Die Referenzmodelle

Das OSI-Schichtenmodell

Ein Netzwerk besteht aus einer Vielzahl von Komponenten - angefangenen von der Hardware (den "greifbaren" Teilen) bis hin zu den Protokollen und Übertragungseinstellungen (den "abstrakten" Teilen).
Um die Übersicht über ein derart komplexes Modell zu behalten entwickelte die ISO (International Standardization Organization) 1978 das OSI-Schichtenmodell (Open Systems Interconnections), das 1984 weiter verbessert wurde ("Open Systems Interconnections Basic Reference Model [ISO 7498:1984]"). Obwohl das OSI-Modell nur eine Empfehlung ist, kann es sich kaum ein Hersteller leisten nicht-OSI-konforme Komponenten herzustellen, da z.B. in Ausschreibungen der US-Regierung eine OSI-Konformität gefordert wird.
Das OSI-Schichtenmodell ist der theoretische Rahmen aller Abläufe innerhalb eines Netzwerkes. Es wird nicht auf irgendwelche Protokolle oder Eigenschaften von Hard- und Software eingegangen, das OSI-Schichtenmodell bleibt dabei allgemein. Es beschreibt lediglich die grundlegende Art und Weise der Kommunikation zwischen zwei Partnern, angefangen vom einfachen Modem bis hin zum schnellen Gigabit- oder FDDI-Netzwerk.
Jeder einzelnen Schicht ist ein Protokoll zugeordnet, das eine Reihe von Diensten und Funktionen erfüllen muß, die dem Datenaustausch im Netzwerk dienen. Das Modell schränkt dabei den Zugriff einer Schicht auf den unmittelbaren Nachbarn ein. Dabei interagieren die einzelnen Schichten über eine klar definierte Schnittstelle, die unbekannte oder fehlerhafte Anfragen ausschließen soll.
Layer 4 bildet hierbei die Grenze zwischen den oberen (softwareorientierten) und den unteren (hardwareorientierten) OSI-Schichten.
Die Schichten 1-4 bilden die transportorientierten und die Schichten 5-7 die anwendungsorientierten Schichten.

Das OSI-Referenzmodell
    
 7  Anwendungsschicht (Application Layer)     WWW-Browser (Software), FTP (Protokoll), POP (Protokoll)
  Anwendungsprogramme und Dienste, die den Ablauf überwachen
(besteht aus den Anwendungen, mit denen man das Netz nutzen kann)
 
  
6 Darstellungsschicht (Presentation Layer)   Zeichensatz ASCII, EBCDIC, ANSI (incl. Korrektur zueinander)
  Darstellung der Information; Anpassung der Aufgaben an das Betriebssystem
(standardisiert das Format der Daten auf dem Netz)
 
  
5 Kommunikationsschicht (Session Layer)   NetBEUI
  Organisation und Synchronisation des Dialogs; Abwicklung des Datenaustauschs
(verwaltet die Verbindungen zwischen den Anwendungen)
 
  
  
 4  Transportschicht (Transport Layer)     Aufteilung des Datenblocks in einzelne Pakete (incl. Pufferung)
  Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenaustausch zwischen zwei kommunizierenden Partnern
(garantiert die fehlerfreie Datenübertragung durch Fehlererkennung und -korrektur)
 
  
3 Vermittlungsschicht (Network Layer)   MTU-Parameter, IP (Protokoll), IP-zu-MAC-Konvertierung
  Festlegung des Übertragungsweges durch Kopplung gesicherter Teilstrecken
(verwaltet die Verbindungen zwischen Rechnern im Netz für höhere Schichten)
 
  
  
 2  Sicherungsschicht (Link Layer)     Erstellung eines kompletten Datenpakets (Kopf, Daten, Endmarke)
  Festlegung einer gesicherten Datenübertragung auf einer Teilstrecke
(sorgt für die zuverlässige Übertragung der Daten über die physikalischen Verbindungen)
 
  
1 Bitübertragungsschicht (Physical Layer)   "Äther" - das physikalische Netzwerk (Kabel)
  Übertragung der Bitinformation über das physikalische Medium
(definiert die physikalischen Eigenschaften der Übertragungswege)
 
  
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Das TCP/IP-Schichtenmodell

Das OSI-Modell ist eher nur noch von theoretischer Natur, da es entwickelt wurde bevor die dazugehörigen Protokolle definiert wurden. Des weiteren sind in der eingesetzten Software häufig mehrere Layer ineinander verwoben, z.T. um z.B. die Teiber kompakt zu halten (was die Fehlersuche vereinfachen kann).
Zu Zeiten als das ARPANET (der "Großvater des Internets") als Forschungs-Netzwerk (gesponsert durch das DoD (U.S. Department of Defense - Verteidigungsministerium) aufgebaut wurde, wurde ein Referenz-Modell entwickelt, das auch bei Ausfall eines oder mehreren Routern / Servern das Netz weiter am Laufen lassen sollte.
Dieses Modell, welches völlig hardwareunabhängig gestaltet ist, wurde nach den beiden Haupt-Protokollen "TCP/IP Reference Model" (Transmission Control Potocol / Internet Protocol) genannt.
Es besteht nur aus 4 Layern, die jedoch ähnliche Aufgaben wie die des OSI-Modells haben:

4 Application Layer ~ OSI-Layer 7
3 Transport Layer ~ OSI-Layer 4
2 Internet Layer ~ OSI-Layer 3
1 Host-to-Network Layer ~ OSI-Layer 1 + 2

Wie zu sehen ist, "fehlen" die OSI-Layer 5 und 6, während die OSI-Layer 1 und 2 zu einem verbunden wurden.
Der "Internet Layer" hält die ganze Architektur zusammen und gestattet es dem Host seine Daten-Pakete, unabhängig vom Empfangsort - auch in andere Netzwerke - zu versenden. Dabei spielt es keine Rolle, in welcher Reihenfolge die Pakete eintreffen, da sie durch eine Nummerierung beim Empfänger wieder ordnungsgemäß zusammengesetzt werden können.
("Internet" ist hier in einem allgemeinen Sinn zu verstehen).
Der Transport Layer definiert zwei Protokolle: das TCP- und das UDP-Protokoll (User Datagram Protocol).
TCP ist ein verbindungs-orientiertes Protokoll, welches es erlaubt den Daten-Strom ohne Fehler zu übertragen, da verlorengegangene Pakete anhand ihrer Nummer beim Absender erneut anzufordert werden können. UDP dagegen ist einverbindungs-loses Protokoll, welches besonders dort eingesetzt wird, wo der Protokoll-Handshake von TCP nicht erforderlich bzw. sogar hinderlich ist. So wird es z.B. angewendet, um Fernseh- oder Rundfunk-Programme im Internet (diesmal dem "richtigen") auszusenden. Hier würde es stören (d.h. es entstehen zeitliche Lücken), wenn ein verlorengegangenes Paket erneut angefordert werden müßte (Das menschliche Gehirn dient hier im Prinzip als Filter, da es verlorengegangene Stückchen überbrückt). Dadurch wird auch der Server entlastet, da er keinerlei weiteren Anfragen zu bedienen hat.
Der Host-to-Network Layer wurde im TCP/IP-Modell nicht weiter erläutert, da dieses Protokoll von der eingesetzten Hardware abhängig ist und entsprechend angepaßt wird.

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Das Hybrid-Modell

Beide vorangegangenen Modelle haben Nachteile:

* OSI
schlechtes Timing
schlechte Technologie
schlechte Implementierung
schlechte "Politik"
* TCP/IP
keine konkrete Unterscheidung der Dienste
kaum für andere Protokolle geeignet
der Host-to-Network Layer ist nicht wirklich ein Layer im Sinne des Wortes
keine Trennung von Data Link Layer und Physical Layer
lediglich IP und TCP sind gut implementiert, die anderen Protokolle "hinken" etwas hinterher

Deshalb wurden die Vorteile Beider miteinander kombiniert und heraus kam das Hybrid Reference Model, welches heutzutage dem allgemein gebräuchlichen Modell entspricht (allerdings kein offizielles Modell im Sinne einer Standardisierung ist).
Das Hybrid Modell besteht aus 5 Layern:

OSI-Modell Hybrid-Modell TCP/IP-Modell
7 - Application Layer > 5 - Application Layer < 4 - Application Layer
4 - Transport Layer > 4 - Transport Layer < 3 - Transport layer
3 - Network Layer > 3 - Network Layer < 2 - Internet Layer
2 - Link Layer > 2 - Data Link Layer < 1 - Host-to-Network layer
1 - Physical Layer > 1 - Physical Layer

Folgende Protokolle und Netzwerke waren ursprünglich im TCP/IP-Modell (und sind es auch im Hybrid Modell) definiert:

TELNET FTP SMTP DNS
TCP UDP
IP
ARPANET SATNET Packet Radio LAN
Application Layer Protokolle
Transport Layer
Internet Layer
Host-to-Network Layer Netzwerke
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