Das OSI-Modell und TCP/IP — so hängt ein Netzwerk zusammen
Die Schichten, die Daten durchlaufen, vom physischen Kabel bis zur Anwendung
Einleitung
Wenn du eine Netzwerkverbindung untersuchst, brauchst du eine systematische Denkweise. Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection) teilt die Kommunikation in sieben Schichten auf, wobei jede Schicht ihre eigene Aufgabe hat und mit der Schicht darunter und darüber spricht. Das macht es möglich, einzukreisen, wo ein Problem entsteht, statt zu raten.
Die sieben Schichten im OSI-Modell
Die Schichten werden von unten nach oben nummeriert. Die Faustregel lautet, dass es in den unteren Schichten darum geht, Bits physisch zu bewegen, während es in den oberen darum geht, was die Daten für den Nutzer und die Programme bedeuten.
| Schicht | Name | Aufgabe |
|---|---|---|
| 7 | Anwendung | Der Dienst, dem der Benutzer begegnet — z. B. Web, Mail, Dateifreigabe |
| 6 | Präsentation | Formatierung, Kodierung und Verschlüsselung von Daten |
| 5 | Sitzung | Stellt den Dialog zwischen zwei Parteien her und steuert ihn |
| 4 | Transport | Zuverlässige oder schnelle Zustellung — TCP und UDP |
| 3 | Netzwerk | Logische Adressierung und Routing — IP-Adressen |
| 2 | Datenverbindung | Frames und physische Adressen — MAC, Switching |
| 1 | Physisch | Das Signal selbst — Kabel, Stecker, Funkwellen |
Das TCP/IP-Modell in der Praxis
In Wirklichkeit baut das Internet auf dem TCP/IP-Modell auf, das die OSI-Schichten zu weniger Schichten zusammenfasst. Anwendungs-, Darstellungs- und Sitzungsschicht werden zu einer einzigen Anwendungsschicht, und Bitübertragungs- und Sicherungsschicht werden zu einer Netzzugangsschicht. Transport- und Vermittlungsschicht entsprechen einander in beiden Modellen.
Der Unterschied zwischen den beiden Transportprotokollen ist zentral: TCP baut eine Verbindung auf, quittiert jedes Paket und sendet Verlorenes erneut — es wird für Web und Dateiübertragung genutzt, wo alles korrekt ankommen muss. UDP sendet ohne Quittung und ist schneller — es wird z. B. für Videoanrufe und Spiele genutzt, wo Schnelligkeit wichtiger ist, als jedes einzelne Paket zu erhalten.
Kapselung — warum die Schichten sinnvoll sind
Wenn eine Anwendung Daten sendet, werden diese auf dem Weg nach unten Schicht für Schicht eingepackt. Die Transportschicht fügt Portnummern hinzu, die Vermittlungsschicht fügt IP-Adressen hinzu, und die Sicherungsschicht fügt MAC-Adressen hinzu. Beim Empfänger wird in umgekehrter Reihenfolge ausgepackt. Der Vorteil ist, dass jede Schicht unabhängig ausgetauscht werden kann — du kannst von Kupfer auf Glasfaser wechseln, ohne den Webserver anzufassen.
“Ein guter Techniker kennt nicht bloß die Schichten auswendig, sondern kann ein Benutzerproblem in die richtige Schicht übersetzen, die zu untersuchen ist.”
— Fachliche Grundregel in der Netzwerkarbeit