OSI-Modell
Beim OSI-Modell handelt es sich um ein Referenzmodell für Netzwerkprotokolle. Es verfolgt das Ziel, die systemübergreifende Kommunikation zu beschreiben.
Das Modell definiert 7 aufeinanderfolgende Schichten, die eine Nachricht durchläuft und die jeweils unterschiedliche Aufgaben haben.
Die Informationen aus diesem Beitrag habe ich großteils aus Wikipedia entnommen (https://de.wikipedia.org/wiki/OSI-Modell).
Application Layer (Schicht 7)
Dies ist die Anwendung (z. B. ein Browser), der die Verbindung zu den darunter liegenden Schichten darstellt.
Presentation Layer (Schicht 6)
In dieser Schicht werden die Daten in ein einheitliches Format gebracht, damit dies das entsprechende System lesen kann. Themen wie Verschlüsselung oder Kompression sind Teil dieser Sicht.
Session Layer (Schicht 5)
Diese Schicht ist zuständig, dass die Prozesskommunikation zwischen Systemen funktioniert. Da mehrere Verbindungen von einem System zu einem anderen aufgebaut werden können, müssen diese unterscheidbar sein. Mit der Hilfe von Check-Points können auch abgebrochene Verbindungen so wiederhergestellt werden, dass die Verbindung wieder synchronisiert werden kann, ohne die Übertragung von vorne zu starten.
Transport Layer (Schicht 4)
Diese Schicht kümmert sich um die Segmentierung der Daten zur Stauvermeidung und Sicherstellung einer fehlerfreien Übertragung. Ein solches Segment (Service Data Unit) enthält neben den Daten die Ports von Quell- und Zielsystem.
Network Layer (Schicht 3)
Die wichtigste Aufgabe dieser Schicht ist das Routing von Nachrichten bzw. die Aktualisierung von Routingtabellen.
Pakete, die weitervermittelt werden, werden nicht an höhere Schichten weitergereicht, sondern mit einem neuen Zwischenziel versehen und an den nächsten Knoten weitergeleitet.
Das Segment wird um die IP-Adresse des Quell- und des Zielsystems erweitert.
Data Link Layer (Schicht 2)
Diese Schicht kümmert sich um eine zuverlässige (weitgehend fehlerfreie) Übertragung und regelt den Zugriff auf das Übertragungsmedium.
Daten werden in Blöcke (Frames) aufgeteilt, die mit Prüfsummen versehen werden. Damit können fehlerhafte Blöcke erkannt und verworfen oder ggf. korrigiert werden. Eine neuerliche Anforderung eines Blockes sieht diese Schicht nicht vor.
Eine Datenflusskontrolle ermöglicht es, dem Empfänger zu steuern, mit welcher Geschwindigkeit dieser Blöcke senden darf.
Die Blöcke werden um die MAC-Adresse des Quell- und Zielsystems erweitert.
Physical Layer (Schicht 1)
Dies ist die unterste Schicht. Sie stellt mechanische, elektrische und weitere funktionale Hilfsmittel zur Verfügung, um physische Verbindungen zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, sie aufrechtzuerhalten und Bits darüber zu übertragen.
TCP/IP-Modell
Das TCP/IP-Modell gruppiert diese Schichten in 4 Gruppen:
Application
Enthält die Schichten 5 bis 7. Vertreter dieser Schicht sind u. a. DHCP, DNS, FTP, HTTP, HTTPS und LDAP.
Transport
Enthält die Schicht 4. Vertreter dieser Schicht sind u. a. TCP und UDP.
Network
Enthält die Schicht 3. Vertreter dieser Schicht sind u. a. IGMP, IP und IPsec.
Network Interface
Enthält die Schichten 1 und 2. Vertreter dieser Schicht sind u. a. IEEE 802.3 (Ethernet) und IEEE 802.11 (WLAN).
NAT – Network Address Translation
Wenn das Quell- und das Zielsystem nicht im gleichen Subnetz sind und ein ARP-Request (Auflösung der MAC-Adresse) nicht möglich ist, dann wird der Request an den Standard-Gateway gesendet. Die IP-Adressen aus Layer 3 bleiben in diesem Fall die interne IP vom Quellsystem sowie die korrekte IP-Adresse des Zielsystems, aber die Ziel-MAC wird vom Standardgateway verwendet.
Der Router erhält nun diesen Request und erkennt, dass er nicht für ihn bestimmt ist. Daher geht Layer 3 her und passt die Quell-IP-Adresse an die öffentliche des Routers an und sendet den Request an seinen Standard-Gateway weiter. Zusätzlich merkt sich der Router, dass er den Request angepasst hat und wer ursprünglich die Nachricht versendet hat im sogenannten NAT-Table, damit er die Antwort an das richtige System weiterleiten kann.