Zur Übung

TCP/IP-Modell

Das echte Protokoll-Modell hinter dem Internet – und sein Vergleich mit OSI

Hier lernst du

4 Schichten des TCP/IP-Modells

Du kennst die 4 Schichten und ihre Aufgaben

OSI vs. TCP/IP vergleichen

Du erkennst, wie OSI-Schichten auf TCP/IP abgebildet werden

Protokolle zuordnen

Du kannst HTTP, TCP, IP und Ethernet den richtigen Schichten zuordnen

1. Warum gibt es zwei Modelle?

Das OSI-Referenzmodell wurde in den 1980er-Jahren als theoretisches Lehr- und Planungsmodell entwickelt – ein ideales Gerüst, das zeigt, wie Netzwerkkommunikation aufgebaut sein sollte. Das TCP/IP-Modell dagegen entstand aus der Praxis: Es beschreibt, wie das Internet tatsächlich funktioniert.

OSI-Modell (7 Schichten)

  • ▸ Entwickelt 1984 von ISO & ITU
  • ▸ Theoretisches Referenzmodell
  • ▸ 7 klar abgegrenzte Schichten
  • ▸ Ideal für Lehre, Fehleranalyse, Planung
  • ▸ In der Praxis selten 1:1 umgesetzt

TCP/IP-Modell (4 Schichten)

  • ▸ Entwickelt ab 1970er, ARPANET-Ursprung
  • ▸ Praktisches Protokollmodell des Internets
  • ▸ 4 Schichten (kompaktere Gliederung)
  • ▸ Grundlage aller modernen Netzwerke
  • ▸ Protokollfamilie: TCP, IP, HTTP, DNS …

Merksatz

OSI erklärt warum Netzwerke so aufgebaut sind. TCP/IP beschreibt wie das Internet tatsächlich kommuniziert. In der Praxis verwendet man TCP/IP, zum Erklären und Troubleshooten nutzt man OSI.

2. Die 4 Schichten des TCP/IP-Modells

Stell dir das TCP/IP-Modell wie eine vereinfachte Bauanleitung vor: Wo OSI 7 Schritte beschreibt, fasst TCP/IP zusammen, was in der Praxis zusammengehört.

4
Anwendungsschicht Application Layer

Alles was die Anwendung braucht – entspricht OSI-Schichten 5, 6 & 7 zusammen

HTTP/S FTP SMTP DNS SSH DHCP SNMP
↔ OSI 5+6+7
3
Transportschicht Transport Layer

Ende-zu-Ende-Verbindung mit Ports; entspricht OSI-Schicht 4

TCP UDP
↔ OSI 4
2
Internetschicht Internet Layer

IP-Adressierung & Routing quer durchs Internet; entspricht OSI-Schicht 3

IPv4 / IPv6 ICMP ARP
↔ OSI 3
1
Netzzugangsschicht Network Access Layer

Physikalische Übertragung & lokale Adressierung; entspricht OSI-Schichten 1 & 2

Ethernet WLAN 802.11 MAC-Adressen Kabel / Funk
↔ OSI 1+2

3. OSI vs. TCP/IP – direkter Vergleich

Die folgende Gegenüberstellung zeigt, wie die 7 OSI-Schichten auf die 4 TCP/IP-Schichten abgebildet werden. Schichten 5, 6 und 7 von OSI werden im TCP/IP-Modell zu einer einzigen „Anwendungsschicht" zusammengefasst.

OSI-Modell (7 Schichten)

7 – AnwendungApplication
6 – DarstellungPresentation
5 – SitzungSession
4 – TransportTransport
3 – VermittlungNetwork
2 – SicherungData Link
1 – BitübertragungPhysical

TCP/IP-Modell (4 Schichten)

4 – Anwendungsschicht
(OSI 5+6+7 zusammengefasst)
3 – Transportschicht
(= OSI 4)
2 – Internetschicht
(= OSI 3)
1 – Netzzugangsschicht
(OSI 1+2 zusammengefasst)

4. Typische Protokolle – was kommuniziert auf welcher Schicht?

Jedes Protokoll arbeitet auf einer bestimmten Schicht. Ein Protokoll ist wie eine Sprache: Sender und Empfänger müssen dieselbe Sprache auf derselben Schicht sprechen.

4

Anwendungsschicht – direkt für den Nutzer

HTTP / HTTPS

Webseiten laden

Port 80 / 443

DNS

Namensauflösung

Port 53

DHCP

IP-Adresse beziehen

Port 67/68

SSH / FTP / SMTP

Terminal / Datei / Mail

Port 22 / 21 / 25

3

Transportschicht – zuverlässig oder schnell?

TCP – Transmission Control Protocol

  • ▸ Verbindungsorientiert (3-Way-Handshake)
  • ▸ Garantiert Reihenfolge & Vollständigkeit
  • ▸ Für: HTTP, HTTPS, SSH, FTP, SMTP
  • ▸ Langsamer wegen Bestätigungen

UDP – User Datagram Protocol

  • ▸ Verbindungslos – kein Handshake
  • ▸ Keine Garantie, keine Reihenfolge
  • ▸ Für: DNS, DHCP, Video-Streaming, VoIP
  • ▸ Schneller, geringerer Overhead
2

Internetschicht – die Postleitzahl des Internets

IPv4 / IPv6

IP-Adressierung & Routing

ICMP

Fehlermeldungen (ping)

ARP

IP → MAC-Auflösung

1

Netzzugangsschicht – Bits über Kabel oder Luft

Ethernet (IEEE 802.3)

Kabelgebunden, Frames

WLAN (IEEE 802.11)

Funk, CSMA/CA

MAC-Adresse

Geräteadresse im LAN

5. Ein Browser-Request – durch alle 4 Schichten

Du tippst https://eduhigh.net in den Browser. Was passiert jetzt auf jeder TCP/IP-Schicht?

Schicht 4 – Anwendung

Browser sendet HTTPS-Request

GET / HTTP/1.1
Host: eduhigh.net

Schicht 3 – Transport

TCP fügt Port & Header hinzu

Quellport z.B. 52341
Zielport: 443 (HTTPS)

Schicht 2 – Internet

IP-Header mit Adressen

Quelle: 192.168.1.10
Ziel: IP des Servers

Schicht 1 – Netzzugang

Ethernet-Frame über Kabel/WLAN

MAC-Adressen für lokales Netz
Bits als Signale übertragen

Zusammenfassung

OSI vs. TCP/IP auf einen Blick:

  • ▸ OSI = 7 Schichten, Theoriemodell, ideal für Erklärung
  • ▸ TCP/IP = 4 Schichten, Praxismodell, das Internet nutzt es
  • ▸ OSI 5+6+7 → TCP/IP Anwendungsschicht
  • ▸ OSI 1+2 → TCP/IP Netzzugangsschicht

Die wichtigsten Protokolle:

  • ▸ HTTP/S (Schicht 4) → Webseiten
  • ▸ TCP/UDP (Schicht 3) → Transport
  • ▸ IP (Schicht 2) → Routing
  • ▸ Ethernet/WLAN (Schicht 1) → Bits übertragen