OSI-Modell
Das OSI-Modell (auch ISO-OSI-Schichtmodell, OSI-Referenzmodell; engl. Open Systems Interconnection Reference Model) beschreibt modellhaft eine Art der Datenübertragung für die Kommunikation offener, informationsverarbeitender Systeme (etwa zwischen Computern im Internet).
Es handelt sich um vereinheitlichte Verfahren und Regeln für den Austausch von Daten in Form eines Schichtenmodells. Die unterste Schicht ist dabei die physische Übertragung (z. B. elektrischer Impulse durch ein Kabel).
Das OSI-Modell wird seit 1979 entwickelt und wurde 1983 von der ISO standardisiert. Das OSI-Modell dient heute als die Grundlage für eine Reihe von herstellerunabhängigen Netzprotokollen, die in der öffentlichen Kommunikationstechnik im Transportnetz fast ausschließlich eingesetzt werden.
Allgemeines
Das OSI-Referenzmodell wird oft herangezogen, wenn es um das Design von Netzprotokollen und das Verständnis ihrer Funktionen geht. Auf der Basis dieses Modells sind auch Netzprotokolle entwickelt worden, die jedoch fast nur in der öffentlichen Kommunikationstechnik verwendet werden, also von großen Netzbetreibern wie der Deutschen Telekom. Im privaten Geschäftsbereich wird hauptsächlich die Familie der TCP/IP-Protokolle eingesetzt. Das TCP/IP-Referenzmodell ist sehr speziell auf den Zusammenschluss von Netzen (Internetworking) zugeschnitten.
Die nach dem OSI-Referenzmodell entwickelten Netzprotokolle haben mit der TCP/IP-Protokollfamilie gemeinsam, dass es sich um hierarchische Modelle handelt. Es gibt aber wesentliche konzeptionelle Unterschiede: OSI legt die Dienste genau fest, die jede Schicht für die nächsthöhere zu erbringen hat. TCP/IP hat kein derartig strenges Schichtenkonzept wie OSI. Weder sind die Funktionen der Schichten genau festgelegt, noch die Dienste. Es ist erlaubt, dass eine untere Schicht unter Umgehung zwischenliegender Schichten direkt von einer höheren Schicht benutzt wird. TCP/IP ist damit erheblich effizienter als die OSI-Protokolle. Nachteil bei TCP/IP ist, dass es für viele kleine und kleinste Dienste jeweils ein eigenes Netzprotokoll gibt. OSI hat dagegen für seine Protokolle jeweils einen großen Leistungsumfang festgelegt, der sehr viele Optionen hat. Nicht jede kommerziell erhältliche OSI-Software hat den vollen Leistungsumfang implementiert. Daher wurden OSI-Profile definiert, die jeweils nur einen bestimmten Satz von Optionen beinhalten. OSI-Software unterschiedlicher Hersteller arbeitet zusammen, wenn dieselben Profile implementiert sind.
Zur Einordnung von Kommunikationsprotokollen in das OSI-Modell siehe auch:
Das Referenzmodell für die Telekommunikation
Das Konzept des OSI-Modells stammt aus der Datenwelt, die immer Nutzdaten (in Form von Datenpaketen) transportiert. Um die Telekommunikationswelt auf dieses Modell abzubilden waren Zusätze erforderlich. Diese Zusätze berücksichtigen, dass in der Telekommunikation eine von den Datenströmen getrennte Zeichengabe für den Verbindungsauf- und -abbau vorhanden ist, und dass in der Telekommunikation die Geräte und Einrichtungen mit Hilfe eines Management-Protokolls von Ferne konfiguriert, überwacht und entstört werden. ITU-T hat für diese Zusätze das OSI-Modell um zwei weitere Protokoll-Stacks erweitert und ein generisches Referenzmodell standardisiert (ITU-T I.322). Die drei Protokoll-Stacks werden bezeichnet als
- Nutzdaten (User Plane)
- Zeichengabe (Control Plane)
- Management (Management Plane)
Jede dieser „Planes“ ist wiederum nach OSI in sieben Schichten strukturiert.
Standardisierung
Das standardisierte Referenzmodell wurde in der ISO entwickelt, wo sich das technische Komitee mit der Bezeichnung „Information Processing Systems“ das Ziel gesetzt hatte, informationsverarbeitende Systeme verschiedener Hersteller zu befähigen, zusammenzuarbeiten. Daher kommt die Bezeichnung „Open System Interconnection“. An der Arbeit nahm auch der Ausschuss „Offene Kommunikationssysteme“ des DIN teil, der dann den ISO-Standard auch als deutsche Industrienorm übernahm, wenn auch in der englischen Originalfassung des Textes. Auch ITU-T übernahm ihn, in einer Serie von Standards X.200, X.207, ... sind nicht nur das Referenzmodell, sondern auch die Services und Protokolle der einzelnen Schichten spezifiziert.
Weitere Bezeichnungen für das Modell sind ISO/OSI-Modell, OSI-Referenzmodell, OSI-Schichtenmodell oder 7-Schichten-Modell
Standardisierungsdokumente:
- ISO 7498-1, textgleich mit DIN ISO 7498, hat den Titel: Information technology – Open Systems Interconnection – Basic Reference Model: The basic model
- ITU-T X.200, X.207, ...
Analogie
Das OSI-Modell lässt sich durch folgende Analogie verständlicher machen:
Ein Firmenmitarbeiter möchte seinem Geschäftspartner, der eine andere Sprache spricht, eine Nachricht senden. Der Mitarbeiter ist mit dem Anwendungsprozess, der die Kommunikation anstößt, gleichzusetzen. Er spricht die Nachricht auf ein Diktiergerät. Sein Assistent bringt die Nachricht auf Papier und übersetzt diese in die Fremdsprache. Der Assistent wirkt somit als Darstellungsschicht. Danach gibt er die Nachricht an den Lehrling, der den Versand der Nachricht verwaltungstechnisch abwickelt und damit die Sitzungsschicht repräsentiert. Der Hauspostmitarbeiter (gleich Transportschicht) bringt den Brief auf den Weg. Dazu klärt er mit der Netzschicht (gleich Briefpost), welche Übertragungswege bestehen und wählt den geeigneten aus. Der Postmitarbeiter bringt die nötigen Vermerke auf den Briefumschlag an und gibt ihn weiter an die Verteilstelle, die der Sicherungsschicht entspricht. Von dort gelangt der Brief zusammen mit anderen in ein Transportmittel wie LKW und Flugzeug und nach eventuell mehreren Zwischenschritten zur Verteilstelle, die für den Empfänger zuständig ist. Auf der Seite des Empfängers wird dieser Vorgang nun in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, bis der Geschäftspartner die Nachricht schließlich in übersetzter Sprache auf ein Diktiergerät gesprochen vorfindet.
Diese grobe Analogie zeigt allerdings nicht auf, welche Möglichkeiten der Fehlerüberprüfung und -behebung das OSI-Modell vorsieht, da diese beim Briefversand nicht bestehen.
Humor
Scherzhafte Zeitgenossen sprechen von einer achten Schicht: Die Benutzer-Schicht (User-Layer). Ein Fehler des Computerbenutzers wird dann als „Layer-8-Fehler“ bezeichnet. Dabei wird jedoch missachtet, dass die Anwendungsschicht eine Schnittstelle zum Anwendungsprozess bildet. Oberhalb der siebten Schicht müsste demnach zunächst der Anwendungsprozess kommen.
Ein weiterer, recht verbreiteter Scherz erweitert das 7-Schichten-Modell um drei zusätzliche zum „10-Schichten-Modell“. Die drei zusätzlichen Schichten sind:
- Schicht 8: Financial Layer (oder finanzielle Schicht), die hierarchisch über der eigentlichen Anwendung steht, da der Preis stets wichtiger als die Funktionalität ist.
- Schicht 9: Political Layer (oder politische Schicht), die wiederum hierarchisch über den Finanzen und der Anwendung steht. Begründet wird das mit Aufträgen, die trotz höheren Preises an bestimmte "politisch" nahestehende Lieferanten gehen, ohne zu überprüfen, ob die Produkte den Anforderungen genügen. Der Political Layer erklärt z. B. auch, weshalb manche Hersteller verbreitete Standards komplett ignorieren, um Benutzer auf die eigene Produktpalette zu zwingen.
- Schicht 10: Religious Layer (oder religiöse Schicht), die über allen anderen Schichten steht und schlüssig erläutert, weshalb manche Entscheidungen komplett fachfremd, entgegen gesundem Menschenverstand und bei jeder Begründung oder Diskussion gefällt werden: weil die Entscheidung aus festem Glauben getroffen wird.
Merksprüche
Es gibt einige Eselsbrücken/Merksprüche zu den Namen der einzelnen OSI-Schichten, welche gerne zum einfacheren Merken verwendet werden.
Wohl mitunter einer der populärsten Sprüche lautet "Please Do Not Throw Salami Pizza Away" (Physical Layer, Data Link Layer, usw.), weitere Sprüche finden sich auf der Seite Liste der Merksprüche.
Siehe auch
Literatur
- Siegmund, Gerd; Grundlagen der Vermittlungstechnik; R. v. Decker; Heidelberg; 1992, ISBN 3-7685-4892-9
- Stahlknecht, P./Hasenkamp, U.; Einführung in die Wirtschaftsinformatik; Springer; Berlin; 2002, 10. Aufl.,ISBN 3-5404-1986-1
- Andrew S. Tanenbaum; Computernetzwerke; Pearson Studium; München; 2003
Weblinks
- Das OSI-Referenzmodell
- Grundlagen: Protokolle – Kurze, einfache Zusammenfassung
- Grundlagen Computernetze: ISO-Referenzmodell für die Datenkommunikation – Skriptum auf Netzmafia.de
- OSI Reference Model—The ISO Model of Architecture for Open Systems Interconnection, Hubert Zimmermann, IEEE Transactions on Communications, vol. 28, no. 4, April 1980, pp. 425 - 432.
- ISO standard 7498-1:1994
