Schichtenmodelle

In der Computer- und Netzwerktechnik werden die komplexen Vorgänge zwischen den Teilnehmern einer Kommunikation in einzelne Schritte aufgegliedert. Die Schritte sind in mehreren Schichten übereinandergestapelt, die nacheinander abgearbeitet werden. Jede Schicht definiert für die Kommunikation zwischen zwei Systemen bestimmte Aufgaben und Funktionen. Für jede Schicht existieren Verfahren und Protokolle, die bestimmte Aufgaben erfüllen, Probleme lösen und der übergeordneten Schicht eine bestimmte Dienstleistung zur Verfügung stellen.

Beispiel eines Schichtemodells

Zur Beschreibung eines Schichtenmodells dient häufig der klassische Anwendungsfall zwischen zwei Personen, die zwei unterschiedliche Sprachen sprechen. Beide Personen sind wegen der unterschiedlichen Sprache nicht in der Lage direkt miteinander zu kommunizieren. Beide bedienen sich deshalb eines oder zwei Dolmetscher.
Die Anwendung ist also das Gespräch, in diesem Beispiel, zwischen einem Deutschen und einem Franzosen. Beide verstehen sich nicht und nutzen deshalb die Dienste eines Dolmetschers. Wäre der Dolmetscher auf beiden Seiten ein und die selbe Person, so läge hier ein proprietäres System vor. Denn der Dolmetscher wäre auch gleichzeitig der Übertragungsweg. Im vorliegenden offenen Schichtenmodell sind es zwei Dolmetscher, die das Protokoll bilden und sich miteinander einigen, in welcher Sprache sie kommunizieren wollen. Als Übertragungsweg dient meist eine technisch Einrichtung, z. B. Telefon, Fax oder E-Mail. Alternativ treffen sich alle vier Personen an einer Stelle und kommunizieren direkt miteinander.

Proprietäre Systeme

Kommen Übertragungsweg, Protokolle und Anwendung von einem einzigen Hersteller, hat man in der Regel keine Möglichkeit Details dieses proprietären Systems in Erfahrung zu bringen. Alles ist ein abgeschlossenes System, dass wenig flexibel und schon gar nicht transparent ist. Der Anwender ist in jedem Fall an den Hersteller gebunden. Insbesondere dann, wenn das System Probleme macht, erweitert oder ersetzt werden soll.

Offene Systeme

In offenen Systemen sind Übertragungsweg, Protokolle und Anwendung genormt, spezifiziert und offengelegt. D. h., jeder kann sich einen Teil heraussuchen und dazu eine Implementierung entwickeln, die sich dann auf dem Markt als Produkt behaupten muss und im Optimalfall austauschbar ist. Dabei besteht vom Grundsatz her die Möglichkeit, dass Produkte und Lösungen unterschiedlicher Hersteller zusammenarbeiten und getauscht werden können.

Nachteile von Schichtenmodellen

Beispiel eines Funktionsweise Schichtenmodell

In einem paketvermittelnden Netzwerk wird beim Durchlaufen der Schichten bei jeder Schicht ein Informationsdatensatz dem Datenpaket hinzugefügt. In dem sogenannten Header befinden sich Informationen, die für die Bearbeitung in der selben Schicht beim Empfänger wichtig sind. Jeder Header vergrößert dabei das ursprüngliche Datenpaket um ein paar Byte.

Jede Schicht verfügt jeweils über Schnittstellen zur darüber- oder darunterliegenden Schicht. Eine Schicht-übergreifende Verarbeitung findet in einer engen Auslegung eines Schichtenmodells nicht statt. Im Gegensatz zu hochintegrierten Systemen, sind Kommunikationssysteme, die auf Schichtenmodellen basieren, nicht für hohe Geschwindigkeit oder Leistung ausgelegt. Es geht mehr um eine hohe Flexibilität, damit Implementierungen der Schichten leichter angepasst und ausgetauscht werden können.

Schichtenmodelle in der Netzwerktechnik

DoD-Schichtenmodell OSI-Schichtenmodell
4. Anwendungsschicht
Application Layer
Anwendungsschicht 7.
Darstellungsschicht 6.
Kommunikationsschicht 5.
3. Transportschicht
Transport Layer
Transportschicht 4.
2. Internetschicht
Internet Layer
Vermittlungsschicht 3.
1. Netzzugangsschicht
Network Access Layer
Sicherungsschicht 2.
Bitübertragungsschicht 1.

In der Netzwerktechnik sind zwei Schichtenmodelle bekannt. Das OSI-Schichtenmodell und das DoD-Schichtenmodell.

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