Das OSI-7-Schichtenmodell – Teil 1: Layer 1 bis 3

Für das Verständnis bzgl. des Datenverkehrs in Computernetzwerken ist das OSI-7-Schichtenmodell eine wirkungsvolle Hilfe. Seit der Einführung des Internet-Protokolls TCP/IP, auf dem das gesamte Internet sowie die meisten Firmen- und Heimnetzwerke beruhen, wird die hierarchische Darstellung nach OSI durch das TCP/IP-Referenzmodell ersetzt. Doch das OSI-Modell hat einen großen Vorteil: Durch die Einteilung in die sieben Layer können Sie die Abläufe beim Datenverkehr sowie die Interaktionen zwischen den einzelnen Netzprotokollen einfacher nachvollziehen. In diesem ersten Teil werden Ihnen die Aufgaben der unteren Layer 1 bis 3 nähergebracht.

Layer 1

Die ersten beiden Schichten bilden die Basis aller Datenübermittlungen. Der Layer 1 wird Bitübertragungsschicht genannt. Hier geht es ausschließlich um die Physik, die u.a. aus Kabeln, Netzwerkkarten der Clients und Server, kabellose Funkverbindungen oder Router- und Switch-Ports besteht. Mittels elektrischer Impulse werden die Datenpakete von den einzelnen Komponenten über Kabel oder Funk versendet und empfangen.

Layer 2

Auf dem zweiten Layer „sitzt“ die Sicherungsschicht. Hier wird die „Media Access Control“ – kurz MAC – durchgeführt. Dabei werden sowohl die Übertragung der Daten als auch die Zugriffe auf die jeweiligen Medien so kontrolliert, dass eine zuverlässige und fehlerfreie Kommunikation ermöglicht werden kann. Dafür werden die Daten in Blöcke – auch Frames oder Rahmen genannt – aufgeteilt und jeweils mit einer Prüfsumme versehen. Diese wird von allen beteiligten Stationen verglichen. Bei Abweichungen werden die betreffenden Blöcke ohne erneute Anforderung verworfen. Auf dieser MAC-Schicht werden auch die Geschwindigkeiten der Datenübertragungen ausgehandelt. Im Rahmen der Zugriffskontrolle erhält jede Komponente des Netzwerks eine Hardware-Adresse, die auch unter der Bezeichnung „MAC-Adresse“ bekannt ist.

Layer 3

Der Layer 3 befasst sich mit der Vermittlung der Daten, weshalb er auch die deutsche Bezeichnung „Vermittlungsschicht“ trägt. Hier wird im Falle der leitungsorientierten Netzdienste das Schalten und Verbinden der Datenwege zwischen Sender und Empfänger und bei einer Paketorientierung die Vermittlung sichergestellt. Im Layer 3 findet das Routing zwischen den Netzsegmenten statt. Die Hauptaufgabe der Vermittlungsschicht besteht darin, die Netzwerkadressen aller Subnetze für sämtliche Router des Netzwerks zur Verfügung zu stellen.

Die Schichten 4 bis 7 werden im zweiten Teil ausführlich erläutert.

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