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In dieser Blog reihe möchte ich von A bis Z auf die Grundlagen der Netzwerktechnik eingehen. In den ersten Teilen möchte ich eine Übersicht der verschiedenen OSI Schichten bieten.

Das OSI Modell

Vorweg, für die Praxis spielt das OSI-Modell eher eine untergeordnete Rolle, da gerade die obersten Schichten im TCP/IP Modell zusammengefasst wurden. Voll ausgeschrieben heißt es, im Englischen, „Open Systems Interconnection model“, also „Offenes System Zusammenschaltungs Modell“ und wurde 1977 von der ISO (International Organization for Standardization), als Grundlage für offene Kommunikationsstandards entworfen.

Das OSI-Modell ist ein wichtiges Werkzeug für die Netzwerktechnologie und die Netzwerk-Administration, da es eine einheitliche Sprache und Struktur für die Beschreibung und den Betrieb von Netzwerken bietet und wurde als universelles Schichtenmodell entwickelt, das heißt, das Technologien zwar nur für eine Schicht entwickelt werden, aber in jeder Schicht die verwendete Technik frei wählbar ist. Dabei kann jede Schicht nur mit der direkt vorausgegangen und der direkt nachfolgenden Schicht Daten austauschen. Daten werden immer von Schicht 1 bis 7 zum Endsystem / Benutzer und von Schicht 7 bis 1 zurück ins Netzwerk übertragen. Sämtliche Schichten sind dabei nacheinander (Sequenziell) abzuarbeiten und werden insgesamt Zweimal je System durchlaufen (Jeweils einmal beim Senden und Empfangen von Daten).

1. Physikalische Schicht: Diese Schicht beschreibt die physischen Eigenschaften der Übertragungsmedien und den Aufbau der physikalischen Verbindungen zwischen den Geräten.
2. Sicherungsschicht: Diese Schicht stellt Mechanismen bereit, um eine zuverlässige Übertragung von Daten zwischen Geräten zu gewährleisten und Fehler zu erkennen und zu korrigieren.
3. Vermittlungsschicht: Diese Schicht ist verantwortlich für die Verwaltung von Netzwerkadressen, Routing-Entscheidungen und den Aufbau von Verbindungen zwischen Geräten.
4. Transportschicht: Diese Schicht ermöglicht eine fehlerfreie Übertragung von Datenströmen zwischen Geräten und stellt sicher, dass alle Datenpakete korrekt übertragen werden.
5. Sitzungsschicht: Diese Schicht ist für die Verwaltung von Sitzungen zwischen Geräten verantwortlich, einschließlich des Aufbaus, der Aufrechterhaltung und des Abbaus von Verbindungen.
6. Darstellungsschicht: Diese Schicht ist verantwortlich für die Konvertierung von Daten in ein geeignetes Format für die Übertragung und die Aufrechterhaltung der Datenintegrität während der Übertragung.
7. Anwendungsschicht: Diese Schicht stellt Anwendungen und Dienste bereit, die auf Netzwerkressourcen zugreifen können, einschließlich Dateiübertragung, E-Mail, Web-Browsing und anderen Anwendungen.

Schicht	Name	Anwendungen
7	Anwendungen	HTTP, FTP, DNS, SNMP, SSH
6	Darstellung / Präsentation	SSL, TLS
5	Sitzung	NetBIOS, PPTP
4	Transport	TCP, UDP
3	Vermittlung-/Paket	IP, ARP, ICMP, IPSec
2	Sicherung	Ethernet, PPP, ATM
1	Bitübertragung	Ethernet, USB, Bluetooth, IEEE 802.11 (W-Lan), DSL, RS-232

Das TCP/IP-Modell

Das TCP/IP-Modell wurde um 1970 aus verschiedenen Projekten bei der Amerikanischen Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) entwickelt und ist somit 7 Jahre älter als das OSI-Modell.
Auch hier war das Ziel eine einheitliche Basis für den Datenaustausch unter Vernetzten Computern zu definieren. Im Gegensatz zum OSI-Modell wurden hier aber viele Schichten zusammengefasst, es ist somit deutlich Praxisorientierter

1. Netzwerkzugangsschicht: Diese Schicht beschreibt die physischen und elektronischen Eigenschaften der Übertragungsmedien und den Aufbau der physischen Verbindungen zwischen den Geräten. Sie umfasst die Protokolle, die zum Senden und Empfangen von Daten über physische Netzwerkmedien wie Ethernet, Wi-Fi und andere verwendet werden.

2. Internetschicht: Diese Schicht ist verantwortlich für die Übertragung von Daten zwischen Netzwerken und die Adressierung von Datenpaketen. Sie verwendet das Internet Protocol (IP), um Datenpakete zwischen verschiedenen Netzwerken zu senden und zu empfangen.

3. Transportschicht: Diese Schicht ist verantwortlich für die Übertragung von Daten zwischen Anwendungen auf verschiedenen Geräten und stellt sicher, dass alle Datenpakete korrekt übertragen werden. Sie umfasst das Transmission Control Protocol (TCP) und das User Datagram Protocol (UDP).

4. Anwendungsschicht: Diese Schicht stellt Anwendungen und Dienste bereit, die auf Netzwerkressourcen zugreifen können, einschließlich Web-Browsing, E-Mail, File-Transfer-Protokolle (FTP) und anderen Anwendungen. Es enthält Protokolle wie Hypertext Transfer Protocol (HTTP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), File Transfer Protocol (FTP) und andere.

Schicht	Name	Anwendungen
4	Anwendungen	HTTP, SMTP, DNS, SSH, SNMP
3	Transport	TCP, UDP
2	Internet	ARP, IP, IGMP, ICMP
1	Netzwerkzugang	Ethernet, Token Ring

Layer 0

In der Regel wird das OSI-Schichtenmodell und das TCP/IP-Modell mit 7 bzw. 4 Schichten beschrieben. Daher gibt es in diesen Modellen keinen Layer 0.

Manchmal wird der Begriff „Layer 0“ jedoch informell verwendet, um die physischen Komponenten eines Netzwerks zu beschreiben, die unterhalb der physikalischen Schicht (Layer 1) des OSI-Modells liegen. Dies umfasst die tatsächlichen Kabel, Stecker, Verbindungen, Netzwerkadapter und andere Hardwarekomponenten, die zur Übertragung von Signalen im Netzwerk verwendet werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass der Begriff „Layer 0“ jedoch nicht Teil des formellen OSI- oder TCP/IP-Modells ist und je nach Kontext unterschiedliche Bedeutungen haben kann.

Layer 8

Ebenso wie der „Layer 0“ ist der „Layer 8“ nicht offiziell Teil des OSI-Modells.

Der Begriff „Layer 8“ wird oft Satirisch oder humorvoll verwendet, um die menschlichen Faktoren zu beschreiben, die in der Netzwerktechnologie eine Rolle spielen, aber nicht direkt in den formalen Schichtenmodellen wie dem OSI-Modell oder dem TCP/IP-Modell enthalten sind.

„Layer 8“ bezieht sich auf die Idee, dass es eine zusätzliche, inoffizielle Schicht gibt, die sich auf menschliches Verhalten und Entscheidungen bezieht. Es bezieht sich darauf, dass die Entscheidungen und das Verhalten von Menschen, wie Netzwerkadministratoren, Benutzern oder Entscheidungsträgern, Auswirkungen auf die Netzwerksicherheit, die Verfügbarkeit von Ressourcen und die Netzwerkperformance haben können.

In diesem Sinne kann „Layer 8“ als humorvolle Art und Weise angesehen werden, um auf die Tatsache hinzuweisen, dass menschliche Faktoren oft vernachlässigt werden können, wenn es um Netzwerktechnologie geht. Es kann auch als Erinnerung dienen, dass es wichtig ist, die menschlichen Aspekte in die Netzwerkplanung und -sicherheit mit einzubeziehen.

Ein bekannter Ausspruch, unter IT-Spezialisten, ist die Fehlerbeschreibung: „Fehler im Layer 8“, was nichts anderes bedeutet, als dass der Anwender / Benutzer das Problem ist, sprich kein technisches, sondern ein Bedienungsproblem vorliegt.