Presentation Layer verstehen: Ein Leitfaden für Einsteiger

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Die Presentation Layer ist die sechste Schicht im OSI-Modell (Open Systems Interconnection). Diese Schicht befindet sich neben der Anwendungsschicht. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Daten zu übersetzen, um sie von der Anwendungsschicht zu übertragen oder an diese zu senden. Dies geschieht durch Konvertierung, Komprimierung, Verschlüsselung und Serialisierung von Daten in verschiedene Formen, die leichter durch ein Netzwerk übertragen werden können. 

In diesem Artikel werden die grundlegenden Funktionen der einzelnen OSI-Schichten erläutert, wie die Präsentationsschicht Daten für die Übertragung umwandelt und welche verschiedenen Protokolle sie dabei verwendet. 

Schichten in Netzwerkmodellen

Das Open Systems Interconnection (OSI)-Modell ist ein Rahmenwerk für die Struktur der Datenübertragung in Netzwerken. Das OSI-Modell besteht aus sieben Schichten, aber nicht jede Schicht ist unbedingt so implementiert, wie es das Modell für ein funktionierendes Netz vorschlägt. Die Schichten sind eine abstrakte Darstellung der Funktionsweise eines Netzwerks, sodass Netzwerkadministratoren oder Techniker leichter erkennen können, wo Probleme bei der Arbeit auftreten. Hier sind die sieben Schichten, aus denen sich das OSI-Modell zusammensetzt:

• Schicht 7: Die Anwendungsschicht, auf der die Benutzer mit den an das Internet angeschlossenen Anwendungen interagieren

• Schicht 6: Die Darstellungsschicht (Presentation Layer), auf der die Daten teilweise verschlüsselt und in ein übertragbares Format umgewandelt werden

• Schicht 5: Die Sitzungsschicht, die Ports und Sitzungen steuert und Verbindungen zwischen Geräten aufrechterhält

• Schicht 4: Die Transportschicht, die mithilfe von TCP und anderen Protokollen die Pakete in der Reihenfolge zusammenstellt, in der sie versendet werden sollen 

• Schicht 3: Die Netzwerkschicht, die Pakete weiterleitet, indem sie ihnen mitteilt, welchen physischen Weg sie zwischen Routern und Switches nehmen sollen 

• Schicht 2: Die Datenübertragungsschicht, die mit Switches, Hubs und anderen Geräten der Schicht 2 zusammenarbeitet und sich in die MAC-Schicht aufspaltet 

• Schicht 1: Die physikalische Schicht, die die Daten über die Hardwarekomponenten des Netzes, wie Kabel und die Netzarchitektur, überträgt. 

Schauen wir uns nun genauer an, wie die Darstellungsschicht in diesem Modell funktioniert. 

Was macht die Presentation Layer?

Die Presentation Layer wandelt Daten aus der Anwendungsschicht für die Übertragung um und stellt sie der Anwendungsschicht zur Nutzung auf dem Zielgerät wieder bereit. Sie sorgt dafür, dass die Daten für die Anwendungsschicht lesbar sind und verarbeitet werden können. In dieser Schicht erfolgt auch die Verschlüsselung der Daten vor dem Senden und die Entschlüsselung nach dem Empfang durch die Anwendungsschicht. Sie identifiziert die empfangenden Daten, um sie zu kennen, und entschlüsselt die Daten für das richtige Empfangsgerät in einem Prozess, der als Authentifizierung bezeichnet wird. 

Beim Senden von Daten an die Schicht 5, die Sitzungsschicht, werden die Daten komprimiert, um Speicherplatz zu sparen und die Übertragung zu beschleunigen. Die Serialisierung komplexer Strukturen hilft auch dabei, Datenstrukturen in verschiedene Formate zu übersetzen, die leichter zu übertragen sind. Bei diesem Prozess werden komplexe Datenstrukturen in leicht übertragbare Bytes in einem Format umgewandelt, das alle Netze lesen können. Zu diesem Zweck verwendet die Presentation Layer die abstrakte Syntaxnotation (ASN.1). 

Abstrakte Syntaxnotation (ASN.1)

ASN.1 ist der internationale Standard für die Darstellung, Kodierung und Übertragung von Datenstrukturen über Netzwerke. Er verwendet eine abstrakte Syntax, um Datenstrukturen auf universelle Weise anzugeben. Danach wird eine Transfersyntax genutzt, um die Bitcodierung des ASN.1-Objekts zu definieren. Diese Syntax stellt auch eine standardisierte Regelmenge für die Gerätekodierung bereit, die es ermöglicht, dass die Kodierung mehrdeutig und dennoch von Programmierern und Netzwerktechnikern verstanden werden kann. 

Wenn Daten von einer Anwendung gesendet werden, wandelt die Presentation Layer das gesendete Datenobjekt für die Übertragung über das Netz in ASN.1 um. Beim Empfang durch das vorgesehene Gerät konvertiert die Darstellungsschicht die Daten aus ASN.1 und zurück in das ursprüngliche Datenobjekt auf dem vorgesehenen Gerät. Ein Großteil seiner Nützlichkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass es die Struktur anderer Programmiersprachen wie C übernimmt. 

Externe Datendarstellung (XDR)

Externe Datendarstellung (XDR) ist eine weniger komplexe, aber auch weniger leistungsfähige Alternative zu ASN.1. Damit XDR effektiv arbeitet, müssen die Netzwerkteilnehmer die spezifischen Datentypen kennen, die bei der Übertragung verwendet werden, im Gegensatz zur universellen Methode von ASN.1. XDR verarbeitet ausschließlich 4-Byte-Datenströme in der Reihenfolge, in der sie im Netzwerk eintreffen. Diese vereinfachte Vorgehensweise verleiht XDR einen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber ASN.1.

 Zusätzliche Protokolle der Presentation Layer

Die Darstellungsschicht kann je nach den Anforderungen der Anwendungsschicht eine Reihe von Zusatzprotokollen verwenden. Zu diesen Protokollen gehören:

• Apple Filing Protocol (AFP): Dieses von Apple entwickelte Protokoll ermöglicht die einfache gemeinsame Nutzung von Dateien über ein Netzwerk durch Benutzer mehrerer Mac-Computer.

• Independent Computing Architecture (ICA): Dieses von Citrix entwickelte Protokoll ermöglicht es Benutzern an verschiedenen geografischen Standorten, Daten auf einem zentralen virtuellen Server zu speichern.

• Leichtgewichtiges Präsentationsprotokoll (LPP): Ein kleineres und einfacheres Nicht-ISO-Präsentationsprotokoll, das ISO-Präsentationsdienste über UDP- und TCP-Netzwerke ermöglicht.

• NetWare-Kernprotokoll (NCP): Das von Novell entwickelte Protokoll beschreibt Abläufe und Grundfunktionen, die die Kommunikation zwischen Client und Server auf Novell NetWare-Betriebssystemen sowie auf Plattformen wie Linux, UNIX und Windows NT ermöglichen.

• Netzwerk-Daten-Darstellung (NDR): Dieses Protokoll kodiert Daten in einer verteilten Computerumgebung (DCE), indem jeder Nachricht ein Architektur-Tag vorangestellt wird und ein Compiler zur Erzeugung von Stubs verwendet wird.

Wer verwendet OSI und die Presentation Layer?

Das OSI-Modell ist ein Rahmenwerk, das IT-Fachleute wie Netzwerkadministratoren und Cybersicherheitsanalysten verwenden, um Probleme mit dem Netzwerk oder seiner Sicherheit zu diagnostizieren. Die Schichten des OSI-Modells bieten Netzwerkadministratoren eine Arbeitsstruktur, mit der sie diagnostizieren können, ob Netzwerkprobleme auf der Anwendungsseite, dem Hostgerät oder dem Netzwerk auftreten. Da die Presentation Layer für die Ver- und Entschlüsselung von Daten zuständig ist, stellt sie eine Schwachstelle im Netzwerk dar und ist daher ein entscheidender Bereich, den Cybersicherheitsanalysten unbedingt verstehen müssen. 

Ein Verständnis der OSI- und Presentation Layer ist auch für Softwareentwickler nützlich, damit sie wissen, wie ihre Software mit dem Netzwerk interagiert, wenn sie Netzwerkanforderungen stellt oder Daten sendet. 

Der Einstieg in die Netzwerktechnik

Ein Verständnis des OSI-Modells ist für jeden wichtig, der sich mit der Fehlersuche in einem Netzwerk befassen muss, da es einen Rahmen für das Verständnis des Bitstroms durch die verschiedenen Aspekte des Netzwerks bietet. 

Netzwerktechniker übernehmen eine Einstiegsrolle, bei der sie Netzwerkprobleme identifizieren, analysieren und beheben sowie Computerprobleme lösen, die durch Netzwerk- oder Gerätefehler verursacht werden können. Für diese Position ist in der Regel mindestens ein Hochschulabschluss erforderlich, und viele Arbeitgeber erwarten zusätzlich bestimmte IT-Zertifizierungen, um Ihre fachlichen Kompetenzen nachzuweisen. In dieser Funktion arbeiten Sie häufig unter Netzwerkadministratoren, die ebenfalls häufig als Netzwerktechniker beginnen. Um zum Netzwerkadministrator aufzusteigen, verlangen Arbeitgeber in der Regel einen Bachelor-Abschluss in IT oder Computertechnik. 

Das Verständnis und die Beherrschung verschiedener Methoden zur Behebung von Netzwerkproblemen ist eine wesentliche Fähigkeit, die Netzwerktechniker entwickeln müssen, um bei ihrer Arbeit effektiv zu sein. 

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