ISO/OSI-Schicht
Das ISO/OSI-Modell teilt die Kommunikation zwischen Computern in sieben aufeinander aufbauende Schichten auf, von der Kabelverbindung bis zur Anwendung. Jede einzelne dieser Ebenen heißt ISO/OSI-Schicht und erledigt genau eine Teilaufgabe der Datenübertragung.
Wenn zwei Computer Daten austauschen, müssen sehr viele Dinge gleichzeitig klappen. Ein Kabel oder Funksignal muss vorhanden sein. Die Daten müssen den richtigen Empfänger finden. Und am Ende muss ein Programm die empfangenen Zeichen auch verstehen. Damit nicht ein einziges riesiges Regelwerk all das zugleich beschreiben muss, hat die Normungsorganisation ISO diese Aufgaben in sieben Stufen zerlegt. Jede dieser Stufen heißt Schicht, auf Englisch Layer, und das Gesamtmodell nennt man ISO/OSI-Modell.
Warum sieben Stufen statt einer Gesamtlösung
Der Nutzen liegt in der Arbeitsteilung. Jede Schicht darf voraussetzen, dass die Schicht unter ihr ihren Job erledigt. Die Ebene, die für die Wegwahl im Netz zuständig ist, muss deshalb nicht wissen, ob die Daten über Kupferkabel, Glasfaser oder WLAN laufen. Umgekehrt interessiert sich das Kabel nicht dafür, ob gerade ein Video oder eine E-Mail übertragen wird.
Dadurch kann man einzelne Teile austauschen, ohne den Rest anzufassen. Der Wechsel von WLAN zu Mobilfunk verändert nur die unteren Schichten. Der Browser oben merkt davon nichts und lädt die Seite weiter. Genau diese Trennung ist der Grund, warum das Internet über Jahrzehnte gewachsen ist, ohne dass man es neu erfinden musste.
Ein zweiter Vorteil ist die gemeinsame Sprache. Wenn ein Techniker sagt, das Problem liege auf Schicht 3, weiß jeder Fachmann sofort, dass es um Adressierung und Wegwahl geht und nicht um ein defektes Kabel. Das Modell ist also auch ein Ordnungsraster für die Fehlersuche.
Was auf den einzelnen Ebenen passiert
Ganz unten liegt Schicht 1, die physikalische Schicht. Sie beschreibt Stecker, Spannungen und Funkfrequenzen, also die reine Übertragung von Nullen und Einsen. Schicht 2 sorgt dafür, dass Geräte im selben lokalen Netz einander direkt erreichen und erkennt Übertragungsfehler. Schicht 3 kümmert sich um Adressen und Wege über viele Netze hinweg, hier arbeiten IP-Adressen und Router. Schicht 4 stellt sicher, dass alle Teile einer Sendung vollständig und in der richtigen Reihenfolge ankommen.
Die oberen drei Ebenen sind anwendungsnäher. Schicht 5 verwaltet Sitzungen, also den zeitlichen Rahmen eines Gesprächs zwischen zwei Programmen. Schicht 6 kümmert sich um die Darstellung, etwa um Zeichensätze oder Verschlüsselung. Schicht 7 ist die Anwendungsschicht mit den Regeln, nach denen Browser, Mailprogramme oder Apps sprechen.
Eine hilfreiche Analogie ist ein Brief in einer Firma. Der Text ist die Anwendungsschicht. Der Umschlag mit Adresse entspricht der Wegwahl. Der Postbote und sein Fahrrad sind die physikalische Ebene. Jede Station legt beim Senden etwas um die Nachricht herum und der Empfänger packt sie in umgekehrter Reihenfolge wieder aus.
Vom Lehrbuch zur Praxis im Netzwerkalltag
In der Realität arbeitet das Internet nicht exakt nach diesen sieben Schichten. Es nutzt das ältere und schlankere TCP/IP-Modell mit vier Ebenen. Das ISO/OSI-Modell hat sich trotzdem gehalten, weil es feiner unterteilt und sich gut zum Erklären eignet. Wer eine Ausbildung in der IT macht, lernt es in fast jedem Lehrplan.
Im Berufsalltag begegnen einem die Schichtnummern ständig. Ein Switch heißt Layer-2-Gerät, ein Router arbeitet auf Layer 3. Firewalls werden danach unterschieden, ob sie nur Adressen prüfen oder bis in die Anwendungsschicht hineinschauen. Auch Angriffe werden so einsortiert, etwa wenn von einer Überlastungsattacke auf Layer 7 die Rede ist.
Ein häufiger Irrtum ist die Annahme, jedes Netzwerkgerät gehöre zu genau einer Schicht. Moderne Geräte decken oft mehrere Ebenen ab. Das Modell beschreibt Aufgaben, nicht Bauteile. Wer es so liest, hat trotz seines Alters ein sehr brauchbares Werkzeug zum Verstehen von Netzwerken.