# 10.11 Merksätze und Prüfungswissen zu OSI-Schicht 7 Diese Seite fasst die wichtigsten Inhalte zur OSI-Schicht 7 zusammen. OSI-Schicht 7 heißt: Anwendungsschicht Die Hauptaufgabe von Schicht 7 ist: Netzwerkdienste für Anwendungen bereitstellen. Typische Protokolle und Dienste sind: - HTTP - HTTPS - DNS - DHCP - SMTP - POP3 - IMAP - FTP - SFTP - FTPS - SMB - LDAP - SNMP - NTP - SSH - RDP - Telnet - APIs Merksatz: Schicht 7 = Netzwerkdienste für Anwendungen. --- **Grundidee von Schicht 7** Schicht 7 ist die oberste Schicht des OSI-Modells. Sie ist die Schicht, die Anwendungen am nächsten ist. Wichtig: Die Anwendungsschicht ist nicht einfach das Programm selbst. Besser: Anwendungen nutzen Protokolle der Anwendungsschicht. Beispiel: Browser = Anwendung HTTP / HTTPS = Protokolle der Anwendungsschicht Merksatz: Schicht 7 beschreibt Protokolle und Dienste, die Anwendungen für Netzwerkkommunikation verwenden. --- **Schicht 7 im OSI-Modell** | Schicht | Name | Kerngedanke | |---:|---|---| | 7 | Anwendungsschicht | Netzwerkdienste für Anwendungen | | 6 | Darstellungsschicht | Daten darstellen, codieren, komprimieren, verschlüsseln | | 5 | Sitzungsschicht | Sitzungen aufbauen, verwalten und beenden | | 4 | Transportschicht | TCP, UDP, Ports | | 3 | Vermittlungsschicht / Netzwerkschicht | IP, Routing | | 2 | Sicherungsschicht | Frames, MAC-Adressen, VLAN | | 1 | Bitübertragungsschicht | Bits, Signale, Medien | Merksatz: Schicht 7 nutzt alle darunterliegenden Schichten. --- **Schicht 7 und Schicht 4 unterscheiden** Ein häufiger Prüfungsfehler ist, Ports und Protokolle zu vermischen. Beispiel: TCP 443 = Schicht 4 HTTPS = Schicht 7 mit TLS-Bezug Oder: UDP 53 / TCP 53 = Schicht 4 DNS = Schicht 7 Merksatz: Port = Schicht 4. Dienstprotokoll = Schicht 7. --- **Wichtige Standardports** | Dienst | Protokoll | typischer Port | |---|---|---:| | HTTP | TCP | 80 | | HTTPS | TCP | 443 | | DNS | UDP / TCP | 53 | | DHCP-Server | UDP | 67 | | DHCP-Client | UDP | 68 | | SMTP | TCP | 25 | | Submission | TCP | 587 | | SMTPS | TCP | 465 | | POP3 | TCP | 110 | | POP3S | TCP | 995 | | IMAP | TCP | 143 | | IMAPS | TCP | 993 | | FTP | TCP | 21 | | SFTP | TCP | 22 | | SSH | TCP | 22 | | Telnet | TCP | 23 | | SMB | TCP | 445 | | LDAP | TCP / UDP | 389 | | LDAPS | TCP | 636 | | SNMP | UDP | 161 | | SNMP-Trap | UDP | 162 | | NTP | UDP | 123 | | RDP | TCP | 3389 | Merksatz: Standardports helfen bei Prüfung und Fehlersuche, gehören aber zur Transportschicht. --- **HTTP und HTTPS** HTTP steht für: Hypertext Transfer Protocol HTTPS steht für: Hypertext Transfer Protocol Secure HTTP wird für Webkommunikation genutzt. HTTPS ist: HTTP über TLS Typische Ports: HTTP: TCP 80 HTTPS: TCP 443 Merksatz: HTTP = Web ohne TLS. HTTPS = Web mit TLS. --- **HTTP-Request und HTTP-Response** HTTP arbeitet mit: Request Response Request: Anfrage des Clients Response: Antwort des Servers Beispiel: Browser fordert Webseite an. Webserver liefert Antwort. Merksatz: HTTP arbeitet mit Anfrage und Antwort. --- **HTTP-Methoden** Wichtige HTTP-Methoden: | Methode | Bedeutung | |---|---| | GET | Daten abrufen | | POST | Daten senden oder erstellen | | PUT | Ressource vollständig ersetzen | | PATCH | Ressource teilweise ändern | | DELETE | Ressource löschen | | HEAD | nur Kopfzeilen abrufen | | OPTIONS | Möglichkeiten abfragen | Merksatz: GET liest. POST sendet. PUT ersetzt. PATCH ändert teilweise. DELETE löscht. --- **HTTP-Statuscodes** HTTP-Statuscodes zeigen das Ergebnis einer Anfrage. | Bereich | Bedeutung | |---|---| | 1xx | Information | | 2xx | Erfolg | | 3xx | Weiterleitung | | 4xx | Clientfehler | | 5xx | Serverfehler | Wichtige Beispiele: | Statuscode | Bedeutung | |---:|---| | 200 | OK | | 301 | dauerhaft weitergeleitet | | 302 | vorübergehend weitergeleitet | | 400 | fehlerhafte Anfrage | | 401 | nicht authentifiziert | | 403 | verboten | | 404 | nicht gefunden | | 500 | interner Serverfehler | | 502 | Bad Gateway | | 503 | Dienst nicht verfügbar | | 504 | Gateway Timeout | Merksatz: 2xx = Erfolg. 4xx = Clientproblem. 5xx = Serverproblem. --- **401 und 403 unterscheiden** 401 bedeutet: nicht authentifiziert Der Benutzer ist nicht angemeldet oder die Anmeldung ist ungültig. 403 bedeutet: verboten Der Benutzer ist möglicherweise angemeldet, hat aber keine Berechtigung. Merksatz: 401 = Wer bist du? 403 = Du darfst das nicht. --- **DNS** DNS steht für: Domain Name System DNS löst Namen in IP-Adressen auf. Beispiel: www.example.com → IP-Adresse DNS gehört zur Anwendungsschicht, nutzt aber UDP oder TCP auf Port 53. Merksatz: DNS = Name zu IP-Adresse. --- **Wichtige DNS-Records** | Record | Bedeutung | |---|---| | A | Name zu IPv4-Adresse | | AAAA | Name zu IPv6-Adresse | | CNAME | Alias auf anderen Namen | | MX | Mailserver einer Domain | | NS | zuständiger Nameserver | | TXT | Textinformationen | | PTR | Reverse-DNS-Eintrag | | SRV | Dienststandort | | SOA | Verwaltungsdaten einer Zone | Merksatz: A = IPv4. AAAA = IPv6. MX = Mailserver. PTR = Reverse Lookup. --- **Forward Lookup und Reverse Lookup** Forward Lookup bedeutet: Name zu IP-Adresse Beispiel: server01.firma.local → 192.168.10.20 Reverse Lookup bedeutet: IP-Adresse zu Name Beispiel: 192.168.10.20 → server01.firma.local Merksatz: Forward = Name zu IP. Reverse = IP zu Name. --- **DNS-TTL** TTL steht für: Time To Live Die TTL gibt an, wie lange ein DNS-Eintrag zwischengespeichert werden darf. Folge: DNS-Änderungen sind nicht immer sofort überall sichtbar. Merksatz: TTL steuert DNS-Caching. --- **DHCP** DHCP steht für: Dynamic Host Configuration Protocol DHCP verteilt automatisch Netzwerkkonfigurationen. Ein Client kann erhalten: - IP-Adresse - Subnetzmaske - Standard-Gateway - DNS-Server - Domain-Suffix - Lease-Zeit DHCP gehört zur Anwendungsschicht, liefert aber wichtige Schicht-3-Konfiguration. Merksatz: DHCP = automatische IP-Konfiguration. --- **DHCP-DORA** Der klassische DHCP-Ablauf heißt: DORA DORA steht für: Discover Offer Request Acknowledge Ablauf: Client sucht DHCP-Server. Server bietet Konfiguration an. Client fordert Angebot an. Server bestätigt Vergabe. Merksatz: DHCP-Ablauf = DORA. --- **DHCP-Relay** DHCP startet häufig mit Broadcast. Router leiten Broadcasts normalerweise nicht einfach weiter. Wenn DHCP-Client und DHCP-Server in verschiedenen Netzen liegen, braucht man: DHCP-Relay Bei manchen Herstellern heißt das: IP Helper Address Merksatz: DHCP-Relay bringt DHCP-Anfragen über Netzgrenzen. --- **APIPA** Wenn ein Windows-Client keine DHCP-Adresse erhält, kann er sich selbst eine Adresse aus diesem Bereich geben: 169.254.0.0/16 Das nennt man: APIPA Typisches Fehlerbild: Client hat 169.254.x.x Mögliche Ursache: DHCP fehlgeschlagen Merksatz: 169.254.x.x deutet oft auf DHCP-Probleme hin. --- **E-Mail-Protokolle** Die wichtigsten E-Mail-Protokolle sind: SMTP POP3 IMAP Grundregel: SMTP sendet. POP3 und IMAP empfangen. Merksatz: SMTP raus. POP3/IMAP rein. --- **SMTP** SMTP steht für: Simple Mail Transfer Protocol SMTP wird verwendet für: - E-Mail senden - E-Mail zwischen Mailservern weiterleiten Typische Ports: TCP 25: Mailserver zu Mailserver TCP 587: Submission, also authentifiziertes Einreichen durch Clients TCP 465: SMTPS, also SMTP direkt über TLS Merksatz: SMTP = E-Mail senden und transportieren. --- **POP3** POP3 steht für: Post Office Protocol Version 3 POP3 dient zum Abrufen von E-Mails. Typische Ports: POP3: TCP 110 POP3S: TCP 995 POP3 lädt E-Mails eher einfach ab und ist weniger gut für mehrere Geräte geeignet. Merksatz: POP3 = E-Mail abrufen. --- **IMAP** IMAP steht für: Internet Message Access Protocol IMAP dient zum Abrufen und Verwalten von E-Mails auf dem Server. Typische Ports: IMAP: TCP 143 IMAPS: TCP 993 IMAP eignet sich gut für mehrere Geräte, weil E-Mails und Ordner synchronisiert werden. Merksatz: IMAP = E-Mails auf dem Server verwalten und synchronisieren. --- **SPF, DKIM und DMARC** Diese Verfahren helfen bei E-Mail-Sicherheit. | Verfahren | Hauptaufgabe | |---|---| | SPF | legt erlaubte sendende Server fest | | DKIM | signiert E-Mails kryptografisch | | DMARC | legt Umgang mit SPF-/DKIM-Fehlern fest | Merksatz: SPF erlaubt. DKIM signiert. DMARC entscheidet. --- **FTP, SFTP und FTPS** Diese Protokolle dienen der Dateiübertragung. | Protokoll | Bedeutung | Sicherheit | |---|---|---| | FTP | File Transfer Protocol | klassisch unverschlüsselt | | SFTP | SSH File Transfer Protocol | über SSH verschlüsselt | | FTPS | FTP mit TLS | über TLS geschützt | Typische Ports: FTP: TCP 21 SFTP: TCP 22 FTPS implizit: TCP 990 Merksatz: FTP unverschlüsselt. SFTP über SSH. FTPS über TLS. --- **SFTP und FTPS nicht verwechseln** SFTP ist: Dateiübertragung über SSH FTPS ist: FTP mit TLS Das sind unterschiedliche Protokolle. Merksatz: SFTP ist nicht FTPS. --- **SMB** SMB steht für: Server Message Block SMB dient für: - Datei-Freigaben - Drucker-Freigaben - Netzlaufwerke - NAS-Freigaben - Windows-Freigaben Typischer Port: TCP 445 Beispiel für einen UNC-Pfad: \\server01\freigabe Merksatz: SMB = Datei- und Druckerfreigaben. --- **SMB-Berechtigungen** Bei SMB sind meist zwei Ebenen wichtig: Freigabeberechtigungen Dateisystemberechtigungen Beispiel: Freigabe erlaubt Vollzugriff. Dateisystem erlaubt nur Lesen. Ergebnis: Benutzer kann nur lesen. Merksatz: Die strengere Berechtigung begrenzt den Zugriff. --- **LDAP** LDAP steht für: Lightweight Directory Access Protocol LDAP dient dem Zugriff auf Verzeichnisdienste. Typische Nutzung: - Benutzer suchen - Gruppen prüfen - Anmeldungen unterstützen - zentrale Identitätsinformationen abfragen Wichtige Ports: LDAP: TCP/UDP 389 LDAPS: TCP 636 Merksatz: LDAP = Zugriff auf Verzeichnisdienste. --- **Active Directory und LDAP** Active Directory nutzt LDAP, ist aber nicht nur LDAP. Active Directory nutzt außerdem unter anderem: - DNS - Kerberos - Gruppenrichtlinien - Verzeichnisdatenbank - Replikation Merksatz: LDAP ist ein wichtiger Teil von Active Directory, aber nicht das ganze Active Directory. --- **SNMP** SNMP steht für: Simple Network Management Protocol SNMP dient zur Überwachung und Verwaltung von Netzwerkgeräten. Typische Geräte: - Switches - Router - Firewalls - Drucker - Server - USV - Access Points Wichtige Ports: SNMP-Abfrage: UDP 161 SNMP-Trap: UDP 162 Merksatz: SNMP = Netzwerkgeräte überwachen. --- **SNMPv3** SNMPv3 ist sicherer als ältere SNMP-Versionen. SNMPv3 kann bieten: - Authentifizierung - Verschlüsselung - Integritätsschutz - Benutzerkonzept Ältere Varianten mit Community-String sind weniger sicher. Merksatz: SNMPv3 bevorzugen. --- **NTP** NTP steht für: Network Time Protocol NTP synchronisiert die Uhrzeit von Systemen. Typischer Port: UDP 123 Korrekte Zeit ist wichtig für: - Zertifikate - Kerberos - Logs - Monitoring - Fehlersuche - Backups - Authentifizierung Merksatz: NTP = Zeitsynchronisation. --- **SSH** SSH steht für: Secure Shell SSH dient sicherer Fernadministration über eine Kommandozeile. Typischer Port: TCP 22 SSH wird häufig genutzt für: - Linux-Server - Netzwerkgeräte - Firewalls - NAS-Systeme - SFTP - Automatisierung Merksatz: SSH = sicherer Fernzugriff auf die Shell. --- **RDP** RDP steht für: Remote Desktop Protocol RDP dient grafischem Fernzugriff. Typischer Port: TCP 3389 RDP ist besonders bei Windows-Systemen verbreitet. Wichtig: RDP sollte nicht ungeschützt direkt aus dem Internet erreichbar sein. Merksatz: RDP = grafischer Fernzugriff. --- **Telnet** Telnet ist ein älteres Fernzugriffsprotokoll. Typischer Port: TCP 23 Problem: Telnet ist unverschlüsselt. Benutzername, Passwort und Befehle können im Klartext übertragen werden. Merksatz: Telnet vermeiden. SSH verwenden. --- **Authentifizierung** Authentifizierung bedeutet: Identität prüfen. Frage: Wer bist du? Beispiele: - Benutzername und Passwort - SSH-Schlüssel - Zertifikat - Smartcard - MFA-Code - Token Merksatz: Authentifizierung = Identität prüfen. --- **Autorisierung** Autorisierung bedeutet: Rechte prüfen. Frage: Was darfst du? Beispiele: - Datei lesen - Datei ändern - Adminbereich öffnen - API verwenden - Benutzer anlegen - Server verwalten Merksatz: Autorisierung = Rechte prüfen. --- **Authentifizierung und Autorisierung unterscheiden** | Begriff | Frage | Beispiel | |---|---|---| | Authentifizierung | Wer bist du? | Benutzer meldet sich an | | Autorisierung | Was darfst du? | Benutzer darf bestimmten Ordner öffnen | Merksatz: Angemeldet bedeutet nicht automatisch berechtigt. --- **MFA** MFA steht für: Multi-Faktor-Authentifizierung Dabei werden mehrere Faktoren kombiniert. Beispiele: - Passwort - Smartphone-App - Hardware-Token - Fingerabdruck - Smartcard Merksatz: MFA schützt zusätzlich, wenn ein Passwort gestohlen wurde. --- **SSO** SSO steht für: Single Sign-on SSO bedeutet: Einmal anmelden, mehrere Dienste nutzen. Typische Bestandteile: - Identity Provider - Service Provider - Token - zentrale Identität Merksatz: SSO = einmal anmelden, mehrere Dienste nutzen. --- **Token und Session** Token: digitaler Zugriffsnachweis Session: Sitzung zwischen Client und Anwendung Session-Cookie: Cookie zur Zuordnung einer Sitzung Wichtig: Tokens und Session-Cookies müssen geschützt werden, weil sie Zugriff ermöglichen können. Merksatz: Token und Session-Cookie wie Zugangsdaten schützen. --- **Least Privilege** Least Privilege bedeutet: Benutzer und Dienste erhalten nur die Rechte, die sie wirklich benötigen. Beispiel: Dienst braucht nur Leserechte. Dann bekommt er keine Schreibrechte. Merksatz: Nur so viele Rechte wie nötig, so wenige wie möglich. --- **Typische Schicht-7-Fehler** Typische Fehler auf Schicht 7 sind: - DNS löst falsch auf - HTTP 404 - HTTP 500 - HTTP 502 - Login funktioniert nicht - Zugriff verweigert - API lehnt Anfrage ab - falscher Content-Type - ungültiges JSON - Mail kommt nicht an - Mail landet im Spam - SMB-Freigabe verweigert Zugriff - LDAP-Bind schlägt fehl - SNMP-Werte fehlen - NTP synchronisiert nicht - SSH Permission Denied - RDP-Anmeldung abgelehnt Merksatz: Schicht-7-Fehler betreffen Dienst, Inhalt, Anmeldung oder Rechte. --- **Fehlersuche auf Schicht 7** Eine sinnvolle Reihenfolge: 1. Fehlermeldung genau lesen. 2. Betroffene Benutzer und Systeme eingrenzen. 3. Dienst und Protokoll bestimmen. 4. DNS und Hostname prüfen. 5. IP-Erreichbarkeit prüfen. 6. Port prüfen. 7. TLS oder Zertifikat prüfen. 8. Dienststatus prüfen. 9. Anmeldung prüfen. 10. Berechtigung prüfen. 11. Datenformat prüfen. 12. Logs prüfen. 13. letzte Änderungen prüfen. Merksatz: Erst eingrenzen, dann Schicht für Schicht prüfen. --- **Wichtigste Abgrenzung zu unteren Schichten** | Aussage | Einordnung | |---|---| | Kabel steckt nicht | Schicht 1 | | VLAN falsch | Schicht 2 | | Gateway falsch | Schicht 3 | | Port blockiert | Schicht 4 | | TLS-Zertifikat ungültig | Schicht 6 | | HTTP 404 | Schicht 7 | | Login falsch | Schicht 7 | | Rechte fehlen | Schicht 7 | | DNS-Record falsch | Schicht 7 | Merksatz: Schicht 7 beginnt dort, wo der konkrete Dienstinhalt geprüft wird. --- **Typische Prüfungsfallen** Schicht 7 heißt Anwendungsschicht. Schicht 7 ist nicht einfach das Programm selbst. Anwendungen nutzen Schicht-7-Protokolle. Port gehört zu Schicht 4. Dienstprotokoll gehört zu Schicht 7. DNS gehört zu Schicht 7. DHCP gehört zu Schicht 7, obwohl es IP-Konfiguration verteilt. HTTP gehört zu Schicht 7. HTTPS ist HTTP über TLS. SMTP sendet E-Mails. POP3 und IMAP empfangen E-Mails. POP3 lädt eher herunter. IMAP synchronisiert besser. FTP ist klassisch unverschlüsselt. SFTP ist nicht FTPS. SMB nutzt TCP 445. LDAP ist nicht das ganze Active Directory. SNMPv3 ist sicherer als SNMPv1/v2c. NTP-Probleme können Zertifikats- und Loginprobleme verursachen. SSH ist sicherer als Telnet. RDP nicht ungeschützt ins Internet öffnen. Authentifizierung ist nicht Autorisierung. Anmeldung bedeutet nicht automatisch Berechtigung. Offener Port bedeutet nicht automatisch, dass die Anwendung funktioniert. --- **Wichtige Begriffe kurz erklärt** | Begriff | Kurze Erklärung | |---|---| | Anwendungsschicht | OSI-Schicht 7 | | Dienst | Netzwerkfunktion für Anwendungen | | Protokoll | Regelwerk für Kommunikation | | HTTP | Webprotokoll | | HTTPS | HTTP über TLS | | DNS | Namensauflösung | | DHCP | automatische IP-Konfiguration | | SMTP | E-Mail senden | | POP3 | E-Mail abrufen | | IMAP | E-Mail abrufen und verwalten | | FTP | klassische Dateiübertragung | | SFTP | Dateiübertragung über SSH | | FTPS | FTP mit TLS | | SMB | Datei- und Druckerfreigaben | | LDAP | Verzeichnisdienstzugriff | | SNMP | Netzwerkmanagement | | NTP | Zeitsynchronisation | | SSH | sicherer Shell-Zugriff | | RDP | grafischer Fernzugriff | | Telnet | altes unverschlüsseltes Fernzugriffsprotokoll | | API | Schnittstelle zwischen Anwendungen | | Authentifizierung | Identität prüfen | | Autorisierung | Rechte prüfen | | MFA | Multi-Faktor-Authentifizierung | | SSO | Single Sign-on | | Token | digitaler Zugriffsnachweis | | Session | Sitzung zwischen Client und Anwendung | | Least Privilege | nur notwendige Rechte vergeben | --- **IHK-sichere Gesamtformulierung** Die Anwendungsschicht ist Schicht 7 des OSI-Modells. Sie stellt Netzwerkdienste für Anwendungen bereit. Typische Protokolle sind HTTP, HTTPS, DNS, DHCP, SMTP, POP3, IMAP, FTP, SFTP, FTPS, SMB, LDAP, SNMP, NTP, SSH, RDP und Telnet. Die Anwendungsschicht ist nicht das Programm selbst, sondern beschreibt die Protokolle und Dienste, die Anwendungen zur Kommunikation verwenden. Ports gehören zur Transportschicht, während die eigentlichen Dienstprotokolle zur Anwendungsschicht gehören. Fehler auf Schicht 7 betreffen häufig DNS, HTTP-Statuscodes, Anmeldungen, Berechtigungen, APIs, Datenformate, Maildienste, Dateifreigaben oder Dienstlogs. --- **Wichtigste Merksätze** Schicht 7 = Anwendungsschicht. Schicht 7 = Netzwerkdienste für Anwendungen. Anwendung nutzt Protokoll. Protokoll gehört zu Schicht 7. Port gehört zu Schicht 4. HTTP = Webprotokoll. HTTPS = HTTP über TLS. DNS = Name zu IP-Adresse. DHCP = automatische IP-Konfiguration. SMTP sendet. POP3 ruft ab. IMAP synchronisiert. FTP ist klassisch unverschlüsselt. SFTP läuft über SSH. FTPS nutzt TLS. SMB = Datei- und Druckerfreigaben. LDAP = Verzeichnisdienstzugriff. SNMP = Netzwerküberwachung. NTP = Zeitsynchronisation. SSH = sicherer Fernzugriff. RDP = grafischer Fernzugriff. Telnet ist unsicher. Authentifizierung = Wer bist du? Autorisierung = Was darfst du? Anmeldung ist nicht gleich Berechtigung. MFA erhöht die Sicherheit. Least Privilege immer beachten. Offener Port heißt nicht: Anwendung funktioniert. Schicht-7-Fehler mit Dienst, Protokoll, Anmeldung, Rechten, Daten und Logs prüfen.