Das OSI – Modell wurde in den 1980er Jahren entwickelt, um die Kommunikation in Computernetzwerken zu regeln. Das Referenzmodell für Netzwerkprotokolle wurde von der Organisation für Standardisierung (ISO) und der Telekommunikationsunion (ITU) international als Standard veröffentlicht.
Die sieben OSI-Layer
Das Modell beschreibt die Übermittlung digitaler Nachrichten über sieben Schichten (en.: OSI-Layer). Wird beispielsweise eine E-Mail versendet, fließen die Daten auf der Senderseite zunächst von der siebten bis zur ersten Schicht. Von dort werden sie über ein Übertragungsmedium (Kabel, Luft oder Licht) zum Empfängergerät übermittelt, wo sie in umgekehrter Schicht-Reihenfolge beim Empfänger ankommen. Jede Schicht stellt Funktionalitäten (Dienste) für die darüberliegende bereit. die an einem SAP (Service Access Point) zur Verfügung gestellt werden. Innerhalb einer Schicht definieren Protokolle wie die Informationen zwischen den beteiligten Geräten vom Sender zum Empfänger übertragen werden.
Es gibt verschiedene Eselsbrücken zum Merken der Namen der einzelnen OSI-Schichten: Please do Not throw Salami Pizza Away für die englischen Layer von unten (1) nach oben (7) und Alle deutschen Studenten trinken verschiedene Sorten Bier für die deutschen Bezeichnung von oben (7) nach unten (1).
Die Daten-Layer
Anwendung (7), Darstellung (6) und Sitzung (5)
In den oberen drei Schichten geht es um die Übertragung von Daten (Daten-Layer). Die Anwendungsschicht regelt Datenein und -ausgabe über die Benutzeroberfläche (User interface) und bildet die Schnittstelle zwischen Netzwerk und Programmen (API-Schnittstelle). Auf der darunter liegenden Darstellungsschicht werden die Daten konvertiert und komprimiert, damit sie vom sendenden und vom empfangenden System verstanden werden können. Auch die Verschlüsselung von Daten findet auf dem sechsten Layer statt. Die fünfte Ebene ist die Sitzungsschicht, wo Sessions zwischen den beteiligten Rechnern aufgebaut und wieder geschlossen werden.
Die Transport-Layer
Transport (4), Vermittlung (3), Sicherung (2) und Bitübertragung (1)
Die unteren vier Schichten regeln die Umwandlung von Signalen zu Bits und einen (möglichst) fehlerfreien Transport durch das Netzwerk. Auf der Transportschicht werden die empfangenen Daten in Datenpakete (Segmente) zerteilt. Diese bestehen aus einem Kopf (en: Header) und den Nutzdaten(en: Payload), wie z.B. zu übertragende Texte oder Bilder.Internetdatenpakete haben einen 24 Byte großen Header, in dem u.a. Absender- und Empfänger-IP Adressen sowie Paketgröße stehen. Anhand der Header-Informationen werden die Segmente beim Empfänger wieder korrekt zusammengesetzt. Optional enthalten Pakete einen Nachspann (en: Trailer) mit einer Prüfsumme für die Fehlerkontrolle, falls Pakete unvollständig am Zielgerät ankommen. Im Netzwerk werden zwischen den Geräten Header- und Trailer-Informationen hinzufügt bzw. entfernt, was man als Datenkapselung bezeichnet. Beim Sender werden die Informationen eingekapselt (en: Encapsulation) und beim Empfänger wieder entkapselt (en: Decapsulation). In der darunter liegenden Vermittlungsschicht werden den MAC-Adressen der Geräte IP-Adressen zugeteilt, um die Datenpakete durch das Netz zu senden (en: routen). Auf der Sicherungsschicht wird die Hardware anhand ihrer MAC-Adresse identifiziert und der Bitstrom in Frames aufgeteilt, adressiert und übertragen. Je nach Übertragungsmedium werden auf der untersten Bitübertragungsschicht Signale in Bitfolgen umgewandelt und übertragen. Auf der untersten Ebene werden, je nach Übertragungsmedium, elektrische, mechanische Verfahren der Bitübertragung beschrieben, wie z.B. Steckernormen und Kabeltypen.
Das Übertragungsmedium
Das Übertragungsmedium ist der Weg, auf dem Signale und Nachrichten vom Sender zum Empfänger übertragen werden. Der Weg besteht meist aus mehreren Abschnitten, die aus verschiedenen Übertragungsmedien zusammengesetzt sein können.
Bei kabelgebundener Übertragung werden Informationen über Metalldraht als elektrischer Wechselstrom übermittelt.
Bei drahtloser Übermittlung (über die Luft) senden und empfangen Funkantennen Signale über elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 100 Kilohertz bis 300 Gigahertz (hochfrequent).
Lichtwellenleiter (LWL) sind Glasfaserkabel, die Signale über elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich des Lichts übertragen. Bei VLC – Visible Light Communication (VLC) wird sichtbares, bei Infrarot-Übertragungen unsichtbares Licht genutzt.
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