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Schichtenmodell von Protokollen

 

Das ISO-Referenzmodell

Zur Beschreibung der Struktur und Funktion von Protokollen für die Datenkommunikation wird ein Architekturmodell zugrundegelegt, das von der International Standards Organisation (ISO) entwickelt wurde. Dieses Basisreferenzmodell namens Open Systems Interconnect (OSI) Reference Model schafft einen Bezugsrahmen für die Behandlung von Themen aus dem Bereich der Datenkommunikation.

Das Basisreferenzmodell der ISO besteht aus 7 Schichten (Layers). Jede dieser Schichten definiert gewisse Funktionen der Protokolle für die Datenkommunikation, die beim Austausch von Daten zwischen Anwendungen über ein dazwischenliegendes Netzwerk hinweg ausgeführt werden. Jede einzelne Schicht definiert nicht ein Protokoll, sondern stellt vielmehr eine Funktion der Datenkommunikation dar, die von beliebig vielen Protokollen ausgeführt werden kann.

Jede Schicht kann mehrere Protokolle enthalten, von denen jedes solche Dienste bereitstellt, wie sie für die Erfüllung der Funktion dieser Schicht benötigt werden. Es ergibt sich das folgende Modell:

 

schichtenmodell.10

 

Das TCP/IP Referenzmodell

In der Praxis konkreter Programmierung mit den zur Verfügung stehenden Tools (Klassen, Units, DLLs ... ) "verschwimmen" die Grenzen der drei oberen Schichten des ISO/OSI Referenzmodells miteinander. Insbesondere fasst das TCP/IP Referenzmodell die drei oberen Schichten des ISO/OSI Referenzmodells zu einer Anwendungsschicht und die beiden unteren zu einer Netzzugangsschicht zusammen.

 

schichtenmodell.20

(Quelle: Lars Gollub, Messen, Steuern und Regeln mit TCP/IP, Franzis' Verlag, Poing 2003)

 

Jede untergeordnete Schicht stellt der übergeordneten Schicht ihre Funktionalität auf der Basis einer Schnittstelle, einer fest vorgegebenen Sammlung von Diensten und Protokollen und zur Verfügung. Man kann sich ein solches Protokoll als Sammlung von Funktionen und Prozeduren vorstellen, die von der höheren Schicht  nach festen Regeln aufgerufen werden.

Die Anwendungsschicht des TCP/IP Referenzmodells fasst dabei die drei oberen Schichten der ISO/OSI Referenzmodells zu einer zusammen. Unter dem Betriebssystem Windows erhalten die Anwender-Programme mithilfe der Funktionen des WinSock-API (Application Programming Interface) Zugang zu den unteren Schichten. Die Transport-Schicht und die Internet-Schicht (= Vermittlungsschicht) entsprechen dem ISO/OSI Referenzmodell, die Netzzugangsschicht fasst die Hardwahre nahen und technischen Festlegungen zusammen, die für die einzelnen Übertragungsmedien (z. B. Ethernet, ISDN) notwendig sind. Auch hier gilt, dass die oberen Schichten mithilfe von Schnittstellen mit der Hardware korrespondieren, also unabhängig von den technischen Spezifikation der konkreten Datenübertragung sind.

Die folgende Grafik skizziert die Zuordnung von einigen beispielhaft genannten Protokollen zu den Schichten des TCP/IP Schichtenmodells.

 

schichtenmodell.30
(Quelle: Lars Gollub, Messen, Steuern und Regeln mit TCP/IP, Franzis' Verlag, Poing 2003)

 

  • Internet Protokoll (IP)
  • Internet Control Message Prooikoll (ICMP)
  • Transmission Control Protokoll (TCP)
  • User Datagram Protokoll (UDP)
  • Domain Name Service (DNS)
 

Die Grafik macht auch deutlich, dass das sogenannte TCP/IP  Protokoll, das Basis zahlreicher Computer-Vernetzungen und Client-Server-Anwendungen im Internet ist, aus mehreren Protokollen besteht (TCPProtokoll und IP Protokoll), die in verschiedenen Schichten angesiedelt sind.

 

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(FvSG 30.1.2006)
 
 
Thursday, 23. November 2017 / 23:10:09