Aufgabe 1
Zeigen Sie den tabellarischen Aufbau des OSI-Referenz-Modells auf, indem Sie die Layer-Nr., den Namen auf englisch und deutsch sowie die Aufgaben der Schicht darstellen.
OSI-Referenzmodell:
| Nummer | Layer (Englisch) | Layer (Deutsch) | Aufgaben |
|---|---|---|---|
| 1 | Physical Layer | Physikalische Schicht | Übertragung von Bits über ein physisches Medium (z.B. Kabel, Funkwellen) |
| 2 | Data Link Layer | Sicherungsschicht | Fehlerfreie Datenübertragung zwischen direkt verbundenen Netzwerkgeräten |
| 3 | Network Layer | Netzwerkschicht | Adressierung und Routing von Datenpaketen über Netzwerke |
| 4 | Transport Layer | Transportschicht | Organisation der Datenübertragung zwischen Anwendungsprozessen |
| 5 | Session Layer | Sitzungsschicht | Verwaltung von Datenverbindungen zwischen Anwendungsprozessen |
| 6 | Presentation Layer | Darstellungsschicht | Formatierung und Verschlüsselung von Daten für die Anwendung |
| 7 | Application Layer | Anwendungsschicht | Bereitstellung von Netzwerkdiensten und -anwendungen für Benutzer |
Aufgabe 2
Welche Ziele werden mit der Nutzung / Erläuterung von Netzwerken mithilfe des OSI-Referenz-Modells verfolgt?
Das OSI-Modell ist aufgebaut wie eine Briefsendung:
- Jede Schicht hat ihre eigene Aufgabe:
- Genauso wie beim Briefeschreiben hat jede Schicht im OSI-Modell eine bestimmte Aufgabe,
- um die Daten von einem Computer zum anderen zu übertragen.
- Die Schichten arbeiten zusammen:
- Genauso wie beim Briefeschreiben müssen alle Schichten zusammenarbeiten,
- damit der Brief erfolgreich zugestellt wird.
- Das Modell hilft uns, Netzwerke zu verstehen:
- Das OSI-Modell ist wie eine Anleitung zum Verstehen von Netzwerken.
- Es zeigt uns, wie die einzelnen Teile eines Netzwerks zusammenarbeiten.
*Mit dem OSI-Modell kann man Netzwerke besser verstehen und Probleme lösen, wenn etwas nicht funktioniert.
Aufgabe 3
Beschreiben Sie die einzelnen Schichten nun etwas detaillierter. Was sind die Aufgaben, welche Pakete werden genutzt, welche Fehler könnten in dieser Schicht vorliegen?
| Nummer | Layer (Deutsch) | Aufgaben | Pakete | Mögliche Fehler |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Physikalische Schicht | Übertragung von Bits über ein physisches Medium (z.B. Kabel, Funkwellen) | Bits | Kabeldefekte, Rauschen, Interferenzen, Signalverzerrungen |
| 2 | Sicherungsschicht | Fehlerfreie Datenübertragung zwischen direkt verbundenen Netzwerkgeräten | Frames | Bitfehler, Kollisionen (bei Ethernet), Verzerrungen, Synchronisationsverluste |
| 3 | Netzwerkschicht | Adressierung und Routing von Datenpaketen über Netzwerke | Pakete | Falsche Adressierung, Subnetzmaskenfehler, Routing-Schleifen, Paketverluste |
| 4 | Transportschicht | Organisation der Datenübertragung zwischen Anwendungsprozessen | Segmente = TCP, Datagramme = UDP | Verbindungsabbrüche, Paketverluste, Verzögerungen, Reihenfolgefehler |
| 5 | Sitzungsschicht | Verwaltung von Datenverbindungen zwischen Anwendungsprozessen | - | Verbindungsauf- und -abbau, Synchronisationsfehler, Token-Verluste |
| 6 | Darstellungsschicht | Formatierung und Verschlüsselung von Daten für die Anwendung | - | Datenformatierungsfehler, Komprimierungsfehler, Entschlüsselungsfehler |
| 7 | Anwendungsschicht | Bereitstellung von Netzwerkdiensten und -anwendungen für Benutzer | - | Protokollfehler, Anwendungsfehler, Zugriffsberechtigungen, Kompatibilitätsprobleme |
Lösung:
Aufgabe 1
| Layer-Nr. | Englischer Name | Deutscher Name | Aufgaben der Schicht |
|---|---|---|---|
| 7 | Application | Anwendung | Bereitstellung von Netzwerkdiensten für Anwendungen |
| 6 | Presentation | Darstellung | Datenübersetzung, Verschlüsselung und Kompression |
| 5 | Session | Sitzung | Aufrechterhaltung und Beendigung von Kommunikationssitzungen |
| 4 | Transport | Transport | Zuverlässiger Datenaustausch und Flusskontrolle |
| 3 | Network | Netzwerk | Routing, Logische Adressierung, Paketweiterleitung |
| 2 | Data Link | Sicherung | Zuverlässige Datenübertragung im lokalen Netzwerk |
| 1 | Physical | Bitübertragungsschicht | Physikalische Verbindung und Bitübertragung |
Aufgabe 2
- Standardisierung:
- Ziel: Eine gemeinsame Basis für die Entwicklung von Netzwerktechnologien schaffen.
- Erläuterung: Das OSI-Referenzmodell bietet einen Rahmen für die Standardisierung von Netzwerkprotokollen und -technologien. Dies ermöglicht die Interoperabilität verschiedener Systeme und Geräte, die auf der ganzen Welt entwickelt werden.
- Klare Strukturierung:
- Ziel: Die Komplexität von Netzwerken in überschaubare Schichten unterteilen.
- Erläuterung: Das Modell organisiert Netzwerkfunktionalitäten in sieben klar definierte Schichten. Dies erleichtert das Verständnis, die Entwicklung und den Betrieb von Netzwerklösungen, indem komplexe Aufgaben in leichter handhabbare Teile zerlegt werden.
- Fehlerisolierung und -behebung:
- Ziel: Die Lokalisierung von Fehlern in Netzwerken vereinfachen.
- Erläuterung: Durch die klare Schichtstruktur des OSI-Modells kann bei Netzwerkproblemen leichter identifiziert werden, in welcher Schicht der Fehler auftritt. Dies erleichtert die Fehlerdiagnose und -behebung.
- Förderung von Interoperabilität:
- Ziel: Die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Systemen und Technologien ermöglichen.
- Erläuterung: Das OSI-Modell fördert die Interoperabilität, da es als Referenzrahmen dient, dem verschiedene Hersteller bei der Entwicklung ihrer Netzwerkprodukte folgen können. Dadurch wird die nahtlose Integration von Produkten unterschiedlicher Hersteller erleichtert.
Aufgabe 3
- Bitübertragungsschicht (Physical Layer):
- Aufgaben: Übertragung von Bitfolgen über physikalische Medien (Kabel, Funkwellen).
- Genutzte Pakete: Bits.
- Mögliche Fehler: Signalverlust, Rauschen, Physische Kabelprobleme.
- Sicherungsschicht (Data Link Layer):
- Aufgaben: Zuverlässige Übertragung von Frames zwischen direkt benachbarten Knoten. Adressierung, Fehlererkennung und -korrektur.
- Genutzte Pakete: Frames.
- Mögliche Fehler: Kollisionen, verlorene Frames, Duplikate.
- Netzwerkschicht (Network Layer):
- Aufgaben: Logische Adressierung, Routing von Paketen zwischen verschiedenen Netzwerken, Paketweiterleitung.
- Genutzte Pakete: Pakete.
- Mögliche Fehler: Fehlerrate bei der Weiterleitung, Routing-Probleme.
- Transportschicht (Transport Layer):
- Aufgaben: Segmentierung von Daten in kleinere Einheiten, Flusskontrolle, Zuverlässige Übertragung von Daten zwischen Endsystemen.
- Genutzte Pakete: Segmente.
- Mögliche Fehler: Datenverlust, Überlastung, fehlerhafte Reihenfolge der Segmente.
- Sitzungsschicht (Session Layer):
- Aufgaben: Aufrechterhaltung und Beendigung von Sitzungen, Synchronisation von Datenübertragung.
- Genutzte Pakete: Keine eigenen Pakete, verwendet die Dienste der darunterliegenden Schichten.
- Mögliche Fehler: Sitzungsabbruch, Probleme bei der Synchronisation.
- Darstellungsschicht (Presentation Layer):
- Aufgaben: Datenübersetzung, Verschlüsselung, Kompression, Umwandlung von Datenformaten.
- Genutzte Pakete: Keine eigenen Pakete, verwendet die Dienste der darunterliegenden Schichten.
- Mögliche Fehler: Probleme bei der Datenübersetzung, Dekodierung oder Verschlüsselung.
- Anwendungsschicht (Application Layer):
- Aufgaben: Bereitstellung von Netzwerkdiensten für Anwendungen, Nutzerinteraktion.
- Genutzte Pakete: Nutzerdaten.
- Mögliche Fehler: Anwendungsfehler, unerwartetes Verhalten von Anwendungen.