Zusammenarbeit der Schichten
Das ISO/OSI-Modell beschreibt, wie verschiedene Schichten zusammenarbeiten, um Daten über ein Netzwerk zu übertragen. Jede Schicht erfüllt spezifische Aufgaben und kommuniziert mit den darüber- und darunterliegenden Schichten. Diese Zusammenarbeit ermöglicht eine modulare und strukturierte Netzwerkkommunikation.
Encapsulation und Decapsulation
Encapsulation: Beim Senden von Daten fügt jede Schicht des ISO/OSI-Modells spezifische Header-Informationen hinzu. Dieser Prozess beginnt bei der Anwendungsschicht und endet bei der physischen Schicht. Encapsulation verpackt die Daten, indem jede Schicht ihre eigenen Steuerungsinformationen hinzufügt.
Decapsulation: Beim Empfang von Daten durchlaufen diese die Schichten in umgekehrter Reihenfolge, von der physischen Schicht bis zur Anwendungsschicht. Jede Schicht entfernt ihre spezifischen Header-Informationen und verarbeitet die Daten entsprechend.
Einfaches Beispiel: Datenübertragung einer HTTP-Anfrage
Anwendungsschicht (Layer 7):
- Eine HTTP-Anfrage wird erstellt (z.B. „GET /index.html HTTP/1.1“).
Transportschicht (Layer 4):
- Die HTTP-Daten werden in Segmente aufgeteilt und erhalten einen TCP-Header, der Informationen wie Quell- und Zielportnummern enthält.
Vermittlungsschicht (Layer 3):
- Jedes TCP-Segment wird in ein IP-Paket verpackt. Der IP-Header enthält die Quell- und Ziel-IP-Adressen.
Sicherungsschicht (Layer 2):
- Jedes IP-Paket wird in einen Ethernet-Frame verpackt. Der Frame-Header enthält die Quell- und Ziel-MAC-Adressen.
Physische Schicht (Layer 1):
- Die Bits des Ethernet-Frames werden als elektrische oder optische Signale über das physische Medium (z.B. Kupferkabel, Glasfaser) übertragen.
Datenfluss beim Senden:
| Schicht | Daten | Header-Informationen |
|---|---|---|
| Anwendungsschicht | HTTP-Anfrage | – |
| Transportschicht | TCP-Segment | Quell-/Zielport |
| Vermittlungsschicht | IP-Paket | Quell-/Ziel-IP-Adresse |
| Sicherungsschicht | Ethernet-Frame | Quell-/Ziel-MAC-Adresse |
| Physische Schicht | Bits als Signale | – |
Datenfluss beim Empfang:
Physische Schicht:
- Empfangene Bits werden in einen Ethernet-Frame umgewandelt.
Sicherungsschicht:
- Der Ethernet-Frame-Header wird entfernt, um das IP-Paket zu erhalten.
Vermittlungsschicht:
- Der IP-Header wird entfernt, um das TCP-Segment zu erhalten.
Transportschicht:
- Der TCP-Header wird entfernt, um die HTTP-Daten zu erhalten.
Anwendungsschicht:
- Die HTTP-Daten werden verarbeitet (z.B. die Webseite wird angezeigt).
Datenfluss beim Empfang:
| Schicht | Daten | Aktion |
|---|---|---|
| Physische Schicht | Bits als Signale | Umwandlung in Ethernet-Frame |
| Sicherungsschicht | Ethernet-Frame | Ethernet-Header entfernen |
| Vermittlungsschicht | IP-Paket | IP-Header entfernen |
| Transportschicht | TCP-Segment | TCP-Header entfernen |
| Anwendungsschicht | HTTP-Anfrage | Verarbeitung der Anfrage |
Zusammenarbeit zwischen Schichten
Die Schichten des ISO/OSI-Modells arbeiten zusammen, indem jede Schicht ihre eigenen Aufgaben erfüllt und die Daten an die nächste Schicht weitergibt. Dieses Schichtenmodell ermöglicht eine modulare Entwicklung und Fehlerbehebung in Netzwerken, da jede Schicht unabhängig entwickelt und verwaltet werden kann.