OSI-Model - Udo Matthias Munz

Das OSI-Modell der ISO
Fragen:
[email protected]
Ursprüngliches Modell für
Netzwerk-Kommunikation
Anwendungs-Applikation
Flusskontrolle, Fehlererkennung,
Verbindungsaufbau,
Zeichenkonversion, Wegefindung,
Konvertierung der Daten in Signale,
...
Physikalisches Netzwerk
 Zu komplex
 Proprietär
 ...
Entwicklung des OSI-Modells durch
die ISO  Übersicht
Anwendungs-Applikation
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
3
Network
2
Data Link
1
Physical
Physikalisches Netzwerk
Modulares Konzept
 Reduces complexity (small,
simpler parts)
 Standardizes interfaces
(multiple-vendor development
and support )
 Facilitates modular engineering
 Ensures interoperable technology
 Accelerates evolution (changes
in one layer are not affecting the
other layers)
 Simplifies teaching and learning
„Sichtweisen“ des OSI-Modells
(modulare Aufgabenverteilung)
Schicht „n+1“ benutzt „n“ um
seine Aufgaben zu erledigen.
Schicht „n “ bietet seine Dienste
der Schicht „n+1“ an und benutzt
Schicht „n-1“ um seine eigenen
Aufgaben zu erledigen.
Schicht „n-1“ bietet der Schicht
„n“ seine Dienste an.
n+1
n
n-1
„Sichtweisen“ des OSI-Modells
(Kommunikation von „Peer-Layers“)
Host A
Host B
Application
Application
Presentation
Presentation
Session
Session
Transport
Transport
Network
Network
Data Link
Data Link
Physical
Physical
Scheinbare
Kommunikation
Tatsächliche
Kommunikation
Layer 1: Physical Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
 Anschlussspezifikationen
3
Network
 Spannungspegel, Timingwerte,
2
Data Link
 Maximale Übertragungsdistanz
1
Physical
 Leitungen
Taktraten, Codierung
 Zugriff auf Übertragungsmedium
Layer 2: Data Link Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
3
Network
2
Data Link
1
Physical
Benutzt den „Physical Layer“ um
dem „Network Layer“ eine
fehlerfreie Datenübertragung als
Service anzubieten.
 Physikalische Adressierung
 Umgang mit „Data Frames“
 Medien-Zugriffskontrolle
 Flusskontrolle
 Fehlerkontrolle
Layer 2: Data Link Layer
Layer 2 besteht aus zwei Sublayern:
 Die LLC ist unabhängig von der verwendeten
Netzwerktechnologie und verbindet Layer 2 mit
Layer 3 ( IEEE 802.2)
 Die MAC ist technologieabhängig und ist vornehmlich
für die Kontrolle des Medienzugriffs zuständig.
( IEEE 802.3, 802.5, 802.6, ...)
2
Data Link
Logical Link Control (LLC)
Media Access Control (MAC)
Layer 3: Network Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
Bietet die Möglichkeit Daten
gezielt an einen anderen Rechner
auszuliefern. Dieser kann in ganz
anderem Netz liegen.
3
Network
 Wegefindung (Routing) für die
2
Data Link
1
Physical
Auslieferung von Daten.
 Adressierung auf logischer
Adress-Ebene.
Layer 4: Transport Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
3
Network
2
Data Link
1
Physical
„Application Protocols“
Layer 4 ist die Schnittstelle
„Data-Flow und
Data-Transport Protocols“
Layer 4: Transport Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
3
Network
2
Data Link
1
Physical
Segmentiert Datenstrom der
„Application Layers“ in handliche
Grössen und setzt den Datenstrom
auf Empfangsseite wieder
zusammen.
 Aufbau, Betrieb und Abbau von
„Virtual Circuits“
 Fehlererkennung u. –korrektur
 Flusskontrolle
 Unterschiedlich zuverlässige
Transportdienste
Layer 5: Session Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
3
Network
2
Data Link
1
Physical
 Aufbau und Abbau von
Sitzungsverbindungen zwischen
einzelnen Applikationen
 Koordiniert die Interaktion zweier
Applikationen (Synchronisation der
Kommunikation)  Dialog-Kontrolle
 Protokollbeispiele für Layer 5:
Network File System (NFS),
Structured Query Language (SQL),
Remote Procedure Call (RPC),
X-Window System,
AppleTalk Session Protocol (ASP),
Digital Network Architecture Session
Control Protocol (DNA SCP)
Layer 6: Presentation Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
3
Network
2
Data Link
1
Physical
 Untere Layer haben definierte Datenrepräsentation (beispielsweise
Netzwerkbyteordnung, ...). Je nach
Host kann dies dort aber abweichend
sein. Layer 6 konvertiert entsprechend.
 Eventuell Verschlüsselung der Daten
 Eventuell Komprimierung der Daten
 Beispiele für Technologien im Bereich
von Layer 6:
Grafikformate wie GIF, JPEG, PICT,
TIFF; Videoformate wie MPEG, AVI
oder Audioformate wie MP3, MIDI aber
auch Seitenbeschreibungsformate wie
HTML.
Layer 7: Application Layer
7
Application
6
Presentation
5
Session
4
Transport
3
Network
2
Data Link
1
Physical
 Bietet Applikationen Netzwerkdienste
 Stellt fest ob gewünschter
Kommunikationspartner verfügbar ist.
 Synchronisiert kooperierende Applik.
 Kontrolliert Datenintegrität
 Handelt Fehlerkorrekturverfahren
zwischen Applikationen aus.
 Bietet neben direktem Netzzugriff auch
indirekten Zugriff  Network
Redirectors
 Ort von Protokollen wie Telnet, SMTP,
POP3, IMAP, HTTP, FTP, ...
 Hier liegt auch das Domain Name
System
Datenkapselung (Encapsulation)
Datenkapselung (Encapsulation)
Layer:
7-5
4
3
2
1
Peer-to-Peer Kommunikation
Peer-to-Peer Kommunikation
Die formalere Bezeichnung in den diversen Normierungsgremien
sind sogenannte „Protocol Data Units (PDU‘s)“. Jeder Layer
tauscht mit seinem Peer-Layer passende PDU‘s aus.
Merkhilfe für die Reihenfolge der
einzelnen OSI-Layer
Away
7
Application
Pizza
6
Presentation
People
Salami
5
Session
Seem
Throw
4
Transport
To
Not
3
Network
Need
Do
2
Data Link
Data
Please
1
Physical
All
Processing
Die „DoD“-Protokolle oder
die TCP/IP-Protokoll-Suite
Ist älter als das OSI-Modell. Dies begründet warum das
TCP/IP-Modell nur 4 Schichten hat.
Application
Transport
Internet
Network Access
Achtung! Die Schichten haben
teilweise den gleichen Namen
wie eine OSI-Schicht, sind im
allgemeinen aber nicht
kompatibel zum OSI-Modell!
Network-Access-Layer
der TCP/IP-Protokoll-Suite
Application
Transport
Internet
Network Access
 Wird auch „Host-toNetwork Layer“ genannt.
 Umfasst vereinfacht gesagt
Layer 1 und 2 OSI-Modell
Internet-Layer
der TCP/IP-Protokoll-Suite
Application
Transport
Internet
Network Access
 Kann dem Layer 3 des
OSI-Modells zugeordnet
werden.
 Auch hier Adressierung
und Pfadfindung als
zentrale Aufgabe
Transport-Layer
der TCP/IP-Protokoll-Suite
Application
Transport
Internet
Network Access
 Kann dem Layer 4 des OSIModells zugeordnet werden.
 Zuständig für Zuverlässigkeit,
Flußkontrolle, Fehlerkorrektur,
...
 Hier sind das TCP und das UDPProtokoll zu finden.
 TCP ist zuverlässig und
verbindungsorientiert (packet
switched)
 UDP ist verbindungslos, arbeitet
dafür jedoch schneller.
Application-Layer
der TCP/IP-Protokoll-Suite
Application
Transport
Internet
Network Access
Umfasst vereinfacht gesagt
die OSI-Layer 5, 6 und 7
Vergleich
TCP/IP-Suite  OSI-Modell
Zuordnung
der
einzelnen
Layer ist
eigentlich
nicht exakt
möglich!
Vergleich
TCP/IP-Suite  OSI-Modell
Zur Vereinfachung kann allerdings trotzdem diese
Zuordnung verwendet werden. Im weiteren Verlauf
des Curriculums wird dieses Modell angewandt.
Einige Protokolle der TCP/IP-Suite