5.8 Merksätze und Prüfungswissen zu OSI-Schicht 2
Diese Seite fasst die wichtigsten Inhalte zur OSI-Schicht 2 zusammen.
OSI-Schicht 2 heißt:
Sicherungsschicht
Sie liegt zwischen:
Schicht 1: Bitübertragungsschicht
und
Schicht 3: Vermittlungsschicht / Netzwerkschicht
Die Hauptaufgabe von Schicht 2 ist:
lokale Datenübertragung im Netzwerk mit Frames und MAC-Adressen.
Merksatz:
Schicht 2 = Frames, MAC-Adressen, Switches und VLANs.
Grundidee von Schicht 2
Schicht 1 überträgt nur Bits als Signale.
Schicht 2 organisiert diese Bits zu Frames.
Ein Frame enthält Informationen für die lokale Übertragung.
Wichtig sind vor allem:
- Ziel-MAC-Adresse
- Quell-MAC-Adresse
- Nutzdaten
- Prüfinformation
Merksatz:
Schicht 2 macht aus Bits nutzbare lokale Datenrahmen.
Schicht 1, 2 und 3 unterscheiden
| Schicht | Name | Datenform | wichtige Begriffe |
|---|---|---|---|
| 1 | Bitübertragungsschicht | Bits | Signal, Kabel, Link, Hub |
| 2 | Sicherungsschicht | Frame | MAC, Switch, VLAN, ARP |
| 3 | Vermittlungsschicht | Paket | IP, Router, Subnetz, Routing |
Merksatz:
Schicht 1 = Bits.
Schicht 2 = Frames.
Schicht 3 = Pakete.
Frame
Ein Frame ist die Datenübertragungseinheit auf Schicht 2.
Bei Ethernet spricht man von:
Ethernet-Frame
Ein Ethernet-Frame enthält unter anderem:
- Ziel-MAC-Adresse
- Quell-MAC-Adresse
- EtherType oder Länge
- Nutzdaten
- FCS
Merksatz:
Frame = Datenrahmen auf Schicht 2.
Frame, Paket und Segment
Diese Begriffe dürfen nicht verwechselt werden.
| Begriff | Schicht | Bedeutung |
|---|---|---|
| Bit | 1 | einzelne Informationseinheit |
| Frame | 2 | lokale Übertragung |
| Paket | 3 | IP-Übertragung zwischen Netzen |
| Segment | 4 | TCP-Datenübertragung |
| Datagramm | 4 | UDP-Datenübertragung |
Prüfungsfalle:
Ethernet arbeitet mit Frames.
IP arbeitet mit Paketen.
TCP arbeitet mit Segmenten.
Merksatz:
Frame ist nicht Paket.
MAC-Adresse
MAC steht für:
Media Access Control
Eine MAC-Adresse ist die lokale Hardwareadresse einer Netzwerkschnittstelle.
Typische Netzwerkschnittstellen:
- Ethernet-Port
- WLAN-Adapter
- virtuelle Netzwerkkarte
- Server-Netzwerkkarte
- USB-LAN-Adapter
Merksatz:
MAC-Adresse = lokale Adresse einer Netzwerkschnittstelle.
Aufbau einer MAC-Adresse
Eine klassische MAC-Adresse hat:
48 Bit
Sie wird meist hexadezimal dargestellt.
Beispiel:
00:1A:2B:3C:4D:5E
Oder:
00-1A-2B-3C-4D-5E
Merksatz:
MAC-Adresse = 48 Bit, hexadezimal dargestellt.
Quell-MAC und Ziel-MAC
Ein Ethernet-Frame enthält normalerweise:
Quell-MAC-Adresse
Ziel-MAC-Adresse
Die Quell-MAC-Adresse sagt:
Von welchem Gerät kommt der Frame?
Die Ziel-MAC-Adresse sagt:
Zu welchem lokalen Gerät soll der Frame?
Merksatz:
Quell-MAC = woher.
Ziel-MAC = wohin.
MAC-Adresse und IP-Adresse unterscheiden
| Adresse | Schicht | Aufgabe |
|---|---|---|
| MAC-Adresse | 2 | lokale Zustellung im LAN |
| IP-Adresse | 3 | netzübergreifende Adressierung |
Wichtig:
MAC-Adressen gelten nur lokal im jeweiligen Netzwerkabschnitt.
IP-Adressen dienen der Kommunikation über Netzgrenzen hinweg.
Merksatz:
MAC = lokal.
IP = netzübergreifend.
MAC-Adresse auf dem Weg durch Router
Wenn Daten über Router laufen, ändern sich die MAC-Adressen auf jedem Abschnitt.
Beispiel:
PC → Router → weiterer Router → Server
Auf jedem lokalen Abschnitt gibt es neue Frames mit neuen MAC-Adressen.
Die IP-Adressen bleiben grundsätzlich erhalten.
Ausnahme:
NAT oder PAT kann IP-Adressen verändern.
Merksatz:
MAC ändert sich pro Hop.
IP bleibt grundsätzlich erhalten.
Unicast, Broadcast und Multicast
| Art | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
| Unicast | einer an einen | PC an Server |
| Broadcast | einer an alle | ARP-Anfrage |
| Multicast | einer an eine Gruppe | Streaming-Gruppe |
Die Broadcast-MAC-Adresse lautet:
FF:FF:FF:FF:FF:FF
Merksatz:
Unicast = einer.
Broadcast = alle.
Multicast = Gruppe.
FCS und CRC
FCS steht für:
Frame Check Sequence
CRC steht für:
Cyclic Redundancy Check
Die FCS dient zur Fehlererkennung im Ethernet-Frame.
Wenn ein Frame beschädigt ist, kann das erkannt werden.
Wichtig:
Ethernet korrigiert beschädigte Frames normalerweise nicht selbst.
Fehlerhafte Frames werden verworfen.
Merksatz:
FCS/CRC erkennt beschädigte Frames.
MTU
MTU steht für:
Maximum Transmission Unit
Die MTU beschreibt die maximale Nutzdaten-Größe einer Verbindung.
Bei Ethernet ist häufig relevant:
1500 Byte Nutzlast
Wichtig:
Zu große Pakete können Fragmentierung oder Verbindungsprobleme verursachen,
wenn die Strecke sie nicht unterstützt.
Merksatz:
MTU = maximale Nutzdaten-Größe.
Switch
Ein Switch ist ein typisches Gerät auf Schicht 2.
Er leitet Ethernet-Frames anhand von MAC-Adressen weiter.
Ein Switch nutzt dazu eine Tabelle.
Diese nennt man:
MAC-Adresstabelle
Oder:
Switching-Tabelle
Merksatz:
Switch = Schicht-2-Gerät für Frame-Weiterleitung.
Hub, Switch und Router unterscheiden
| Gerät | typische Schicht | Aufgabe |
|---|---|---|
| Hub | 1 | verteilt Signale an alle Ports |
| Switch | 2 | leitet Frames anhand von MAC-Adressen weiter |
| Router | 3 | leitet IP-Pakete zwischen Netzen weiter |
Prüfungsfalle:
Ein Switch ist kein Router.
Ein Hub ist kein Switch.
Merksatz:
Hub = Signal.
Switch = MAC.
Router = IP.
MAC-Adresstabelle
Die MAC-Adresstabelle enthält Zuordnungen wie:
| MAC-Adresse | Switch-Port |
|---|---|
| AA:AA:AA:AA:AA:01 | Port 1 |
| BB:BB:BB:BB:BB:02 | Port 2 |
| CC:CC:CC:CC:CC:03 | Port 3 |
Damit kann ein Switch Frames gezielt weiterleiten.
Merksatz:
MAC-Adresstabelle = MAC-Adresse zu Port.
Wie lernt ein Switch MAC-Adressen?
Ein Switch lernt MAC-Adressen über die Quell-MAC-Adresse eingehender Frames.
Beispiel:
Frame kommt an Port 4 an.
Quell-MAC ist AA:BB:CC:11:22:33.
Der Switch lernt:
AA:BB:CC:11:22:33 ist über Port 4 erreichbar.
Merksatz:
Switch lernt über Quell-MAC.
Weiterleitung durch den Switch
Ein Switch prüft die Ziel-MAC-Adresse.
Dann gibt es drei typische Fälle:
| Situation | Verhalten |
|---|---|
| Ziel-MAC bekannt | gezielte Weiterleitung |
| Ziel-MAC unbekannt | Flooding |
| Broadcast | Weiterleitung an alle passenden Ports |
Merksatz:
Ziel-MAC entscheidet über die Weiterleitung.
Flooding
Flooding bedeutet:
Der Switch verteilt einen Frame an mehrere Ports,
weil die Ziel-MAC-Adresse unbekannt ist.
Flooding ist normales Switch-Verhalten bei unbekanntem Ziel.
Nicht verwechseln mit Broadcast.
Merksatz:
Flooding = Ziel-MAC unbekannt.
Broadcast
Broadcast bedeutet:
Der Frame ist ausdrücklich an alle Geräte im lokalen Netz adressiert.
Broadcast-MAC:
FF:FF:FF:FF:FF:FF
Typische Beispiele:
- ARP-Anfrage
- DHCP-Anfrage
Merksatz:
Broadcast = Ziel ist alle.
Broadcast und Flooding unterscheiden
| Begriff | Grund |
|---|---|
| Broadcast | Zieladresse ist „alle“ |
| Flooding | Ziel-MAC ist unbekannt |
Beide können dazu führen, dass Frames an mehrere Ports gehen.
Aber:
Der Grund ist unterschiedlich.
Merksatz:
Broadcast ist eine Adresse.
Flooding ist ein Switch-Verhalten.
Broadcast-Domäne
Eine Broadcast-Domäne ist ein Bereich, in dem Broadcasts verteilt werden.
Ein VLAN bildet normalerweise eine eigene Broadcast-Domäne.
Router trennen Broadcast-Domänen.
Merksatz:
Broadcast-Domäne = Bereich für Broadcasts.
Kollisionsdomäne
Eine Kollisionsdomäne ist ein Bereich, in dem Kollisionen auftreten können.
Bei einem Hub:
alle Ports in einer Kollisionsdomäne
Bei einem Switch:
normalerweise jeder Port eigene Kollisionsdomäne
In modernen Vollduplex-Switch-Netzen spielen klassische Kollisionen praktisch keine Rolle mehr.
Merksatz:
Hub = eine Kollisionsdomäne.
Switch = getrennte Kollisionsbereiche.
VLAN
VLAN steht für:
Virtual Local Area Network
Ein VLAN ist ein logisch getrenntes LAN auf Schicht 2.
VLANs ermöglichen mehrere logische Netze auf derselben physischen Switch-Infrastruktur.
Beispiel:
| VLAN | Zweck |
|---|---|
| 10 | Mitarbeiter |
| 20 | Gäste |
| 30 | Server |
| 40 | VoIP |
| 99 | Management |
Merksatz:
VLAN = logische Netztrennung auf Schicht 2.
VLAN und Subnetz unterscheiden
| Begriff | Schicht | Aufgabe |
|---|---|---|
| VLAN | 2 | logische Trennung im LAN |
| IP-Subnetz | 3 | logischer IP-Adressbereich |
In der Praxis wird häufig pro VLAN ein eigenes IP-Subnetz verwendet.
Beispiel:
| VLAN | Subnetz |
|---|---|
| VLAN 10 | 192.168.10.0/24 |
| VLAN 20 | 192.168.20.0/24 |
Merksatz:
VLAN ist nicht Subnetz.
VLAN = Schicht 2.
Subnetz = Schicht 3.
Access-Port
Ein Access-Port gehört normalerweise zu genau einem VLAN.
Typischer Einsatz:
- PC
- Drucker
- Kamera
- einzelnes Endgerät
Das Endgerät sendet meist untagged Frames.
Der Switch ordnet diese Frames dem VLAN des Ports zu.
Merksatz:
Access-Port = ein VLAN für ein Endgerät.
Trunk-Port
Ein Trunk-Port kann mehrere VLANs über eine Verbindung transportieren.
Typischer Einsatz:
- Switch zu Switch
- Switch zu Router
- Switch zu Firewall
- Switch zu Access Point mit mehreren SSIDs
- Switch zu Virtualisierungshost
Merksatz:
Trunk-Port = mehrere VLANs über eine Verbindung.
VLAN-Tagging
VLAN-Tagging markiert Frames mit einer VLAN-ID.
Der Standard dafür heißt:
IEEE 802.1Q
Tagged bedeutet:
Frame enthält VLAN-Tag.
Untagged bedeutet:
Frame enthält keinen VLAN-Tag.
Merksatz:
802.1Q = VLAN-Tagging.
Native VLAN
Das Native VLAN ist bei bestimmten Trunk-Konzepten das untagged VLAN auf einem Trunk.
Wichtig:
Das Native VLAN muss auf beiden Seiten korrekt zusammenpassen.
Falsche Native-VLAN-Konfiguration kann zu Problemen und Sicherheitsrisiken führen.
Merksatz:
Native VLAN = untagged VLAN auf dem Trunk.
Inter-VLAN-Routing
Geräte in unterschiedlichen VLANs können nicht nur über Schicht 2 miteinander kommunizieren.
Für Kommunikation zwischen VLANs braucht man Routing.
Das nennt man:
Inter-VLAN-Routing
Dafür nutzt man zum Beispiel:
- Router
- Layer-3-Switch
- Firewall
Merksatz:
VLAN zu VLAN braucht Routing.
ARP
ARP steht für:
Address Resolution Protocol
ARP wird in IPv4-Netzen verwendet, um zu einer IP-Adresse die passende MAC-Adresse im lokalen Netz zu finden.
ARP-Anfrage:
Broadcast
ARP-Antwort:
meistens Unicast
Merksatz:
ARP findet MAC zu IP im lokalen Netz.
ARP im gleichen Subnetz
Wenn sich das Ziel im gleichen Subnetz befindet, sucht ARP die MAC-Adresse des Zielgeräts.
Beispiel:
PC A sucht MAC von PC B.
Dann sendet PC A eine ARP-Anfrage ins lokale Netz.
Merksatz:
Gleiches Subnetz:
ARP sucht Ziel-MAC.
ARP bei anderem Subnetz
Wenn das Ziel in einem anderen Netz liegt, sucht ARP nicht die MAC-Adresse des entfernten Servers.
Stattdessen sucht ARP die MAC-Adresse des Standard-Gateways.
Beispiel:
Ziel-IP ist im Internet.
Ziel-MAC im lokalen Frame ist das Gateway.
Merksatz:
Anderes Netz:
ARP sucht Gateway-MAC.
ARP, DNS und DHCP unterscheiden
| Protokoll | Aufgabe |
|---|---|
| ARP | IP-Adresse zu MAC-Adresse |
| DNS | Name zu IP-Adresse |
| DHCP | IP-Konfiguration automatisch vergeben |
Prüfungsfalle:
ARP ist keine Namensauflösung.
DNS ist keine MAC-Auflösung.
Merksatz:
ARP = MAC zu IP.
DNS = IP zu Name.
DHCP = IP vergeben.
IPv4 und IPv6
ARP wird bei IPv4 verwendet.
IPv6 nutzt nicht ARP.
IPv6 verwendet stattdessen:
NDP
NDP steht für:
Neighbor Discovery Protocol
Merksatz:
IPv4 nutzt ARP.
IPv6 nutzt NDP.
STP
STP steht für:
Spanning Tree Protocol
STP verhindert Schleifen in Layer-2-Netzen.
Warum ist das wichtig?
Ethernet-Frames haben keine TTL wie IP-Pakete.
Frames können bei einer Schleife immer weiterlaufen.
Broadcasts können sich stark vervielfachen.
Merksatz:
STP schützt vor Layer-2-Schleifen.
Root Bridge
Die Root Bridge ist der zentrale Bezugspunkt im STP-Netz.
Switches berechnen ihre besten Wege zur Root Bridge.
Die Root Bridge wird über die Bridge-ID bestimmt.
Merksatz:
Root Bridge = zentraler STP-Bezugspunkt.
BPDU
BPDU steht für:
Bridge Protocol Data Unit
BPDUs sind STP-Nachrichten zwischen Switches.
Damit tauschen Switches Informationen über die STP-Topologie aus.
Merksatz:
BPDU = STP-Nachricht.
STP-Portrollen
| Rolle | Bedeutung |
|---|---|
| Root Port | bester Weg zur Root Bridge |
| Designated Port | aktiver Port für ein Segment |
| Blocked Port | blockierter Port zur Schleifenvermeidung |
Merksatz:
Root und Designated leiten weiter.
Blocked verhindert Schleifen.
RSTP und MSTP
| Protokoll | Bedeutung |
|---|---|
| STP | verhindert Schleifen |
| RSTP | schnellere Weiterentwicklung von STP |
| MSTP | mehrere Spanning-Tree-Instanzen |
Merksatz:
STP verhindert Schleifen.
RSTP ist schneller.
MSTP ist flexibler für VLAN-Umgebungen.
Layer-2-Schleife
Eine Layer-2-Schleife entsteht, wenn Frames in einem Switch-Netz im Kreis laufen können.
Typische Ursachen:
- falsch gesteckte Kabel
- redundante Verbindungen ohne STP
- unmanaged Switches
- falsch konfigurierte Link Aggregation
- STP deaktiviert
Mögliche Folgen:
- Broadcast-Sturm
- MAC Flapping
- hohe Switch-Last
- Netzwerkausfall
Merksatz:
Layer-2-Schleifen können ein LAN lahmlegen.
Broadcast-Sturm
Ein Broadcast-Sturm entsteht, wenn sehr viele Broadcasts das Netzwerk belasten.
Eine Layer-2-Schleife kann Broadcasts stark vervielfachen.
Typische Symptome:
- Netzwerk plötzlich extrem langsam
- Switch-LEDs blinken stark
- viele Broadcasts im Mitschnitt
- Geräte verlieren Verbindung
- MAC-Adressen wechseln Ports
Merksatz:
Broadcast-Sturm = zu viele Broadcasts im LAN.
MAC Flapping
MAC Flapping bedeutet:
dieselbe MAC-Adresse wird ständig an unterschiedlichen Switch-Ports gelernt.
Mögliche Ursachen:
- Layer-2-Schleife
- falsche Link Aggregation
- falsche Verkabelung
- virtuelle Umgebung
- doppelte MAC-Adresse
Merksatz:
MAC Flapping ist ein Warnsignal.
Port Security
Port Security ist eine Switch-Sicherheitsfunktion.
Damit kann man festlegen:
welche MAC-Adressen
oder wie viele MAC-Adressen
an einem Port erlaubt sind.
Mögliche Reaktionen bei Verstoß:
- Frames verwerfen
- Port sperren
- Warnung erzeugen
- Ereignis protokollieren
Merksatz:
Port Security begrenzt MAC-Adressen pro Port.
ARP-Spoofing und ARP-Poisoning
ARP-Spoofing bedeutet:
Ein Angreifer sendet falsche ARP-Informationen.
ARP-Poisoning bedeutet:
ARP-Caches werden mit falschen Zuordnungen manipuliert.
Mögliche Folge:
Datenverkehr wird zum Angreifer umgeleitet.
Schutzmaßnahmen:
- VLAN-Trennung
- 802.1X
- Port Security
- DHCP Snooping
- Dynamic ARP Inspection
- Monitoring
Merksatz:
ARP-Spoofing manipuliert IP-MAC-Zuordnungen.
DHCP Snooping
DHCP Snooping ist eine Switch-Sicherheitsfunktion.
Ziele:
- unerlaubte DHCP-Server verhindern
- IP-MAC-Zuordnungen erfassen
- Dynamic ARP Inspection unterstützen
Merksatz:
DHCP Snooping schützt vor falschen DHCP-Servern.
Dynamic ARP Inspection
Dynamic ARP Inspection prüft ARP-Nachrichten auf dem Switch.
Ziel:
gefälschte ARP-Informationen erkennen und blockieren.
Häufig arbeitet diese Funktion mit DHCP Snooping zusammen.
Merksatz:
Dynamic ARP Inspection schützt vor ARP-Manipulation.
BPDU Guard
BPDU Guard schützt Access-Ports vor unerwarteten STP-Nachrichten.
Wenn an einem Endgeräte-Port plötzlich BPDUs auftauchen, könnte dort ein unerlaubter Switch angeschlossen sein.
Mögliche Reaktion:
Port wird deaktiviert.
Merksatz:
BPDU Guard schützt Access-Ports.
Root Guard
Root Guard verhindert, dass ein unerwünschter Switch Root Bridge wird.
Dadurch bleibt die geplante STP-Struktur erhalten.
Merksatz:
Root Guard schützt die geplante Root Bridge.
Storm Control
Storm Control begrenzt übermäßigen Broadcast-, Multicast- oder unbekannten Unicast-Verkehr.
Ziel:
Schutz vor Überlastung durch zu viel Layer-2-Verkehr.
Merksatz:
Storm Control begrenzt Broadcast-Stürme.
Schicht-2-Fehlersuche
Typische Prüfpunkte:
- MAC-Adresse gelernt?
- richtiger Switch-Port?
- richtiges VLAN?
- Access oder Trunk?
- VLAN auf Trunk erlaubt?
- Native VLAN korrekt?
- ARP zum Gateway vorhanden?
- STP blockiert Port?
- MAC Flapping sichtbar?
- Broadcast-Sturm vorhanden?
- Port Security aktiv?
Merksatz:
Schicht-2-Fehlersuche = MAC, VLAN, ARP, STP und Switch-Port prüfen.
Typische Schicht-2-Fehler
| Fehlerbild | mögliche Ursache |
|---|---|
| keine IP-Adresse | falsches VLAN, Trunk-Fehler |
| falsche IP-Adresse | falsches VLAN |
| Gateway nicht per ARP erreichbar | VLAN- oder ARP-Problem |
| Netzwerk plötzlich langsam | Broadcast-Sturm oder Schleife |
| MAC wechselt ständig Port | MAC Flapping |
| einzelne SSID funktioniert nicht | falsche SSID-VLAN-Zuordnung |
| Gerät nach Tausch blockiert | Port Security |
| VLAN kommt nicht durch | Trunk erlaubt VLAN nicht |
Merksatz:
Viele IP-Probleme beginnen auf Schicht 2.
Was Schicht 2 nicht macht
Schicht 2 macht nicht:
- Routing zwischen IP-Netzen
- NAT oder PAT
- TCP-Verbindungen aufbauen
- UDP-Ports auswerten
- DNS-Namen auflösen
- Webseiten bereitstellen
- Benutzer authentifizieren
- Internetzugang allein herstellen
Diese Aufgaben liegen auf höheren Schichten.
Merksatz:
Schicht 2 leitet lokal weiter,
routet aber nicht zwischen IP-Netzen.
Prüfungswissen: wichtigste Zuordnungen
| Begriff | richtige Einordnung |
|---|---|
| Ethernet-Frame | Schicht 2 |
| MAC-Adresse | Schicht 2 |
| Switch | Schicht 2 |
| VLAN | Schicht 2 |
| Access-Port | Schicht 2 |
| Trunk-Port | Schicht 2 |
| ARP | Schicht 2 / 3-Bezug |
| STP | Schicht 2 |
| Broadcast-Domäne | Schicht 2 |
| IP-Adresse | Schicht 3 |
| Router | Schicht 3 |
| TCP-Port | Schicht 4 |
| DNS | Schicht 7 |
Merksatz:
Frame, MAC, Switch, VLAN = Schicht 2.
Typische IHK-Fragen
In AP1 und AP2 kann zum Beispiel gefragt werden:
- Welche Aufgabe hat die Sicherungsschicht?
- Was ist ein Ethernet-Frame?
- Was ist eine MAC-Adresse?
- Wie lernt ein Switch MAC-Adressen?
- Was passiert bei unbekannter Ziel-MAC?
- Was ist Flooding?
- Was ist ein Broadcast?
- Was ist eine Broadcast-Domäne?
- Was ist ein VLAN?
- Was ist der Unterschied zwischen Access-Port und Trunk-Port?
- Was bedeutet IEEE 802.1Q?
- Was macht ARP?
- Warum wird eine ARP-Anfrage als Broadcast gesendet?
- Was ist STP?
- Warum sind Layer-2-Schleifen gefährlich?
- Was bedeutet MAC Flapping?
- Wie grenzt man Schicht-2-Fehler ein?
Typische Prüfungsfallen
Schicht 2 arbeitet mit Frames.
IP-Pakete gehören zu Schicht 3.
MAC-Adressen gehören zu Schicht 2.
IP-Adressen gehören zu Schicht 3.
Switches lernen über Quell-MAC-Adressen.
Die Ziel-MAC entscheidet über die Weiterleitung.
Unbekannte Ziel-MAC führt zu Flooding.
Broadcast und Flooding sind nicht dasselbe.
Ein VLAN ist kein IP-Subnetz.
VLAN gehört zu Schicht 2.
Subnetz gehört zu Schicht 3.
Access-Port = ein VLAN.
Trunk-Port = mehrere VLANs.
IEEE 802.1Q = VLAN-Tagging.
ARP ist nicht DNS.
ARP ist nicht DHCP.
IPv4 nutzt ARP.
IPv6 nutzt NDP.
STP verhindert Layer-2-Schleifen.
Ethernet-Frames haben keine TTL.
Falsches VLAN kann wie ein IP-Problem aussehen.
Wichtige Begriffe kurz erklärt
| Begriff | Kurze Erklärung |
|---|---|
| Sicherungsschicht | OSI-Schicht 2 |
| Frame | Datenrahmen auf Schicht 2 |
| Ethernet-Frame | Frame im Ethernet-LAN |
| MAC-Adresse | lokale Hardwareadresse |
| Quell-MAC | Absenderadresse im Frame |
| Ziel-MAC | Empfängeradresse im Frame |
| Switch | Schicht-2-Gerät |
| MAC-Adresstabelle | Zuordnung MAC-Adresse zu Port |
| Learning | Lernen über Quell-MAC |
| Forwarding | gezielte Weiterleitung |
| Flooding | Weiterleitung bei unbekannter Ziel-MAC |
| Broadcast | Nachricht an alle |
| Broadcast-Domäne | Bereich, in dem Broadcasts verteilt werden |
| Kollisionsdomäne | Bereich möglicher Kollisionen |
| VLAN | logisches LAN auf Schicht 2 |
| Access-Port | Port für ein VLAN |
| Trunk-Port | Port für mehrere VLANs |
| 802.1Q | VLAN-Tagging |
| ARP | IP-Adresse zu MAC-Adresse |
| STP | Schleifenvermeidung auf Schicht 2 |
| BPDU | STP-Nachricht |
| Broadcast-Sturm | sehr viele Broadcasts im LAN |
| MAC Flapping | MAC-Adresse wechselt ständig Ports |
| Port Security | Begrenzung erlaubter MAC-Adressen |
| DHCP Snooping | Schutz vor unerlaubten DHCP-Servern |
| Dynamic ARP Inspection | Schutz vor ARP-Manipulation |
IHK-sichere Gesamtformulierung
Die Sicherungsschicht ist Schicht 2 des OSI-Modells. Sie ist für die lokale Datenübertragung in Form von Frames zuständig. Im Ethernet-LAN werden MAC-Adressen verwendet, um Frames lokal zuzustellen. Switches arbeiten typischerweise auf Schicht 2, lernen MAC-Adressen über die Quell-MAC-Adresse eingehender Frames und leiten Frames anhand der Ziel-MAC-Adresse weiter. VLANs ermöglichen eine logische Trennung von Broadcast-Domänen auf Schicht 2. ARP wird in IPv4-Netzen verwendet, um zu einer IP-Adresse die passende MAC-Adresse im lokalen Netz zu ermitteln. STP verhindert Layer-2-Schleifen, die sonst Broadcast-Stürme und Netzwerkausfälle verursachen können.
Wichtigste Merksätze
Schicht 2 = Sicherungsschicht.
Schicht 2 arbeitet mit Frames.
Ethernet-Frame = lokaler Datenrahmen.
MAC-Adresse = lokale Hardwareadresse.
MAC = Schicht 2.
IP = Schicht 3.
MAC gilt lokal.
IP gilt netzübergreifend.
Switch = Schicht 2.
Router = Schicht 3.
Hub = Schicht 1.
Switch lernt über Quell-MAC.
Ziel-MAC entscheidet über Weiterleitung.
Bekannte Ziel-MAC = gezielte Weiterleitung.
Unbekannte Ziel-MAC = Flooding.
Broadcast = an alle.
Broadcast-MAC = FF:FF:FF:FF:FF:FF.
Broadcast und Flooding sind nicht dasselbe.
VLAN = logische Trennung auf Schicht 2.
VLAN ist nicht Subnetz.
Access-Port = ein VLAN.
Trunk-Port = mehrere VLANs.
802.1Q = VLAN-Tagging.
VLAN zu VLAN braucht Routing.
ARP findet MAC zu IP.
ARP-Anfrage = Broadcast.
ARP-Antwort = meistens Unicast.
IPv4 nutzt ARP.
IPv6 nutzt NDP.
STP verhindert Layer-2-Schleifen.
Ethernet-Frames haben keine TTL.
Broadcast-Sturm kann ein LAN lahmlegen.
MAC Flapping kann auf eine Schleife hinweisen.
Falsches VLAN kann wie ein IP-Problem aussehen.
Erst Link,
dann MAC/VLAN,
dann IP.