Übersicht
Alle 7 Schichten auf einen BlickKapselung
Wie Daten durch die Schichten wandernPDU je Schicht
Jede Schicht hat ihre eigene Bezeichnung für die Dateneinheit (PDU - Protocol Data Unit): Schicht 4 Segment, Schicht 3 Paket, Schicht 2 Frame, Schicht 1 Bits. Schicht 5-7 arbeiten meist einfach mit "Daten".
OSI vs. TCP/IP
GegenüberstellungGeräte-Vergleich
Router, Switch, FirewallRouter
Layer 3 verbindet unterschiedliche Netzwerke, leitet Pakete anhand der Ziel-IP-Adresse weiter.
Switch
Layer 2 verbindet Geräte innerhalb desselben Netzwerks, leitet Frames anhand der MAC-Adresse weiter.
Firewall
Layer 3/4 (klassischer Paketfilter) prüft und filtert Datenverkehr nach IP-Adresse und Port. Eine Application-Firewall/WAF arbeitet zusätzlich auf Layer 7.
Grundlagen
Was ist das OSI-ModellOSI-Referenzmodell
Schichtenmodell mit 7 Ebenen zur Beschreibung der Netzwerkkommunikation. Jede Schicht übernimmt eine klar abgegrenzte Aufgabe und nutzt die Dienste der darunterliegenden Schicht.
Zwei Gruppen
Schicht 5-7: anwendungsorientiert (Daten, Formate, Sitzungen)
Schicht 1-4: transportorientiert (Übertragung, Adressierung, Wegfindung)
Die 7 Schichten
Layer 7 bis 17Anwendung / Application
TCP/IP-Schicht: Anwendung / Application
Schnittstelle zum Nutzer. Stellt Funktionen für Anwendungen bereit, ermöglicht die Verbindung zu den unteren Schichten. Hier findet die Dateneingabe und -ausgabe statt.
Protokolle: HTTP, FTP, SMTP, DNS
Adressen: URLs, Hostnamen
Geräte: Proxy, Gateway
6Darstellung / Presentation
TCP/IP-Schicht: Anwendung / Application
Datenformatierung. Bereitet die Daten so auf, dass sie dem Nutzer angezeigt werden können. Zwei Anwendungen verwenden dabei üblicherweise die gleiche Kodierung.
Protokolle: TLS, SSL, JPEG, ASCII
5Sitzung / Session
TCP/IP-Schicht: Anwendung / Application
Sitzungssteuerung. Ermöglicht Verbindungen zwischen Endsystemen. Die Zeit zwischen Öffnen und Schließen der Kommunikation wird als Sitzung bezeichnet.
Protokolle: NetBIOS, RPC
4Transport
TCP/IP-Schicht: Transport
Adressierung von Anwendungen und Prozessen. End-to-End-Kommunikation zwischen zwei Geräten, Bindeglied zwischen transportorientierten und anwendungsorientierten Schichten. Zur Übertragung wird das Gesamtpaket in kleinere Bestandteile zerlegt.
Protokolle: TCP, UDP
Adressen: Ports
Geräte: Firewall
3Vermittlung / Network
TCP/IP-Schicht: Internet
Routing. Reguliert den Datentransfer zwischen zwei verschiedenen Netzwerken - innerhalb eines Netzwerks fällt diese Schicht weg. Segmente aus Layer 4 werden in Fragmente aufgeteilt und beim Empfänger wieder zusammengefügt.
Protokolle: IP, ICMP
Adressen: IP-Adressen
Geräte: Router
2Sicherung / Data Link
TCP/IP-Schicht: Netzzugang / Network Access
Lokale Adressierung. Ermöglicht eine zuverlässige Verbindung zwischen Endgerät und Übertragungsmedium innerhalb desselben Netzes. Pakete aus Layer 3 werden in kleinere Teile zerlegt, sogenannte Frames.
Protokolle: Ethernet, ARP
Adressen: MAC-Adressen
Geräte: Switch
1Bitübertragung / Physical
TCP/IP-Schicht: Netzzugang / Network Access
Physische Übertragung. Elektrische, mechanische und funktionale Schnittstelle zum Übertragungsmedium - beinhaltet die Datenübertragung der beteiligten physischen Geräte wie Kabel und Hub.
Geräte: Hub, Kabel
Glossar
Begriffsübersicht| Begriff | Bedeutung |
|---|---|
| OSI-Modell | Schichtenmodell mit 7 Ebenen zur Beschreibung der Netzwerkkommunikation |
| TCP/IP-Modell | Praxisnaheres 4-Schichten-Modell, fasst mehrere OSI-Schichten zusammen |
| Segment | Dateneinheit der Transportschicht (Layer 4) |
| Paket | Dateneinheit der Vermittlungsschicht (Layer 3) |
| Frame | Dateneinheit der Sicherungsschicht (Layer 2) |
| MAC-Adresse | Eindeutige Hardware-Adresse der Netzwerkkarte, lokale Adressierung |
| IP-Adresse | Logische Adresse zur netzübergreifenden Adressierung |
| Port | Adressiert eine bestimmte Anwendung bzw. einen Prozess auf einem Gerät |
| Kapselung | Anfügen von Header-Informationen der jeweiligen Schicht an die Daten |
| Protokoll | Regelwerk, das die Kommunikation auf einer bestimmten Schicht festlegt |
Eselsbrücke
Reihenfolge merkenAlle Prüfer Suchen Tests Nach Der Pause
Erster Buchstabe je Wort = erster Buchstabe der englischen Schichtnamen, von oben (7) nach unten (1):
A - Application (7) P - Presentation (6) S - Session (5) T - Transport (4) N - Network (3) D - Data Link (2) P - Physical (1)
Mit den deutschen Namen (Anwendung, Darstellung, Sitzung, Transport, Vermittlung, Sicherung, Bitübertragung) ergeben sich andere Anfangsbuchstaben, der Merksatz passt nur zu den englischen.
Wichtige Netzwerkstandards
IEEE| Standard | Name | Beschreibung |
|---|---|---|
| IEEE 802.3 | Ethernet (kabelgebundenes LAN) | Das Standard-Kupfernetzwerk |
| IEEE 802.11 | WLAN (Wireless LAN) | Funknetzwerk (Wi-Fi) |
| IEEE 802.15 (optional) | Bluetooth / WPAN | Persönliche Netzwerke |
| IEEE 802.1Q (optional) | VLAN | Virtuelle Netzwerke |
Einordnung im Netzwerk
802.3 (Ethernet) und 802.11 (WLAN) liefern die physische/logische Anbindung der Endgeräte an Switch bzw. Access Point - Layer 1/2. VLAN (802.1Q) teilt ein physisches Netz logisch auf, ebenfalls Layer 2. Router und Firewall sitzen dahinter auf Layer 3/4.
Wenn's hakt
Hilfe bei BearbeitungsstillstandZuordnung eines Geräts/Protokolls unklar
Fragen, auf welcher Adressart das Gerät arbeitet: MAC = Layer 2, IP = Layer 3, Port = Layer 4.
Firewall wirkt mehrdeutig
Klassische Paketfilter-Firewall arbeitet auf Layer 3/4 (IP + Port). Application-Firewall/WAF auf Layer 7. Für eine einfache 1-Gerät-pro-Layer-Zuordnung: Router = Layer 3, Firewall = Layer 4.
OSI und TCP/IP verwechselt
OSI hat 7 Schichten, TCP/IP nur 4. Schicht 5-7 des OSI-Modells entsprechen zusammen der Schicht Anwendung / Application im TCP/IP-Modell.
Reihenfolge der Schichten vergessen
Von oben (7) nach unten (1): Anwendung / Application, Darstellung / Presentation, Sitzung / Session, Transport, Vermittlung / Network, Sicherung / Data Link, Bitübertragung / Physical.