# 19.2 OSI- und TCP/IP-Spickzettel Dieser Spickzettel fasst die wichtigsten Punkte zum OSI-Modell und TCP/IP-Modell kompakt zusammen. Er dient zur schnellen Wiederholung vor Prüfung, Klassenarbeit oder praktischer Fehlersuche. Merksatz: OSI ist das Denkmodell. TCP/IP ist das Praxismodell. --- **OSI-Modell Überblick** | Schicht | Name | Hauptaufgabe | Typische Begriffe | |---|---|---|---| | 7 | Anwendungsschicht | Netzwerkdienste für Anwendungen | HTTP, DNS, DHCP, SMTP, SMB | | 6 | Darstellungsschicht | Datenformat, Codierung, Verschlüsselung | TLS, SSL, Zeichensatz, Kompression | | 5 | Sitzungsschicht | Sitzungen aufbauen, halten, beenden | Session, Token, Cookie, Timeout | | 4 | Transportschicht | Ende-zu-Ende-Kommunikation | TCP, UDP, Ports | | 3 | Vermittlungsschicht | logische Adressierung und Routing | IP, ICMP, Router, Gateway | | 2 | Sicherungsschicht | lokale Übertragung im Netzwerksegment | MAC, Ethernet, Switch, VLAN, ARP | | 1 | Bitübertragungsschicht | Übertragung von Bits als Signale | Kabel, Funk, Stecker, Signal | Merksatz: OSI-Schichten von oben: Anwendung, Darstellung, Sitzung, Transport, Vermittlung, Sicherung, Bitübertragung. --- **OSI-Schichten kurz erklärt** | Schicht | Kurzbeschreibung | |---|---| | 7 Anwendung | Protokolle und Dienste, mit denen Anwendungen kommunizieren | | 6 Darstellung | Daten werden passend dargestellt, codiert, komprimiert oder verschlüsselt | | 5 Sitzung | Kommunikationssitzungen werden verwaltet | | 4 Transport | Daten werden Prozessen über Ports zugeordnet | | 3 Vermittlung | Pakete werden über Netze hinweg geroutet | | 2 Sicherung | Frames werden im lokalen Netz über MAC-Adressen übertragen | | 1 Bitübertragung | Bits werden elektrisch, optisch oder per Funk übertragen | Merksatz: Je höher die Schicht, desto näher an der Anwendung. Je niedriger die Schicht, desto näher am Medium. --- **TCP/IP-Modell Überblick** | TCP/IP-Schicht | Entspricht grob OSI | Hauptaufgabe | Beispiele | |---|---|---|---| | Anwendung | OSI 5 bis 7 | Anwendungsprotokolle | HTTP, DNS, DHCP, SMTP | | Transport | OSI 4 | Ende-zu-Ende-Kommunikation | TCP, UDP | | Internet | OSI 3 | Adressierung und Routing | IP, ICMP | | Netzzugang | OSI 1 bis 2 | lokale Übertragung | Ethernet, WLAN, MAC | Merksatz: TCP/IP fasst mehrere OSI-Schichten zusammen. --- **OSI-Modell und TCP/IP-Modell vergleichen** | OSI-Modell | TCP/IP-Modell | |---|---| | theoretisches Referenzmodell | praxisnahes Internetmodell | | 7 Schichten | meistens 4 Schichten | | feiner aufgeteilt | gröber zusammengefasst | | gut für Fehlersuche und Erklärung | gut für reale Protokolle | | Darstellung und Sitzung getrennt | in Anwendung zusammengefasst | Merksatz: OSI erklärt genauer. TCP/IP beschreibt die praktische Internetkommunikation. --- **Zuordnung OSI zu TCP/IP** | OSI-Schicht | OSI-Name | TCP/IP-Schicht | |---|---|---| | 7 | Anwendung | Anwendung | | 6 | Darstellung | Anwendung | | 5 | Sitzung | Anwendung | | 4 | Transport | Transport | | 3 | Vermittlung | Internet | | 2 | Sicherung | Netzzugang | | 1 | Bitübertragung | Netzzugang | Merksatz: TCP/IP-Anwendungsschicht umfasst OSI 5, 6 und 7. --- **Kapselung beim Senden** Beim Senden werden Daten schrittweise verpackt. Reihenfolge: Anwendung erzeugt Daten. Transportschicht ergänzt TCP- oder UDP-Informationen. Internetschicht ergänzt IP-Adressen. Sicherungsschicht ergänzt MAC-Adressen. Bitübertragungsschicht überträgt Bits als Signal. Merksatz: Jede Schicht ergänzt eigene Steuerinformationen. --- **Entkapselung beim Empfangen** Beim Empfangen werden die Verpackungen wieder entfernt. Reihenfolge: Bits werden empfangen. Frame wird geprüft. IP-Paket wird ausgewertet. TCP- oder UDP-Information wird ausgewertet. Daten werden an die Anwendung übergeben. Merksatz: Empfangen ist Kapselung rückwärts. --- **PDU-Begriffe** PDU bedeutet: Protocol Data Unit Damit ist die Dateneinheit einer Schicht gemeint. | Schicht | PDU | |---|---| | Anwendung | Daten | | Transport | Segment bei TCP, Datagramm bei UDP | | Vermittlung / Internet | Paket | | Sicherung | Frame | | Bitübertragung | Bits | Merksatz: Daten werden zu Segmenten, Paketen, Frames und Bits. --- **Adressarten nach Schicht** | Adressart | Schicht | Zweck | |---|---|---| | MAC-Adresse | Schicht 2 | lokale Zustellung im LAN | | IP-Adresse | Schicht 3 | logische Zustellung über Netze | | Portnummer | Schicht 4 | Zuordnung zu Dienst oder Prozess | | Name / URL | Schicht 7 | menschenlesbarer Zugriff auf Dienste | Merksatz: MAC lokal. IP logisch. Port Dienst. Name Anwendung. --- **Schicht 1: Bitübertragung** Aufgabe: Bits als elektrische, optische oder Funk-Signale übertragen. Typische Themen: Kabel Stecker Glasfaser Funk Signalqualität Dämpfung Link Geschwindigkeit Duplex Auto-Negotiation Typische Fehler: Kabel defekt Stecker falsch kein Link falsche Geschwindigkeit Störung Dämpfung zu hoch Merksatz: Schicht 1 fragt: Kommt überhaupt ein Signal an? --- **Schicht 2: Sicherung** Aufgabe: lokale Kommunikation im gleichen Netzwerksegment. Typische Themen: Ethernet MAC-Adresse Switch VLAN ARP Frame MAC-Adresstabelle STP Broadcast Typische Fehler: falsches VLAN Switchport falsch ARP-Problem MAC-Flooding Loop Broadcast-Sturm Duplexproblem Merksatz: Schicht 2 fragt: Funktioniert die lokale Zustellung? --- **Schicht 3: Vermittlung** Aufgabe: Kommunikation zwischen verschiedenen Netzen. Typische Themen: IP-Adresse Subnetzmaske Gateway Routing ICMP Router NAT IPv4 IPv6 Typische Fehler: falsche IP-Adresse falsche Subnetzmaske falsches Gateway fehlende Route Routingfehler NAT-Problem ICMP blockiert Merksatz: Schicht 3 fragt: Findet das Paket den Weg ins Zielnetz? --- **Schicht 4: Transport** Aufgabe: Daten dem richtigen Dienst oder Prozess zuordnen. Typische Themen: TCP UDP Ports Verbindungsaufbau Zustellung Flusskontrolle Segment Datagramm Typische Fehler: Port blockiert Dienst lauscht nicht falsches Protokoll TCP-Verbindung scheitert UDP-Antwort fehlt Firewall blockiert Port Merksatz: Schicht 4 fragt: Ist der richtige Dienst über den richtigen Port erreichbar? --- **Schicht 5: Sitzung** Aufgabe: Kommunikationssitzungen verwalten. Typische Themen: Session Sitzung Token Cookie Timeout Wiederaufnahme Sitzungs-ID Typische Fehler: Session abgelaufen Cookie fehlt Token ungültig Sitzung wird getrennt Load Balancer ohne Session Persistence Merksatz: Schicht 5 fragt: Bleibt die Kommunikationssitzung bestehen? --- **Schicht 6: Darstellung** Aufgabe: Daten passend darstellen, codieren, komprimieren oder verschlüsseln. Typische Themen: TLS SSL Zertifikat Zeichensatz Codierung Kompression Dateiformat Typische Fehler: Zertifikat abgelaufen Hostname passt nicht falscher Zeichensatz TLS-Version inkompatibel Zertifikatskette fehlerhaft Merksatz: Schicht 6 fragt: Können die Daten richtig dargestellt und geschützt werden? --- **Schicht 7: Anwendung** Aufgabe: Dienste und Protokolle für Anwendungen bereitstellen. Typische Themen: HTTP HTTPS DNS DHCP SMTP IMAP POP3 SMB LDAP SNMP NTP Typische Fehler: DNS löst nicht auf DHCP vergibt keine IP Webseite liefert Fehler Mailversand funktioniert nicht Freigabe nicht erreichbar Anwendung falsch konfiguriert Merksatz: Schicht 7 fragt: Funktioniert der konkrete Anwendungsdienst? --- **Fehlersuche nach OSI-Modell** Sinnvolle Reihenfolge: 1. Schicht 1: Kabel, Link, WLAN, Signal 2. Schicht 2: VLAN, MAC, Switch, ARP 3. Schicht 3: IP, Maske, Gateway, Routing 4. Schicht 4: TCP, UDP, Port, Firewall 5. Schicht 5 bis 7: Session, TLS, DNS, DHCP, HTTP, Anwendung Merksatz: Erst Verbindung, dann Adresse, dann Dienst, dann Anwendung. --- **Typische Fehlerbilder nach Schichten** | Fehlerbild | Wahrscheinliche Schicht | |---|---| | kein Link am Switchport | Schicht 1 | | falsches VLAN | Schicht 2 | | ARP findet keine MAC-Adresse | Schicht 2 | | falsche IP-Adresse | Schicht 3 | | Gateway falsch | Schicht 3 | | Route fehlt | Schicht 3 | | Port nicht erreichbar | Schicht 4 | | TCP-Verbindung scheitert | Schicht 4 | | Session läuft ab | Schicht 5 | | Zertifikatswarnung | Schicht 6 | | DNS-Name wird nicht aufgelöst | Schicht 7 | | HTTP 500 | Schicht 7 | Merksatz: Fehlerbild einer Schicht zuordnen, dann gezielt prüfen. --- **Typische Protokolle nach Schicht** | Protokoll | Schicht | Zweck | |---|---|---| | Ethernet | 2 | lokale Frame-Übertragung | | ARP | 2 / zwischen 2 und 3 | IPv4 zu MAC auflösen | | IP | 3 | logische Adressierung | | ICMP | 3 | Diagnose und Fehlermeldungen | | TCP | 4 | zuverlässiger Transport | | UDP | 4 | verbindungsloser Transport | | TLS | 6 | Verschlüsselung und Zertifikate | | DNS | 7 | Namensauflösung | | DHCP | 7 | automatische IP-Konfiguration | | HTTP | 7 | Webkommunikation | | SMTP | 7 | E-Mail-Versand | | SMB | 7 | Datei- und Druckfreigaben | Merksatz: Protokolle immer ihrer Aufgabe zuordnen, nicht nur auswendig lernen. --- **Typische Geräte nach Schicht** | Gerät | Typische Schicht | Aufgabe | |---|---|---| | Kabel | 1 | Signal übertragen | | Repeater | 1 | Signal weitergeben | | Hub | 1 | Bits an alle Ports weitergeben | | Switch | 2 | Frames anhand MAC weiterleiten | | Access Point | 2 | WLAN-Zugang ins LAN | | Router | 3 | Netze verbinden | | Layer-3-Switch | 3 | Routing zwischen VLANs | | Firewall | 3 bis 7 | Verkehr filtern | | Load Balancer | 4 bis 7 | Verkehr verteilen | | Proxy | 7 | Anwendungsverkehr vermitteln | Merksatz: Geräte können je nach Funktion auf mehreren Schichten arbeiten. --- **Wichtige Prüfungsfalle: Gerät nicht starr einordnen** Ein Gerät kann mehrere Funktionen haben. Beispiele: Eine Firewall kann auf Schicht 3 IPs filtern, auf Schicht 4 Ports filtern und auf Schicht 7 Anwendungen prüfen. Ein Layer-3-Switch kann switchen und routen. Ein Access Point arbeitet für WLAN-Zugang hauptsächlich auf Schicht 2, kann aber zusätzliche Sicherheitsfunktionen bieten. Merksatz: Entscheidend ist die Funktion, nicht nur der Gerätename. --- **Typische Werkzeuge nach Schicht** | Werkzeug | Hilft bei | |---|---| | Kabeltester | Schicht 1 | | Switchport-Status | Schicht 1 / 2 | | ARP-Tabelle | Schicht 2 | | ping | Schicht 3 | | traceroute / tracert | Schicht 3 | | ipconfig / ip addr | Schicht 3 | | route print / ip route | Schicht 3 | | netstat / ss | Schicht 4 | | nslookup / dig | Schicht 7 | | curl | Schicht 7 | | Wireshark | mehrere Schichten | Merksatz: Das richtige Werkzeug hängt von der vermuteten Schicht ab. --- **Mini-Diagnose: IP geht, Name nicht** Fehlerbild: Zugriff per IP-Adresse funktioniert. Zugriff per Name funktioniert nicht. Wahrscheinliche Schicht: Schicht 7 Wahrscheinliches Thema: DNS Prüfen: DNS-Server DNS-Eintrag DNS-Suffix DNS-Cache Split-DNS bei VPN Merksatz: IP ja, Name nein: DNS. --- **Mini-Diagnose: lokal geht, extern nicht** Fehlerbild: Geräte im gleichen Netz sind erreichbar. Internet oder andere Netze nicht. Wahrscheinliche Schicht: Schicht 3 Wahrscheinliches Thema: Gateway, Routing, NAT oder Firewall Prüfen: Gateway Routing-Tabelle NAT Firewall-Regeln Providerverbindung Merksatz: Lokal ja, extern nein: Gateway und Routing prüfen. --- **Mini-Diagnose: Host geht, Dienst nicht** Fehlerbild: Server ist per ping erreichbar. Anwendung oder Dienst aber nicht. Wahrscheinliche Schicht: Schicht 4 bis 7 Wahrscheinliches Thema: Port, Dienststatus, Firewall oder Anwendung Prüfen: Port offen? Dienst läuft? Firewall erlaubt? Dienst lauscht auf richtiger Schnittstelle? Logs prüfen. Merksatz: Host erreichbar heißt nicht, dass der Dienst funktioniert. --- **Mini-Diagnose: Zertifikatswarnung** Fehlerbild: Browser oder Anwendung meldet Zertifikatsfehler. Wahrscheinliche Schicht: Schicht 6 Prüfen: Ablaufdatum Hostname Zertifikatskette Uhrzeit falsches Zertifikat TLS-Konfiguration Merksatz: Zertifikatsfehler: Name, Ablauf, Kette und Zeit prüfen. --- **Mini-Diagnose: falsche automatische IP** Fehlerbild: Client hat 169.254.x.x. Wahrscheinliche Schicht: Schicht 7 mit DHCP, aber Ursache kann auch Schicht 1, 2 oder 3 sein. Prüfen: Netzwerkverbindung VLAN DHCP-Server DHCP-Scope DHCP-Relay Firewall Lease-Bereich Merksatz: 169.254.x.x bedeutet: DHCP wurde nicht erfolgreich erreicht. --- **Typische IHK-Fragen** In AP1 und AP2 kann zum Beispiel gefragt werden: - Nennen Sie die sieben OSI-Schichten. - Ordnen Sie TCP/IP-Schichten den OSI-Schichten zu. - Erklären Sie Kapselung. - Was ist eine PDU? - Ordnen Sie MAC-Adresse, IP-Adresse und Port den passenden Schichten zu. - Auf welcher Schicht arbeitet ein Switch? - Auf welcher Schicht arbeitet ein Router? - Welche Schicht ist bei DNS betroffen? - Welche Schicht ist bei Routing betroffen? - Welche Schicht ist bei TCP und UDP betroffen? - Warum hilft das OSI-Modell bei der Fehlersuche? - Warum ist TCP/IP praxisnäher als OSI? - Warum kann eine Firewall mehreren Schichten zugeordnet werden? --- **Typische Prüfungsfallen** OSI und TCP/IP verwechseln. TCP/IP-Anwendungsschicht nur mit OSI 7 gleichsetzen. MAC-Adresse der falschen Schicht zuordnen. IP-Adresse mit MAC-Adresse verwechseln. Port als Schicht-3-Thema einordnen. Switch und Router verwechseln. DNS und DHCP beide einfach nur als „Netzwerk“ bezeichnen. TLS nur als Anwendung sehen, obwohl es zur Darstellung/Verschlüsselung passt. ping als vollständigen Anwendungstest verstehen. Gerät starr einer Schicht zuordnen, obwohl die Funktion entscheidend ist. Merksatz: Nicht der Name entscheidet, sondern die Aufgabe im Kommunikationsprozess. --- **IHK-sichere Kurzformulierung** Das OSI-Modell ist ein siebenschichtiges Referenzmodell zur Beschreibung von Netzwerkkommunikation und Fehlersuche. Die Schichten reichen von der Bitübertragungsschicht bis zur Anwendungsschicht. Das TCP/IP-Modell ist praxisnäher und besteht meist aus Anwendung, Transport, Internet und Netzzugang. Dabei entspricht die TCP/IP-Anwendungsschicht grob den OSI-Schichten 5 bis 7, die Transportschicht OSI 4, die Internetschicht OSI 3 und die Netzzugangsschicht OSI 1 bis 2. Bei der Kapselung ergänzt jede Schicht eigene Steuerinformationen. MAC-Adressen gehören zu Schicht 2, IP-Adressen zu Schicht 3 und Ports zu Schicht 4. Für die Fehlersuche hilft das OSI-Modell, Probleme systematisch von unten nach oben einzugrenzen. --- **Merksätze** OSI ist das Denkmodell. TCP/IP ist das Praxismodell. OSI hat 7 Schichten. TCP/IP hat meistens 4 Schichten. TCP/IP-Anwendung umfasst OSI 5 bis 7. TCP/IP-Transport entspricht OSI 4. TCP/IP-Internet entspricht OSI 3. TCP/IP-Netzzugang umfasst OSI 1 bis 2. Kapselung verpackt Daten schrittweise. Entkapselung entpackt Daten schrittweise. PDU bedeutet Protocol Data Unit. Daten werden zu Segmenten, Paketen, Frames und Bits. MAC-Adresse ist Schicht 2. IP-Adresse ist Schicht 3. Port ist Schicht 4. Name oder URL ist Schicht 7. Schicht 1 prüft Signal. Schicht 2 prüft lokale Zustellung. Schicht 3 prüft Routing. Schicht 4 prüft Ports. Schicht 5 prüft Sitzungen. Schicht 6 prüft Darstellung und Verschlüsselung. Schicht 7 prüft den Anwendungsdienst. Switch arbeitet hauptsächlich auf Schicht 2. Router arbeitet auf Schicht 3. Firewall kann mehrere Schichten betreffen. DNS ist Anwendungsschicht. DHCP ist Anwendungsschicht. TCP und UDP sind Transportschicht. IP und ICMP gehören zur Vermittlungsschicht. ARP verbindet IPv4 und MAC im lokalen Netz. Fehler immer schichtweise eingrenzen. Erst Verbindung, dann Adresse, dann Dienst, dann Anwendung.