OSI-Modell

„Über sieben Brücken musst du gehen, ohne Rast und Ruh‘, lautet ein berühmtes Lied von Peter Maffay und dieses Prinzip gilt auch für das Internet. Datenpakete überwinden sieben Brücken, die als sieben Schichten bezeichnet werden:

  1. Bitübertragung,
  2. Sicherheit,
  3. Netzwerk,
  4. Transport,
  5. Sitzungs,
  6. Darstellung,
  7. Anwendung.

Zusammenfassung

Da die bevorzugte Sprache der Informatik Englisch ist, heißt das OSI-Modell wie „Open System Interconnection Model“. Es steht für ein offenes System von sieben Internetverbindungen, die dass sich über den Erdball spannen. Durch diese sieben Schichten sind alle Menschen auf dieser Erde theoretisch miteinander erbunden – vorausgesetzt sie haben technisches Gerät in der Hand. Jedes Datenpaket, das durch das Internet übertragen wird, muss erfolgreich diese sieben Schichten überwinden. Keine Schicht darf ausgelassen werden.

Die zu übertragende Information von einem Computer mit Internetanschluss wird zuerst in kleinste Bits zerhäckselt und zu Glasfaserknoten übertragen. Dort werden die Datenpakete analysiert und hunderte Kilometer and weitere Knoten verschickt, bevor sie bei dem Rechner landen, für den sie bestimmt sind. Die Anwendung auf dem Rechner, zum Beispiel eine Website, löst die fest verschnürten Datenpakete auf, entnimmt ihre Binärcodes und wandelt diese in für unsere Augen wahrnehmbare Informationen (z.B. Buchstaben) wieder um.

Die ersten vier Schichten dienen dem Transport

Anhand des OSI-Modells lässt sich diese Datenübertragen Schicht für Schicht erklären. Zuerst wird mittels der Bitübertragung die Information, die wir durch das Internet schicken möchten, in ordentliche Zahlenketten ordentlich aufgereiht. Das erledigt die Technik des Computers, vor dem währenddessen sitzt. Wenn beispielsweise eine Facebooknachricht  übertragen werden soll, so codiert der Computer jeden Buchstabe in eine bestimmte Abfolge von 0 und 1 und sortiert diese in Datenpakete ein.

Diese Datenpakete werden an den nächstgelegenen WLAN-Router gesendet, der bei den meisten Menschen im Wohnflur steht. In einem zweiten Sicherheitscheck werden direkt im WLAN-Routerkästchen noch einmal  die empfangenen Zahlenreihen auf Logik überprüft. Der lange Arm deines Computers kontrolliert, ob die Daten in der richtigen Reihenfolge in dem WLAN-Router empfangen wurden. Gibt er sein „OK“,  besitzt nun der Router die Herrschaft über die Daten. Der Router künnert sich um den Transport. Diese Zahlenketten werden dann an das weltumspannende Internet-Netzwerk gesendet.

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Transport durch Wurzeln und Bäume

Der Router kann man sich so ähnlich wie die Wurzel eines Baumes vorstellen. Tausende Kilometer von von Glasfaserkabeln verbinden eine Wurzel mit einer anderen Wurzeln (Router, engl. roots = Wurzel). Das Internet ist wie ein unendlich großes Wurzelwerk aus Kabeln, dass unter der Erde miteinander in Verbindung steht.  Mittels Stromimpulsen sausen die Pakete durch die Internetkabel.

Zu den Wurzeln gehören auch die entsprechenden Bäume, in der Internetfachsprache nennt man diese Knoten (engl. hub). Diese Knoten sammeln die Datenpakete ein, die sie von den Routern erhalten haben. Die Hubs sind die eigentlich Transportbeschleuniger. Für die richtige Etikettierung der Datenpakete innerhalb der Hubs übernimmt häufig die Internetprotokollfamilie mit den Namen TCP die Verantwortung. Sie wird als Familie klassifiziert, weil ihre Protokolle ähnliche Eigenschaften aufweisen. TCP steht für das  Transfer Control Protocol (TCP).  In einem Hub teilt die TCP-Protokoll die Daten in verschiedene Sequenzen auf. Dort wird überprüft ob ob der Versand richtig gelaufen ist. Stimmen die Adressen von Empfänger und Absender noch überein? Das TCP-Protokoll bestimmt nach erfolgreichen Check-Up in welche Richtung die Pakete zu als nächstes transportiert werden.

„Die Post ist da“

Sind die Datenpakete erst einmal auf dem Server in eurer Nähe gelandet, müssen sie einer Session zugeordnet werden. Die Sitzungsschicht definiert sich darin, dass jemand wirklich vor dem Rechner sitzt – also beispielsweise eine Webseite im Browser geöffnet hat. Die Session („Sitzung“) stellt die Verbindung zu den empfangenden Daten her. Diese Schicht hält Kontakt zu dem Absender der Daten. In der Darstellungschicht wird der Binärcode entpackt und der Paketinhalt auf dem Bildschirm präsentiert.  Die Darstellungsschicht fungiert als Übersetzer zwischen den Zahlenreihen, die losgeschickt worden sind, und ihrer tatsächlichen Erscheinung auf dem Bildschirm. Die Zahlenketten werden wieder zu Buchstaben umgewandelt, die wir lesen können.

Nachricht zurücksenden

Auf der Ebene der praktischen Anwendung kann man dann wiederum Änderungen vornehmen. Die Anwendung ist von einer Software-Entwicklerin programmierter Algorithmus, der entsprechend auf unsere Befehle im Programm reagiert.  Der Nachricht aus dem Programm Facebook, die wir erhalten haben, können wir beispielsweise antworten.  Wenn wir dann auf  den Buttonbefehl „Senden“ klicken, wandelt die Anwendung unseren Text wiederum aus lateinischen Buchstaben in eine maschinenlesbare Zahlenübertragung um. Durch die Verbindung zum Internet können diese Datenpakete dann erneut mittels Bitübertragung die sieben Schichten durchlaufen.

 

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