Protokollschichten

Protokollschichten bezeichnet das Schichtenmodell in der Netzwerktechnik, das Kommunikationsaufgaben in logisch getrennte Ebenen unterteilt. Jede Schicht bietet Diensten für die benachbarte Schicht und definiert Schnittstellen, über die Daten weitergereicht werden.

Ziel ist die Abstraktion komplexer Abläufe, die Förderung der Interoperabilität und die Wiederverwendbarkeit von Implementierungen. Durch Encapsulation werden Nutzdaten innerhalb der Schichten mit Kontrollinformationen versehen, die beim Empfänger wieder entfernt werden.

Typische Modelle sind das OSI-Modell mit sieben Schichten (Bitübertragung, Sicherungsschicht, Vermittlungsschicht, Transportschicht, Sitzungsschicht, Darstellungs- bzw. Darstellungsschicht, Anwendungsschicht) und das TCP/IP-Modell mit vier Schichten (Netzwerkzugriff, Internet, Transport, Anwendung).

Funktionsweise: Daten gelangen vom Absender durch die Schichten von oben nach unten, wobei jede Schicht einen Header (und ggf. Trailer) hinzufügt. Am Empfänger erfolgt das Rückwärts-Entpacken, bis die Nutzdaten der Anwendung vorliegen.

Vorteile sind modulare Entwicklung, Interoperabilität und erleichterte Fehlersuche. Nachteile sind zusätzlicher Overhead und potenziell verringerte Leistung durch multiple Verarbeitungsschritte; die strikte Trennung der Schichten wird nicht immer eingehalten oder ist nicht eindeutig.

Beispielhaft: HTTP über TCP über IP über Ethernet. Historisch stammt das Konzept aus dem OSI-Referenzmodell der ISO in den 1980er Jahren; heute dient es vor allem als Orientierung, während reale Protokolle teils von den Schichten abweichen.