OSI-Modell

Was ist das OSI-Modell?

Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection) ist ein Referenzmodell, das die Kommunikation in Netzwerken in sieben aufeinander aufbauende Schichten gliedert. Jede Schicht hat eine klar abgegrenzte Aufgabe und nutzt die Dienste der darunterliegenden Schicht. Das Modell ist kein Produkt, sondern eine gedankliche Ordnung: Es hilft, Geräte, Protokolle und Fehler systematisch einzuordnen.

Beim Senden wandern die Daten von oben (Anwendung) nach unten (Bitübertragung) und werden dabei gekapselt – jede Schicht ergänzt einen eigenen Header. Beim Empfänger läuft es umgekehrt: Die Daten werden Schicht für Schicht wieder ausgepackt (entkapselt).

Die 7 Schichten und ihre Aufgaben

1. Schicht 1 – Bitübertragung: physische Übertragung roher Bits über Kabel, Glasfaser oder Funk. Geräte: Kabel, Hub, Repeater.
2. Schicht 2 – Sicherung: fehlerfreie Übertragung im lokalen Netz, Adressierung über MAC-Adressen. Geräte: Switch, Bridge. Stichworte: Frames, VLAN.
3. Schicht 3 – Vermittlung: logische Adressierung und Wegewahl (Routing) zwischen Netzen. Gerät: Router. Protokolle: IP, ICMP.
4. Schicht 4 – Transport: Ende-zu-Ende-Verbindung zwischen Anwendungen, Unterscheidung über Ports. Protokolle: TCP (zuverlässig), UDP (schnell).
5. Schicht 5 – Sitzung: Auf-, Abbau und Steuerung von Sitzungen und Dialogen zwischen Systemen.
6. Schicht 6 – Darstellung: Datenformate, Zeichencodierung (z. B. UTF-8), Kompression und Verschlüsselung (z. B. TLS).
7. Schicht 7 – Anwendung: Schnittstelle zu den Anwendungen. Protokolle: HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, FTP.

PDUs – Wie heißen die Daten je Schicht?

Die Daten heißen auf jeder Schicht anders. Diese Protokoll-Dateneinheiten (PDU) werden in AP1 gern abgefragt:

• Schicht 1: Bit
• Schicht 2: Frame (Rahmen)
• Schicht 3: Paket
• Schicht 4: Segment (TCP) bzw. Datagramm (UDP)
• Schicht 5–7: Daten

Geräte und Protokolle richtig zuordnen

Die häufigste Verwechslung betrifft Schicht-Nummern. Diese Zuordnungen sollten sitzen:

• Hub / Repeater → Schicht 1 (nur Signalverstärkung)
• Switch → Schicht 2 (entscheidet anhand der MAC-Adresse)
• Router → Schicht 3 (entscheidet anhand der IP-Adresse)
• MAC-Adresse = Schicht 2, IP-Adresse = Schicht 3, Port = Schicht 4
• TCP/UDP = Schicht 4, HTTP/DNS/SMTP = Schicht 7

Merksatz: Von unten nach oben – „Alle deutschen Studenten trinken verschiedene Sorten Bier“ (Anwendung, Darstellung, Sitzung, Transport, Vermittlung, Sicherung, Bitübertragung).

Abgrenzung zum TCP/IP-Modell

In der Praxis wird oft das schlankere TCP/IP-Modell mit nur vier Schichten verwendet. Es fasst mehrere OSI-Schichten zusammen:

• Netzzugang entspricht OSI-Schicht 1–2
• Internet entspricht OSI-Schicht 3 (IP)
• Transport entspricht OSI-Schicht 4 (TCP/UDP)
• Anwendung entspricht OSI-Schicht 5–7

OSI ist das theoretische Lern- und Analysemodell, TCP/IP das real im Internet eingesetzte Modell.

Fehleranalyse nach OSI

Bei Netzwerkproblemen prüft man typischerweise von unten nach oben (bottom-up): Erst die physische Verbindung, dann die Konfiguration, zuletzt die Anwendung.

• Keine Link-LED → Schicht 1: Kabel, Port, Stecker prüfen.
• Link da, aber keine IP → Schicht 3: IP-Adresse, Gateway, DHCP.
• Ping auf IP ok, Name nicht → Schicht 7: DNS-Auflösung.
• Ping ok, aber Dienst nicht erreichbar → Schicht 4: Port/Firewall.
• HTTP 500 → Schicht 7: Anwendung bzw. Serverdienst.

Prüfungsmodus

Dieser ProtocolCheck trainiert das OSI-Modell für typische AP1-Aufgaben: Schichten erkennen, Geräte und Protokolle zuordnen und Fehler systematisch eingrenzen.