1. Offene Kommunikationssysteme
OSI-Referenzmodell (Übung)
Kapitel 5.2
Netze und Protokolle
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Henrik Schumacher
Institut für Kommunikationstechnik
www.ikt.uni-hannover.de
OSI : Open Systems Interconnection

2. Bedeutung OSI-Konzept (1)
Welche vier Aspekte des OSI-Referenzmodells haben
heute die größte Bedeutung?
As|pekt * <lat.; „das Hinsehen“> der; -[e]s, -e: Gesichtspunkt
(2)

3. Bedeutung OSI-Konzept (2)
Aufteilung in Schichten
definiert, wo Funktionen implementiert sind
Dienst
definiert, was eine Schicht kann
Schnittstelle
definiert, wie eine Schicht angesprochen wird
definiert angebotene Operationen und Dienste
Protokoll
definiert, wie Schichten kommunizieren
(3)

4. OSI-Konzept Vorteile (1)
Was sind die Vorteile des OSI-Konzeptes?
(4)

5. OSI-Konzept Vorteile (2)
Aufteilung in Aspekte Schnittstelle, Dienst, Protokoll,
Schichten
Formalisierung des Entwurfs von
Kommunikationssystemen
Einführung einer einheitlichen Begriffswelt
leichtere Änderbarkeit von Implementierungen durch
Unabhängigkeit der Schichten und klare Definition von
Schnittstellen
(5)

6. OSI-Konzept Nachteile (1)
Was sind die Nachteile des OSI-Konzeptes?
(6)

7. OSI-Konzept Nachteile (2)
die Einhaltung der OSI-Richtlinien kann zu schwerfälligen
und komplexen Implementierungen führen
einige Funktionen sind auf mehr als einer Schicht definiert
verbindungslose Dienste erst nachträglich eingeführt
keine klare Trennung zwischen Steuerdaten und
Nutzdaten
(7)

8. Horizontaler Aspekt (1)
Was versteht man unter dem „horizontalen Aspekt“ im
OSI-Referenzmodell?
(8)

9. Horizontaler Aspekt (2)
Protokolle stellen die horizontale Komponente der
Kommunikation dar.
Protokolle sind zwischen gleichen Schichten definiert.
Sie beschreiben die Regeln und Nachrichtenformate, mit
welchen die Kommunikation stattfindet.
Protokolle
(9)

10. Vertikaler Aspekt (1)
Was versteht man unter dem vertikalen Aspekt im OSI-
Schichtenmodell?
(10)

11. Vertikaler Aspekt (2)
Dienste repräsentieren die vertikale Komponente der
Kommunikation.
Dienste
Funktion oder Leistung, die eine Schicht für die Benutzung durch
andere „nach außen“ zur Verfügung stellt
werden zwischen den Schichten unterschiedlicher Ebenen
erbracht
obere Schicht kann über eine Schnittstelle (Service Access Point
SAP) auf die Dienste der unteren Schicht zugreifen
Von Protokollen vollkommen getrennt Protokoll ändern, Dienst
bleibt gleich
Verbergung der eigentlichen Abläufe in einer Schicht
(11)

12. Vertikaler Aspekt (3)
Schicht N Schicht N
Dienstoperation (Primitiv)
1. request 4. confirm 2. indication 3. response
Dienste
(N-1)SAP
Schicht N-1 Schicht N-1
Schicht N-2 Schicht N-2
(12)

13. Vertikaler Aspekt (3)
Beispiel: Telefongespräch
Mensch: Schicht N
Telefongesellschaft: Schicht N-1
Dienstoperationen
CONNECT.request – Nummer wählen
CONNECT.indication – Telefon klingelt
CONNECT.response – Hörer abnehmen
CONNECT.confirm – Freizeichen hört auf
DATA.request – Sprechen
DATA.indication – Hören
DATA.request – Sprechen
DATA.indication – Hören
DISCONNECT.request – auflegen
DISCONNECT.indication – Besetztzeichen
(13)

14. Vertikaler Aspekt (2)
Mehr Schichten:
(14)

15. Implementierung des OSI-Konzepts (1)
Mit welcher Softwaretechnik ist das OSI-Konzept
vergleichbar?
(15)

16. Implementierung des OSI-Konzepts (2)
Objektorientiertes Programmieren
Objekte/Klassen Schichten
Protokoll Objektinterner Code
Schnittstellen Parameter und Ergebnisse der Methoden
Semantik der Methoden Dienst
(16)

17. Einheiten (Instanz, Entity) (1)
Was ist im Bezug auf das OSI-Modell unter einer Einheit
(Instanz, Entity) zu verstehen?
(17)

18. Einheiten (Instanz, Entity) (2)
Aktives Element einer Schicht
Software: z.B. Prozess
Hardware z.B. E/A-Chip
Partnereinheiten:
Einheiten der gleichen Schicht auf verschiedenen Systemen
Einheit auf Schicht N (Service Provider) implementiert
Dienst für Schicht N+1 (Service User)
Schicht N kann Dienste von N-1 nutzen, um ihre eigenen
Dienste bereitzustellen
mehrere Dienste gleichzeitig möglich
schnell teuer, langsam günstig
(18)

19. CEP (1)
Was verstehen Sie unter der Abkürzung CEP und worin
besteht der Unterschied zum SAP?
(19)

20. CEP (2)
SAP - Service Access Points
definiert Dienst und zugehörige Dienstoperationen
verfügt über eindeutige Adresse
Analogie: „Steckverbindung“ Telefonnetz und Telefon
CEP - Connection End Point
„Ende einer Verbindung“ innerhalb eines SAP
Mittel um Diensterbringung zu strukturieren
identifiziert Einheiten auf benachbarten Schichten, die diesen
Dienst in Anspruch nehmen oder erbringen
stellt eine Relation zwischen Einheiten benachbarter Schichten
dar, ohne direkten Zugriff erlauben zu müssen
Analogie: Port im TCP/IP
(20)

21. CEP (2)
Schicht N+1
Schicht N+1
N+1 entity
N+1 entity
N-CEP
N-SAP
N Connection N entity
N entity
Schicht N
Schicht N
(21)

22. Multiplexen / Demultiplexen (1)
Was verstehen Sie unter den Begriffen Multiplexen und
Demultiplexen (in Bezug auf das OSI-Referenzmodell)?
(22)

23. Multiplexen / Demultiplexen (2)
Auf einen Dienstzugangspunkt können mehrere
Verbindungen von höheren Schichten zugreifen
(Multiplexen).
Auf Empfängerseite müssen diese Verbindungen wieder
getrennt werden (Demultiplexen).
(23)

24. Multiplexen / Demultiplexen (3)
Multiplexen Demultiplexen
Schicht N Schicht N
(N-1)-Verbindung
(24)

25. Splitten / Recombining (1)
Was verstehen Sie unter den Begriffen Splitten und
Recombining (in Bezug auf das OSI-Referenzmodell)?
(25)

26. Splitten / Recombining (2)
Eine Schicht kann die Daten höherer Schichten auch auf
mehrere Verbindungen aufteilen (Splitten).
Auf Empfängerseite muss dann dafür gesorgt werden,
dass diese Daten wieder in der richtigen Reihenfolge
zusammen gesetzt werden (Recombining).
(26)

27. Splitten / Recombining (3)
Schicht N
Schicht N
Splitten Recombining
(N-1)-Verbindungen
(27)

28. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (1)
Was verstehen Sie unter den Abkürzungen SDU, PDU und
PCI und in welchem Verhältnis stehen diese Begriffe
zueinander?
(28)

29. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (2)
SDU – Service Data Unit
PCI – Protocol Control Information
PDU – Protocol Data Unit
jede Schicht fügt an die Daten der jeweils höheren Schicht
(dargestellt durch die SDU) Steuerinformationen an (in
Form der PCI)
die SDU und die PCI bilden die PDU der Schicht N
für die Schicht N-1 stellt die PDU der Schicht N wiederum
eine SDU dar
(29)

30. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (3)
N+1 SDU
N
N-1
(30)

31. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (4)
(N+1) PDU = (N) SDU
N+1 SDU
PCI
N
N-1
(31)

32. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (5)
(N+1) PDU = (N) SDU
N+1 SDU
PCI
N SDU (N) SDU = (N+1) PDU
N-1
(32)

33. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (6)
N+1
(N) PDU = (N-1) SDU
N SDU
PCI
N-1
(33)

34. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (7)
N+1
(N) PDU = (N-1) SDU
N SDU
PCI
N-1 SDU (N-1) SDU = (N) PDU
(34)

35. OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (8)
N+1
N
(N-1) PDU = (N-2) SDU
N-1 SDU
PCI
(35)

36. ICI (1)
Was verstehen Sie unter der Abkürzung ICI und worin
besteht der Unterschied zu PCI?
(36)

37. ICI (2)
ICI - Interface Control Information
Schnittstellensteuerinformation
dient dazu, der darunter liegenden Schicht Steuerinformationen
zu übermitteln, die die Behandlung der zugehörigen SDU durch
die diensterbringende Schicht näher beschreibt
wird in der dienstnutzenden Schicht erzeugt und in der
diensterbringenden Schicht terminiert.
sie nur Relevanz zwischen jeweils zwei Schichten, d.h. sie hat
lokalen vertikalen Charakter
dient zur vertikalen Kommunikation
PCI
dient zur horizontalen Kommunikation.
(37)

38. ICI (3)
Schicht N
Schicht N Protokoll
ICI (N-1) SDU
IDU N PDU
(N-1) SAP
ICI (N-1) SDU Schicht (N-1) Protokoll
PCI (N-1) SDU
Schicht (N-1)
(N-1) PDU
SAP Service Accesspoint (Dienstzugriffspunkt)
IDU Interface Data Unit (Schnittstellendateneinheit)
SDU Service Data Unit (Dienstdateneinheit)
PDU Protocol Data Unit (Protokolldateneinheit)
ICI Interface Control Informatin (Interfacesteuerinformation)
(38)

39. Physikalische Kommunikation
Zeichnen Sie den physikalischen Weg der Datenpakete
der Schicht 7 von System A zu System B ein!
(39)

40. Physikalische Kommunikation
Zeichnen Sie den physikalischen Weg der Datenpakete
der Schicht 7 von System A zu System B ein!
A B
Vermittlungsstelle
Übertragungssystem
(40)

41. OSI-Referenzmodel / TCP/IP-Referenzmodell
(1)
Erläutern Sie den Unterschied des TCP/IP-
Referenzmodells zum OSI-Referenzmodell!
(41)

42. OSI-Referenzmodel / TCP/IP-Referenzmodell
(2)
OSI-Stack TCP/IP-Stack
Anwendung Anwendung
Darstellung
Sitzung
Transport Transport
Vermittlung IP
Sicherung
Host-an-Netz
Bitübertragung
(42)

43. Verbindungsorientierte Übertragung (1)
Ist auf der Schicht N+1 ein verbindungsorientierter Dienst
möglich (z.B. für Schicht N+2), wenn Schicht N einen
verbindungslosen Dienst verwendet?
(43)

44. Verbindungsorientierte Übertragung (2)
Ja
Wesentlich ist nur, dass die Schicht N+1 den Dienst der unteren
Schicht zum Transport verwenden kann
Da Verbindungsorientiert u.a. bedeutet, dass alle Pakete in der
Reihenfolge bleiben, muss sie ggf. die Reihenfolge selber
herstellen.
Beispiel: Internet, TCP über IP
(44)

45. OSI-Schichten
Geben Sie für jede Schicht die charakteristischen
Aufgaben an!
(45)

46. Schicht 1, Bitübertragung, Physical Layer:
physikalische Definition der Signale
Steckerbelegung zum Übertragungsmedium
Takt, synchron, asynchron
transparente Übertragung der Bits
(46)

47. Schicht 2, Sicherungsschicht, Data Link
Layer
Fehlererkennung z.B.Paritybit oder checksum, bzw. -
korrektur, z.B. Hamming Code
Fehlermeldung an Schicht 3 (nicht behebbare)
Flußkontrolle
Splitten einer Verbindung auf zwei Wege, aus
Sicherheitsgründen bei der Datenübertragung
Steuerung des Medienzugriffs
(47)

48. Schicht 3, Netzwerkschicht, Network Layer
Verbindungsauf- und abbau (netzweit einheitliche
Adressen erforderlich)
Wegewahl
Vereinbarung von Dienstgütemerkmalen mit dem
Transitsystem
Meldung nicht behebbarer Fehler an Schicht 4
Rücksetzen einer Verbindung im Fehlerfall
Multiplexen mehrerer Verbindungen
Zuordnung der Daten zu Diensten
Segmentieren und Blocken von Daten der Verbindungen
Flußkontrolle (zusätzlich zur Schicht 2)
(48)

49. Transportschicht (4),
Transport Layer
Herstellen eines transparenten Datenpfades für
Teilnehmer
unabhängig vom darunter liegenden Netz
frei von Überlegungen zur Wegewahl
mit erwarteter Qualität
kostengünstig
dazu bietet die Transportschicht die nötigen
Transportdienste an
Erste Ende-zu-Ende Verbindung
(49)

50. Schicht 5, Kommunikationssteuerung,
Session Layer
Bereitstellung von Sprachmitteln für die Durchführung
einer Kommunikationsbeziehung
Fehlerbehandlung
Prioritäten
Wiederherstellung einer Sitzung nach Fehlern
Auf- und Abbau der Sitzungsverbindung
Berechtigungsverwaltung der Daten und Steuerinfo
Synchronisation des Datentransports (Steuerung des
Wiederaufsetzens nach Fehlern)
(50)

51. Schicht 6, Darstellungsschicht, Presentation
Layer
Aushandlung einer Syntax beider, oder aller am
Kommunikationsprozess beteiligten Partner
Umwandlung der Daten in die Syntax
Datenkompression
Datentransformation
eins zu eins - Abbildung der Adressen auf die Schicht 5
(kein Multiplexen möglich)
(51)

52. Schicht 7, Anwendungsschicht, Application
Layer
Frei-/besetzt-/Erreichbarkeits-Prüfung
Abstimmen Datenschutzmechanismen
Authentizitätsprüfung / Teilnehmeridentifikation
Autorisierung der Kommunikation
Verfügbare Ressourcen prüfen
Bestimmung der Dienstqualität
Synchronisation kooperierender Anwendungen
Festlegung, wer Fehler behebt
Festlegung Prozedur zur Erhaltung der Datenkonsistenz
Syntaxtests
(52)