Systematisierung Schichtenmodelle

Kommunikation zweier Forscher (animierte Grafik)

Aus dem Kommunikationsablauf lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen:

1. Jede beteiligte Person/jedes beteiligte Gerät realisiert eine Kommunikationsschicht.
2. Jede Kommunikationsschicht kommuniziert mit der jeweils gleichen Schicht auf der anderen Seite.
3. Die Übergabe von Informationen geschieht über genau definierte Schnittstellen.
4. Jede Schicht stellt ihren Dienst der jeweils höheren Schicht zur Verfügung und nutzt den Dienst der jeweils niedrigeren Schicht.
5. Jede Schicht wickelt ihre Aufgabe intern nach bestimmten Regeln, einem sogenannten Protokoll ab.

DoD-Schichtenmodell

Die umfangreichen Anforderungen an Computernetze lässt sich mithilfe eines Schichtenmodells strukturieren und besser verstehen. Daher haben wir im bisherigen Kurs uns ebenfalls durch die Schichten "gewühlt".

Wie in der Kommunikation zwischen den Forschern erlebt (wir habe es ja nachgespielt), werde die Schichten der Reihe nach durchschritten. In jeder Schicht wiederum gibt es Regeln (Protokolle) zur Verarbeitung und Kapselung der Daten. Für den Datenaustausch stehen Dienste über Schnittstellen zur Verfügung. Dadurch erreicht man eine hohe Flexibilität, denn die einzelne Schichten können durch eigene Protokolle angepasst, geändert oder ausgetauscht werden, etwa für die Anpassung an ein Übertragungsmedium. Entscheidend ist, dass die Schnittstellen nicht geändert werden.

Das Department of Defense - Verteidigungsministerium der USA entwickelte ab 1970 das DoD-Schichtenmodell, gern auch als TCP/IP-Schichtenmodell bezeichnet. Es bildet die Basis des Internets. Jede Schicht fügt den Daten Informationen als Kopf, teilweise auch als Anhang zu. 

Anwendungsschicht - Application Layer

• Anwendungsprotokolle und darauf aufbauende Dienste (beispielsweise zur Datenübertragung, Synchronisierung und Fernsteuerung von Rechnern und Namensauflösung)
• Protokolle (Auszug): Hypertext Transfer Protocol - HTTP, File Tranfer Protocol - FTP, Simple Mail Transfer Protocol - SMTP

Transportschicht - Transport Layer

• verbindungsorientierter zuverlässiger Datentransport oder verbinungslose ungesicherte Datenübertragung
• Protokolle: TCP - Transport Control Protocol, User Datagram Protocol - UDP

Internetschicht - Internet Layer

• Erzeugung und Versendung der Datenpakete mit Hilfe der IP-Adresse, Wegsteuerung eines Paketes, Festlegung der Lebensdauer (Time-To-Live - TTL).
• Protokolle: Internet Protocol - IP (Datenübertragung), Internet Control Message Protocol - ICMP (Kontrolle und Fehlersuche)

Netzzugangsschicht - Network Access Layer

• Datenübertragung von direkt miteinander verbundenen Rechnern via MAC-Adresse unter Berücksichtigung von Übertragungsmedium, Zugriffsprotokoll (Ethernet, Token Ring, ...), usw.
• Protokolle (Auszug): Adress Resolution Protocol - ARP (Auflösung der IP in MAC-Adresse und umgekehrt), Ethernet, Token Ring