AB 02 — Das OSI-Referenzmodell
Das OSI-Referenzmodell
Abschnitt betitelt „Das OSI-Referenzmodell“Um die Komplexität des Datenaustauschs zu vereinfachen, wurde das OSI-Schichten-Modell in sieben Schichten unterteilt.
Die Schichten 1 bis 4 gehören zum Transportsystem. Die Schichten 5-7 sind anwendungsorientierte Schichten. Jede Schicht behandelt eine Anforderung, die für eine funktionierende Kommunikation erfüllt werden muss.
Es gibt einige Eselsbrücken/Informatik-Merksprüche zu den Namen der einzelnen OSI-Schichten z.B. “Please Do Not Throw Salami Pizza Away” (Physical Layer, Data Link Layer usw.), oder in umgekehrter Reihenfolge: „All People Seem to Need Data Processing“.
Im Rahmen dieses Kurses interessieren wir uns hauptsächlich für das Transportsystem (Schichten 1-4).
Das TCP/IP - Modell
Das TCP/IP-Modell ist ein weiteres Referenzmodell, benannt nach den beiden primären Protokollen TCP und IP. Es ist zeitlich vor dem OSI-Referenzmodell entstanden, deshalb sind auch die Erfahrungen des TCP/IP-Modells mit in die OSI-Standardisierung eingeflossen. Das TCP/IP-Referenzmodell besteht im Gegensatz zum OSI-Modell aus nur vier Schichten: Application Layer, Transport Layer, Internet Layer, Network Layer.
Wenn ein Computer (Host A) Daten an einen anderen Computer (Host B) senden will, müssen die Daten zunächst zu Datenpaketen gepackt werden. Dieser Vorgang wird Kapselung genannt. Bei der Kapselung werden Daten vor der Übertragung über das Netz in die benötigten Protokollinformationen eingeschlossen. Zu diesem Zweck wird das Datenpaket, während es die verschiedenen Schichten des OSI-Modells durchläuft, mit Headern, Trailern und weiteren Angaben versehen.
Eine Information kann z. B. in einem LAN abgesendet werden, dann ins Internet weitergeleitet werden und schließlich ihr Ziel in einem anderen entfernten LAN erreichen. Während die Daten die Schichten des OSI-Modells durchlaufen, werden Header und Endmarken hinzugefügt. Um eine zuverlässige Kommunikation über ein Netz zu ermöglichen, müssen zu versendende Daten in Pakete verpackt werden Die obersten drei Schichten (Schichten 5-7) bereiten die Daten für die Übertragung vor, indem sie sie in ein allgemein gebräuchliches Übertragungsformat überführen.
Die Transportschicht teilt die Daten in Einheiten leichter zu verarbeitender Größe auf. Diese Einheiten werden als Segmente bezeichnet. Außerdem weist sie den Segmenten Segmentnummern zu, um sicherzustellen, dass der empfangende Host die Daten wieder in der richtigen Reihenfolge zusammensetzen kann. Die Vermittlungsschicht kapselt das Segment anschließend in einem Paket. Schließlich wird das Paket von der Vermittlungsschicht noch mit einer Ziel- und Quellnetzwerkadresse (in der Regel eine IP-Adresse) versehen.
Die Sicherungsschicht kapselt das Paket weiter und erstellt einen Frame. Dem Frame wird die lokale Quell- und Zieladresse (MAC-Adresse) hinzugefügt. Anschließend überträgt die Sicherungsschicht die binären Bits des Frames über die Medien der Bitübertragungsschicht.
Weitere Infos: https://www.youtube.com/watch?v=TcIV_qc-eOU
Praktische Übung
Abschnitt betitelt „Praktische Übung“Lade die Software Wireshark herunter.
Wireshark ist ein Werkzeug zur Netzwerküberwachung, das es uns ermöglicht, alle Pakete, die wir auf unserem Computer empfangen oder senden, zu erfassen. Wir können sie uns dann ansehen. Sobald du Wireshark heruntergeladen und installiert hast, wähle im Erfassungsmenü die „Options“ aus.
Sobald Sie Wireshark heruntergeladen und installiert haben, wählen Sie im Menü „Capture“ die Option „Options“.
Sie werden nun eine Übersicht über alle Ihre Netzwerkkarten sehen:
In meinem Fall ist es die Ethernet-Schnittstelle, die ich erfassen möchte. Klicken Sie auf Start, und es werden alle Pakete erfasst, die in diese Schnittstelle ein- und austreten.
Es wird so aussehen:
Sie werden viele Dinge sehen, machen Sie sich keine Sorgen darüber, was Sie hier sehen. Wenn Sie mehr über Netzwerke lernen, werden Sie auch mehr über die verschiedenen Netzwerkprotokolle und deren Pakete/Frames erfahren. Wir werden einen einzelnen Frame erfassen und ihn genauer unter die Lupe nehmen. Dazu verwenden wir einen Filter, damit Wireshark nur diesen Verkehr anzeigt:
Geben Sie in der grünen Leiste oben links den folgenden Filter ein.
Öffnen Sie jetzt Ihren Webbrowser und rufen Sie http://cisco.com auf.
Sobald die Webseite geladen ist, werfen Sie einen Blick auf Wireshark:
Ein einzelnes Paket wird mit der Anfrage unseres Browsers angezeigt, um die http://cisco.com Website abzurufen. In der unteren Bildschirmhälfte können wir den Inhalt dieses Frames betrachten.
Wireshark hat die erste Information hinzugefügt. Es zeigt uns, dass wir einen Ethernet-Frame empfangen haben, und gibt zudem die Ankunftszeit an. Hier ist der zweite Teil:
Oben sehen wir die zweite Schicht des OSI-Modells. Das ist der Ethernet-Frame, der die Quell- und Ziel-MAC-Adressen anzeigt. Er gibt auch den Typ an. In diesem Fall enthält unser Ethernet-Frame ein IPv4-Paket. Schauen wir es uns an:
Oben sehen wir das IP-Paket. Dies ist die dritte Schicht des OSI-Modells. Machen Sie sich keine Sorgen um die verschiedenen Felder hier – wir werden sie später behandeln. Zwei Dinge, die Sie oben erkennen können, sind die Quell- und Ziel-IP-Adressen. Lassen Sie uns weitermachen:
Oben sehen wir die vierte Schicht des OSI-Modells. Hier verwenden wir TCP als Transportprotokoll (das wir später detailliert besprechen werden). Nicht zuletzt, die letzte Schicht des OSI-Modells:
Oben sehen Sie Schicht sieben, die Anwendungsschicht. Beachten Sie, dass hier keine separate Sitzung- oder Darstellungsschicht angezeigt wird. Einige Informationen zum HTTP-Protokoll sind hier zu erkennen. Wir haben eine GET-Anfrage verwendet, um cisco.com abzurufen; als User Agent habe ich Mozilla (Firefox) genutzt.
Fazit Sie haben nun das OSI-Modell und seine verschiedenen Schichten kennengelernt. Außerdem haben Sie gesehen, wie dies in der Praxis angewendet wird – anhand einer Paketerfassung in Wireshark. In weiteren Lektionen werden Sie feststellen, dass wir Wireshark häufig nutzen, um verschiedene Netzwerkprotokolle und deren innere Funktionsweise zu untersuchen.
