Das ISO/OSI ReferenzmodellInternet (TCP/IP) Referenzmodell
StandardElementeSchichten im ISO/OSI Referenzmodell
Referenzmodelle
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Das ISO/OSI ReferenzmodellInternet (TCP/IP) Referenzmodell
StandardElementeSchichten im ISO/OSI Referenzmodell
ISO/OSI Referenzmodell
Open Systems Interconnection (OSI)
International Standard ISO/IEC 7498-1identisch zu ITU-T Recommendation X.200ISO International Organization for Standardization
http://www.iso.org/
IEC International Electrotechnical Commissionhttp://www.iec.ch/
ITU International Telecommunication Unionhttp://www.itu.int/
CCITT International Telephone and Telegraph ConsultativeCommittee, früherer Name der ITU
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StandardElementeSchichten im ISO/OSI Referenzmodell
Ziele
I Rahmen für die Definition von Diensten und ProtokollenI Hilfe bei der Verbesserung bestehender StandardsI Hilfe bei der Entwicklung neuer StandardsI Ziel bei der Evolution bestehender StandardsI Keine Festschreibung der ImplementationI Keine Festlegung von InteroperabilitätstestsI Das Referenzmodell beschreibt keine Protokolle, dies folgt
in späteren Standards.
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StandardElementeSchichten im ISO/OSI Referenzmodell
Übersicht
I Das OSI-Modell ist unterteilt in 7 Schichten
Physical Medium
Sitzungsschicht
Darstellungsschicht
Anwendungsschicht
Transportschicht
Vermittlungsschicht
Sicherungsschicht
Bitübertragung
Application Layer
Presentation Layer
Session Layer
Transport Layer
Network Layer
Data Link Layer
Physical Layer
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StandardElementeSchichten im ISO/OSI Referenzmodell
Grundlegende Prinzipien (1)
Das OSI-Modell basiert auf einer Trennung von Dienst,Schnittstelle und Protokoll:
I Dienst (service): Der Dienst beschreibt, was die Schichtmacht.
I Schnittstelle (interface): Die Schnittstelle legt fest, wieeine darüberliegende Schicht die Dienste nutzen kann.
I Protokoll (protocol): Die Protokolle einer Schicht werdenvon dieser Schicht benutzt, um die Dienste zu erbringen.
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Grundlegende Prinzipien (2)
I Jedes Protokoll gehört zu genau einer Schicht.I Jede Schicht bietet der darüberliegenden Schicht eine
Menge von Diensten.I Zur Erbringung der Dienste benutzt eine Schicht nur
Dienste derselben und Dienste der darunterliegendenSchicht.
I Daten höherer Schichten werden von tieferen Schichtengekapselt weitergeleitet.
Layer k
Layer k + 1
Layer k - 1
Protocol
Service provided by layer k
Layer k
Layer k + 1
Layer k - 1
(c) Tanenbaum, Computer Networks6 / 24 Kommunikationsnetze I 14.10.2009
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Grundlegende Prinzipien (3)
I Bezeichnungen in einer Schicht:
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StandardElementeSchichten im ISO/OSI Referenzmodell
Grundlegende Prinzipien (4)
I Beispiel für ein Netzwerk mit fünf Schichten:
Layer 5
Layer 4
Layer 3
Layer 2
Layer 1
Host 1
Layer 4/5 interface
Layer 3/4 interface
Layer 2/3 interface
Layer 1/2 interface
Layer 5 protocolLayer 5
Layer 4
Layer 3
Layer 2
Layer 1
Host 2
Layer 4 protocol
Layer 3 protocol
Layer 2 protocol
Layer 1 protocol
Physical medium
(c) Tanenbaum, Computer Networks
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Datenübertragung und Kapselung
(c) Kurose and Ross, Computer Networking
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Datenübertragung und Kapselung - Beispiel
I Beispiel mit einer Architektur mit drei Schichten:
I like rabbits
Location A
3
2
1
3
2
1
Location B
Message Philosopher
Translator
Secretary
Information for the remote translator
Information for the remote secretary
L: Dutch Ik vind konijnen leuk
Fax #--- L: Dutch Ik vind konijnen leuk
J'aime bien les
lapins
L: Dutch Ik vind konijnen leuk
Fax #--- L: Dutch Ik vind konijnen leuk
(c) Tanenbaum, Computer Networks
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Anwendungsschicht (Application Layer)
Einzige Schicht, die Anwendungen Dienste zur Verfügung stellt
I Benutzt nur Dienste der Anwendungsschicht und derDarstellungsschicht
I Bietet mindestens den Dienst Datentransfer in denAusprägungen verbindungsorientierter Dienst undverbindungsloser Dienst
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Anwendungsschicht: Verbindungsorientierter Dienst
Verbindungsorientierter Dienst (connection-orientedservice): Datentransfer im Kontext einer Verbindung
Neben dem Datentransfer können vom verbindungsorientiertenDienst weitere Dienste angeboten werden:
I Identifikation des Kommunikationspartners (z.B. durchdessen Namen)
I DienstgütevereinbarungI Synchronisierung der KommunikationI Authentifizierung und ZugangskontrolleI Festlegung des Dialogtyps (Simplex/Half Duplex/Duplex)I Identifikation verwendeter abstrakter Syntax
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Anwendungsschicht: Verbindungsloser Dienst
Verbindungsloser Dienst (connectionless service):Datentransfer außerhalb eines Verbindungskontextes und ohnelogische Beziehung zwischen einzelnen Datenpaketen
Neben dem Datentransfer können vom verbindungslosenDienst weitere Dienste angeboten werden:
I Identifikation des Kommunikationspartners (z.B. durchdessen Namen)
I DienstgütevereinbarungI Authentifizierung und ZugangskontrolleI Identifikation verwendeter abstrakter Syntax
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Darstellungsschicht (Presentation Layer)
Umsetzung der von der Anwendungsschicht gelieferten Datenin eine für die Kommunikationspartner gemeinsameRepräsentation
I Identifikation von gemeinsamen konkretenTransfersyntaxen
I Auswahl der zu verwendenden SyntaxI Zugriff auf die Sitzungsschicht
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Sitzungsschicht (Session Layer)
Verbindungsmanagement und Synchronisation derKommunikation
I Wenn von der Darstellungsschicht angefordert, wird eineVerbindung aufgebaut und später durch durch Elementeder Darstellungsschicht oder Sitzungsschicht wiederabgebaut.
I Eine Verbindung wird durch eine Sitzungsadresseidentifiziert, die von der Sitzungsschicht auf eineTransportadresse abgebildet wird.
I Bei unterbrochener Verbindung kann gegebenenfalls anFixpunkten (Check Points) wieder gestartet werden.
I Der verbindungslose Dienst bietet nur die Abbildung vonSitzungsadresse auf Transportadresse.
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Transportschicht (Transport Layer)
Bietet der Sitzungsschicht Ende-zu-Ende Datentransfer
I Auswahl und Optimierung des verwendetenNetzwerkdienstes unter Berücksichtigung der gefordertenDienstgüte
I Im verbindungsorientierten Dienst wird der Datenstromsegmentiert und die Segmente geordnet übertragen.
I Ende-zu-Ende FlußkontrolleI Ende-zu-Ende FehlerbehandlungI Im verbindungslosen Dienst findet keine Segmentierung
statt.
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Vermittlungsschicht (Network Layer)
Routing bzw. Vermittlung von Datensegmenten, dazu gehörtdie Verwaltung der zugehörigen Netzwerkadressen.
I Im verbindungsorientierten DienstI Verwaltung von Punkt-zu-Punkt NetzwerkverbindungenI FehlerbenachrichtigungI ÜbertragungsbestätigungenI Dienstgüteverwaltung
I Im verbindungslosen DienstI Übertragung von Datensegmenten bis zu einer
vorgegebenen GrößeI DienstgüteverwaltungI Benachrichtigung der Transportschicht bei lokalen Fehlern
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Sicherungsschicht (Data Link Layer)
Eine Verbindung der Sicherungsschicht bietet die Mittel zumDatenaustausch zwischen Netzwerkknoten, die durchAdressen der Sicherungsschicht identifiziert werden.
I Rahmenbildung für die benutzte BitübertragungsschichtI Serialisierung der RahmenI Fehlererkennung/Fehlerbehebung bei Übertragungsfehlern
der BitübertragungsschichtI Fehlerbenachrichtigung an die Vermittlungsschicht bei
nicht behebbaren FehlernI IEEE sieht hier die Mehrfachzugriffsverfahren
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Bitübertragungsschicht (Physical Layer)
Bietet die mechanischen, elektrischen, funktionalen undprozeduralen Mittel einer Bitübertragung zwischenNetzwerkkomponenten.
I Die Reihenfolge der Bits bleibt erhaltenI Fehlerbenachrichtigung an die SicherungsschichtI Dienstgüte
I FehlerrateI VerfügbarkeitI DurchsatzI Latenz
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StandardElementeSchichten im ISO/OSI Referenzmodell
ÜbersichtLayer
Presentation
Application
Session
Transport
Network
Data link
Physical
7
6
5
4
3
2
1
Interface
Host A
Name of unit exchanged
APDU
PPDU
SPDU
TPDU
Packet
Frame
Bit
Presentation
Application
Session
Transport
Network
Data link
Physical
Host B
Network Network
Data link Data link
Physical Physical
Router Router
Internal subnet protocol
Application protocol
Presentation protocol
Transport protocol
Session protocol
Communication subnet boundary
Network layer host-router protocol
Data link layer host-router protocolPhysical layer host-router protocol
(c) Tanenbaum, Computer Networks
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SchichtenVergleich mit OSI
Das Internet Referenzmodell
I Das Internet Referenzmodell (internet protocol stack) istunterteilt in 5 Schichten
Physical Medium
Bitübertragung
Physical Layer
Application Layer Anwendungsschicht
Transportschicht
Vermittlungsschicht
Sicherungsschicht
Transport Layer
Network Layer
Data Link Layer
I Die Netzwerkschicht wird auch als Internetschicht (InternetLayer) bezeichnet
I Sicherungs- und Bitübertragungsschicht wurdenzusammen auch “Host-to-Network” Schicht genannt
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SchichtenVergleich mit OSI
TCP/IP
I Das Internet Referenzmodell wird auch TCP/IPReferenzmodell genannt
I Ursprüngliche Protokolle und Netzwerke im TCP/IP Modell:
ARPANET
Protocols
Networks
TELNET
TCP UDP Transport
LAN
DNS Application
Layer (OSI names)
Packet radio
Physical + data link
SMTP
SATNET
FTP
IP Network
(c) Tanenbaum, Computer Networks
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SchichtenVergleich mit OSI
Bemerkungen
I Offensichtlich fehlen gegenüber dem OSI-ModellDarstellungsschicht und Sitzungsschicht, d.h. dieAnwendungsschicht muß deren Aufgabe übernehmen.
I Die Vermittlungsschicht bietet nur den verbindungslosenDienst.
I Beim Internet Referenzmodell ist der Durchgriff auf tiefereSchichten möglich (z.B. Anwendung aufNetzwerkadresse).
I Das Referenzmodell wurde entwickelt, als es die Protokolleschon gab.
I Entstehung im Rahmen von Diskussionen ab etwa 1974.
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Das ISO/OSI ReferenzmodellInternet (TCP/IP) Referenzmodell
SchichtenVergleich mit OSI
Unterschiede in den Schichten
TCP/IPOSI
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data link
Physical
7
6
5
4
3
2
1
Application
Transport
Internet
Host-to-network
Not present in the model
(c) Tanenbaum, Computer Networks
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