Die 7 Schichten des OSI-Modells, Zuordnung zu Protokollen (HTTP, TCP, UDP, IP, ARP, Ethernet), Kapselung (PDU) und Header-Informationen.
📖 Fachtheorie & KMK-Prüfungswissen
1. Das OSI-7-Schichtenmodell (Open Systems Interconnection)
Das OSI-Referenzmodell der ISO dient als herstellerunabhängiger theoretischer Rahmen für Netzwerkkommunikation:
| Schicht # | Schichtname (EN / DE) | PDU (Einheit) | Protokolle / Standards | Netzwerkgerät |
|---|
| 7 | Application (Anwendung) | Daten | HTTP, HTTPS, DNS, DHCP, SSH, SMTP | Layer-7-Firewall, Proxy |
| 6 | Presentation (Darstellung) | Daten | TLS/SSL, ASCII, UTF-8, JPEG, JSON | - |
| 5 | Session (Sitzung) | Daten | RPC, NetBIOS, Sockets | - |
| 4 | Transport (Transport) | Segment (TCP) / Datagramm (UDP) | TCP (verbindungsorientiert), UDP (verbindungslos) | Layer-4-Switch |
| 3 | Network (Vermittlung) | Paket | IPv4, IPv6, ICMP, OSPF, BGP, ARP | Router, Layer-3-Switch |
| 2 | Data Link (Sicherung) | Frame (Rahmen) | Ethernet (802.3), Wi-Fi (802.11), MAC, VLAN (802.1Q) | Switch (Layer 2), Bridge |
| 1 | Physical (Bitübertragung) | Bit | Kupferkabel (RJ45), LWL, Stecker, Signalspannungen | Repeater, Hub |
2. Datenkapselung (Encapsulation)
Beim Senden von Daten wandert die Nachricht von Schicht 7 abwärts zu Schicht 1. Auf jeder Schicht wird ein spezifischer Header (und auf Schicht 2 ein Trailer/FCS) hinzugefügt:
- Schicht 7-5: Anwendungsdaten
- Schicht 4: TCP/UDP-Header (Quell- und Zielport) + Daten = Segment
- Schicht 3: IP-Header (Quell- und Ziel-IP-Adresse) + Segment = Paket
- Schicht 2: Ethernet-Header (Quell- und Ziel-MAC) + Paket + FCS = Frame
- Schicht 1: Umwandlung in elektrische oder optische Signale (Bits).
✍️ Authentische IHK-Prüfungsaufgaben mit Erwartungshorizont
Zuordnung im OSI- und TCP/IP-Modell
8 Punkte
Ein Mitarbeiter ruft im Browser die Webseite 'https://intranet.company.local' auf. Dabei wirken DNS, TLS, TCP, IPv4, ARP und ein Layer-2-Switch zusammen.
Ordnen Sie die sechs genannten Begriffe jeweils der passenden OSI-Schicht (1 bis 7) mit Begründung zu.
💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)
1. DNS (Domain Name System): Schicht 7 (Application), da es ein Anwendungsprotokoll zur Namensauflösung ist. (1,5 Pkt.)
2. TLS (Transport Layer Security): Schicht 6 (Presentation), da es für Verschlüsselung und sichere Darstellung zuständig ist. (1,5 Pkt.)
3. TCP (Transmission Control Protocol): Schicht 4 (Transport), da es die zuverlässige, verbindungsorientierte Ende-zu-Ende-Übertragung steuert. (1,5 Pkt.)
4. IPv4 (Internet Protocol v4): Schicht 3 (Network), da es für logische Adressierung und Wegewahl (Routing) verantwortlich ist. (1,5 Pkt.)
5. Layer-2-Switch: Schicht 2 (Data Link), da er Frames anhand von Hardware-MAC-Adressen weiterleitet. (1 Pkt.)
6. ARP (Address Resolution Protocol): Schicht 2 / 3 (Übergang Sicherung/Netzwerk), da es IP-Adressen in physische MAC-Adressen auflöst. (1 Pkt.)