OSI-Modell – Grundlage für Kommunikation in Netzwerken

Damit Computer und andere Systeme reibungslos miteinander kommunizieren können, braucht es klare Regeln und Abläufe. Die Übertragung von Daten ist nämlich komplexer, als man auf den ersten Blick vermutet: Zwischen Sender und Empfänger müssen viele einzelne Schritte ablaufen, bis eine Nachricht tatsächlich ankommt. Das sogenannte OSI-Modell beschreibt genau diesen Prozess – Schicht für Schicht.

Was steckt hinter dem OSI-Modell?

Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection) ist ein Referenzmodell für den Aufbau von Kommunikationssystemen. Es teilt den Datenaustausch in sieben aufeinander aufbauende Schichten ein. Jede dieser Schichten erfüllt eine bestimmte Aufgabe, sodass am Ende ein standardisiertes System entsteht, mit dem Geräte und Software unterschiedlicher Hersteller problemlos zusammenarbeiten können.

Die Idee entstand bereits Ende der 1970er Jahre. 1984 veröffentlichte die Internationale Organisation für Normung (ISO) das Modell als offiziellen Standard. Ziel war es, die weltweite Netzwerktechnik zu vereinheitlichen und die Weiterentwicklung digitaler Kommunikation zu erleichtern.

Wie funktioniert das Prinzip?

Vereinfacht gesagt sorgt das OSI-Modell dafür, dass Daten in einem Netzwerk strukturiert verarbeitet werden. Wenn ein Computer Informationen sendet, werden diese Daten durch mehrere Schichten „nach unten“ geleitet – bis sie als elektrische oder optische Signale über ein Kabel oder Funknetz übertragen werden.

Auf der Empfängerseite läuft der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab: Das Signal steigt Schicht für Schicht wieder „nach oben“, bis es schließlich in lesbarer Form bei der Anwendung ankommt.

Jede Schicht im Modell hat eine klare Aufgabe und kommuniziert nur mit der direkt darüber- oder darunterliegenden Ebene. So bleibt der gesamte Prozess übersichtlich und wartungsfreundlich.

Die sieben Schichten des OSI-Modells im Überblick

Das Modell gliedert sich in zwei Hauptbereiche:

• Schichten 1 bis 4 gehören zum Transportsystem, das sich um den eigentlichen Datentransport kümmert.

• Schichten 5 bis 7 bilden das Anwendungssystem, das näher an der Software und dem Nutzer arbeitet.

1. Bitübertragungsschicht (Physical Layer)
   Diese Ebene ist die Grundlage des Modells. Sie überträgt rohe Bitströme über ein physisches Medium – etwa ein Netzwerkkabel oder eine Funkverbindung. Typische Geräte: Netzwerkkarten oder Hubs.

2. Sicherungsschicht (Data Link Layer)
   Hier geht es um die fehlerfreie Übertragung von Daten zwischen zwei direkt verbundenen Systemen. Sie erkennt und korrigiert Übertragungsfehler und regelt den Zugriff auf das Übertragungsmedium.

3. Vermittlungsschicht (Network Layer)
   Diese Schicht kümmert sich um die Adressierung und Weiterleitung der Datenpakete im Netzwerk – das sogenannte Routing. Wenn Daten über mehrere Zwischenstationen transportiert werden, sorgt sie dafür, dass sie den richtigen Weg finden. Beispielgerät: Router.

4. Transportschicht (Transport Layer)
   Sie sorgt dafür, dass Datenpakete in der richtigen Reihenfolge und ohne Verluste beim Empfänger ankommen. Außerdem stellt sie die Verbindung zwischen den transportorientierten und den anwendungsorientierten Schichten her.

5. Sitzungsschicht (Session Layer)
   Diese Ebene verwaltet den Dialog zwischen Sender und Empfänger. Sie baut Sitzungen auf, hält sie während der Übertragung aktiv und beendet sie anschließend wieder kontrolliert.

6. Darstellungsschicht (Presentation Layer)
   Hier werden die empfangenen Daten in ein Format übersetzt, das das Zielsystem versteht. Diese Schicht ist auch für Verschlüsselung, Komprimierung und Umwandlung von Daten zuständig.

7. Anwendungsschicht (Application Layer)
   Ganz oben im Modell steht die Schnittstelle zum Nutzer. Hier interagieren Programme wie E-Mail-Clients, Browser oder Cloud-Dienste mit dem Netzwerk. Die Anwendungsschicht stellt sicher, dass Daten in verständlicher Form ankommen.

Der Weg der Daten – von oben nach unten und zurück

Wenn ein Computer Daten versendet, startet der Prozess in der Anwendungsschicht (Schicht 7) und wandert dann durch alle Ebenen bis zur Bitübertragungsschicht (Schicht 1). Auf der Empfängerseite läuft der Vorgang genau umgekehrt: Dort werden die Daten wieder Schicht für Schicht „entpackt“, bis sie beim Nutzer ankommen.

Warum das OSI-Modell so wichtig ist

Das OSI-Modell ist kein Protokoll, das direkt eingesetzt wird, sondern eine theoretische Grundlage. Es dient als Orientierung für die Entwicklung von Netzwerksystemen und Standards – etwa für das TCP/IP-Modell, das in der Praxis häufig genutzt wird.

Ohne diese klare Struktur wäre die weltweite Kommunikation, wie wir sie heute kennen – vom E-Mail-Versand bis zum Streamingdienst – kaum möglich. Das OSI-Modell sorgt dafür, dass digitale Kommunikation systematisch, sicher und zuverlässig abläuft.