Netzwerk-Schichten-Modelle
Willemers Informatik-Ecke
Im Internet können Programme miteinander kommunizieren, die sich auf Rechnern befinden, die weit über den Globus verteilt sind. Der Programmierer der Anwendungsschicht interessiert sich nur für den Datenaustausch der Programme. Auf unterster Ebene muss man dafür normen, welche Stecker zueinander passen. Irgendwo dazwischen muss sich jemand darum kümmern, dass die Pakete das Netz über den richtigen Ausgang verlassen oder dass defekte Pakete aussortiert werden.

Diese Aufgaben sind auf mehrere Ebenen verteilt. Tatsächlich haben die unterschiedlichen Ebenen sogar oft eigene Pakete für den Transport, in das die Pakete der jeweils höheren Schicht eingebettet werden.

So eingeteilt kann jede Schicht auf ihre Hauptaufgaben konzentriert werden. Um zu beschreiben, was auf welcher Schicht passiert, gibt es Schichtenmodelle.

Das TCP/IP-Referenzmodell

Ebene Schicht Protokolle
1 Netzzugangsschicht Ethernet, WLAN, ATM, FDDI, ...
2 Internetschicht IPv4 bzw. IPv6, ICMP, IPsec
3 Transportschicht TCP, UDP
4 Anwendungsschicht HTTP, SMTP, DNS

Das ISO-OSI-Referenzmodell

Das International Organization for Standardization Open Systems Interconnection liefert ein 7-Schichten Modell für Netzwerkkommunikation, das sicher fast jeder Informatikstudent für die eine oder andere Prüfung auswendig lernen durfte. Dieses wurde 1983 standardisiert.
[1] Physical Layer
Diese Schicht beschreibt die Form der physikalischen Datenübermittlung. Hier sind beispielsweise die Stecker und Kabel beschrieben, aber auch die Spannungspegel.
[2] Data-Link Layer
Diese Ebene strukturiert den Datenstrom der Layer 1. Hier werden Daten zu Paketen zusammengefasst und das Verhalten auf Störungen beschrieben. Insbesondere Probleme der Reihenfolge, der Duplizierung oder des Verlierens von Paketen werden in dieser Schicht behandelt.
[3] Network Layer
Hier wird festgelegt, wie ein Paket seinen Weg vom Sender zum Empfänger findet. Gateways und Routen finden hier ihre Definition.
[4] Transport Layer
Diese Schicht beschreibt die Verbindung zwischen Prozessen und nicht Maschinen. Sie stellt also die Kommunikationsendpunkte dar. Die Verbindung kann ab dieser Ebene als zuverlässig und hardwareunabhängig gelten.
[5] Session Layer
Eine Sitzung definiert sich aus Verbindungsaufbau, Datenaustausch und Verbindungsabbau.
[6] Presentation Layer
Auf dieser Ebene findet die Umsetzung der Kodierungen statt. Bekannte Beispiele sind die Reihenfolge von Highbyte und Lowbyte bei verschiedenen Maschinen (Little-Endian und Big Endian) oder die Umsetzung der Zeichensätze.
[7] Application Layer
Hier findet die Zugangskontrolle, der Daenschutz, die Verbrauchsmittelabrechnung und Ähnliches statt.
In der Praxis ist es bei dem Modell geblieben. Es hat sich kein Netzwerk nach ISO/OSI durchgesetzt. Auf die vor der Normierung existierenden Netzwerke passt ISO/OSI nur bedingt. Ein ausführliche Diskussion dieses Standards findet sich bei Tanenbaum: Computer Networks.

Die Bedeutung dieses Standards liegt in der Beschreibung und Einordnung von Protokollen.