Um Daten austauschen zu können, müssen sich Rechner miteinander verständigen können. Kommunikation ist nur dann möglich, wenn die an der Kommunikation beteiligten Rechner für den Datenaustausch die gleichen Datenformate verwenden und sich an vereinbarte Vorgehensweisen bei der Datenübertragung halten. Die Summe der Verhaltensregeln und Datenformate für die Kommunikation wird als Protokoll bezeichnet. Die Definition von Protokollen erfolgt einerseits durch Hersteller (beispielsweise die openFT-Protokolle), andererseits haben sich Gremien etabliert, die herstellerunabhängige Protokolle definieren. ISO (International Organization for Standardization) stellt mit dem OSI-Referenzmodell (Open Systems Interconnection) das bekannteste Modell zur Kommunikationsarchitektur und die umfassendste Protokollsammlung zur Verfügung.
Das OSI-Modell strukturiert die Kommunikationsfunktionen von Rechnersystemen und schafft die Basis für die Normung der Protokolle und Dienste. Es schreibt fest, welche Funktionen die an der Kommunikation beteiligten Komponenten erbringen müssen.
Das OSI-Referenzmodell besteht aus sieben hierarchisch aufeinanderliegenden Schichten. Jeder Schicht sind im Rahmen der Kommunikationsaufgaben spezifische Funktionen zugeordnet.
Schichten | Bezeichnung | Funktionen | |
Schicht 7 | Anwendungsschicht | Koordiniert und steuert die Durchführung von | A |
Schicht 6 | Darstellungsschicht | Regelt die Form der Informationsdarstellung | |
Schicht 5 | Kommunikationssteuerungsschicht | Regelt den Ablauf der Kommunikation | |
Schicht 4 | Transportschicht | Regelt den zuverlässigen Datenaustausch | T |
Schicht 3 | Vermittlungsschicht | Regelt den Datenaustausch zwischen zwei | |
Schicht 2 | Sicherungsschicht | Sichert die Übertragung auf den einzelnen | |
Schicht 1 | Bitübertragungsschicht | Stellt die rein physikalische Verbindung her |
Die einzelnen Schichten nehmen den Dienst der jeweils darunter liegenden Schicht in Anspruch und bieten der darüberliegenden Schicht ebenfalls einen genau definierten Dienst. Nur die Bitübertragungsschicht muss ihren Dienst zusammen mit dem physikalischen Medium selbst erbringen. Die aktiven Elemente innerhalb einer Schicht, die die Funktionen erbringen, werden Instanzen genannt.
Jede Schicht wird festgelegt durch den Dienst, den sie erbringt, und die Dienste, die sie von der darunter liegenden Schicht in Anspruch nimmt. Bei der Kommunikation arbeiten die verschiedenen Rechner auf der jeweils gleichen Schicht über gemeinsame Protokolle zusammen.
Die Funktionalität jeder Schicht im OSI-Referenzmodell kann in der Regel von verschiedenen Protokollen erbracht werden. Für die Kommunikation ist entscheidend, dass die direkten Partnerinstanzen für eine bestimmte Aufgabe dieselben Protokolle verwenden. Zu diesem Zweck werden Profile definiert.
Unter einem Profil versteht man eine genaue Festlegung, welche Protokolle oder welche Protokollvariante auf welcher Schicht zur Erfüllung einer bestimmten Aufgabe eingesetzt werden sollen. Profile werden von nationalen oder internationalen Organisationen oder Interessenverbänden festgelegt.