX und AppleTalk verwendet werden.
Die Netzwerkschicht übernimmt unter anderem die Funktionen zum Verfolgen und Korrigieren von Fehlern, die während der Datenübertragung auftreten. Und hier werden die Prozesse Routing und Switching, Paketsegmentierung durchgeführt.
Schicht 4: Transportschicht
Dient zur Steuerung der Datenübertragung über das Netzwerk und gewährleistet die Integrität des Datenblocks. Wenn auf dieser Ebene Fehler festgestellt werden, wird im Rahmen des OSI-Modells von einer Teillösung ausgegangen, aber normalerweise läuft hier alles reibungslos.
Auf Transportebene werden Daten in Blöcke einer bestimmten Größe unterteilt und für jeden von ihnen wird je nach Wichtigkeit eine Priorität festgelegt. Segmente oder Datagramme werden als Daten verwendet.
Schicht 5 – Sitzungsschicht
Auf dieser Schicht werden reine Daten bearbeitet, und hier wird entschieden, wie der Prozess der Datenübertragung zwischen Anwendungsprozessen aussehen soll: Halbduplex oder Duplex.
Die Sitzungsschicht wird in Anwendungsumgebungen verwendet, die Remoteprozeduraufrufe benötigen. Zum Beispiel, wenn ein Videoanruf stattfindet - schließlich ist es in diesem Fall erforderlich, dass Datenflüsse in beide Richtungen synchron ablaufen. Die Synchronisation von Sitzungsverbindungen ist neben dem Herstellen und Beenden von Verbindungen zwischen teilnehmenden Geräten die wichtigste Funktion der Sitzungsschicht.
Schicht 6 – Darstellungsschicht
Seine Funktion besteht darin, Daten zwischen dem Netzwerkdienst und den Geräten auf einfache und verständliche Weise bereitzustellen. Die Datenübertragung von einer Codierung zur anderen erfolgt ebenfalls auf der sechsten Schicht.
Eine weitere wichtige Funktion der sechsten OSI-Schicht ist die Datenverschlüsselung, ohne die jeder sie abfangen und alle zwischen Geräten übertragenen Informationen frei lesen kann.
Schicht 7 – Anwendungsschicht
Die obere Schicht des OSI-Netzwerkmodells, die oft als "Anwendungsschicht" bezeichnet wird. Dies ist die Schicht , mit der wir normalen Benutzer interagieren, wenn wir an einem Computer oder Laptop arbeiten.
Auf der siebten Schicht werden alle wichtigen Formen der Mensch-Maschine-Interaktion ausgeführt, angefangen bei der Nutzung von Netzwerkdiensten bis hin zu deren Identifizierung durch Passwort, Adresse und digitale Signatur.
Schlussfolgerung
Das siebenschictige OSI-Modell wurde 1994 als Standard übernommen und wird aktiv verwendet, um verschiedene Prozesse beim Datenaustausch zwischen elektronischen Geräten zu beschreiben und zu verstehen. Es hat jedoch einige Nachteile – zum Beispiel die Duplizierung einiger Protokolle auf verschiedenen Ebenen sowie die ungleiche Verteilung von Funktionen auf verschiedenen Ebenen. Aber heute gibt es keine würdigen Analoga mehr, so dass das OSI-Netzwerkmodell für viele Jahre relevant bleiben wird.