Teil 3: Die Sprache der Netze – Einführung in Protokolle & OSI-Modell

Sep. 22, 2025

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Wenn Menschen miteinander sprechen, brauchen sie eine gemeinsame Sprache. Zwei Leute, die verschiedene Sprachen sprechen, verstehen sich nicht – außer sie nutzen Dolmetscher oder Regeln. Genauso geht es Computern im Netzwerk: Auch sie brauchen Regeln, damit sie Informationen zuverlässig austauschen können. Diese Regeln nennen wir Protokolle.

Aber Kommunikation im Netzwerk ist komplexer, als es auf den ersten Blick wirkt. Es geht nicht nur darum, „Worte“ zu verstehen, sondern auch darum, wie Nachrichten verpackt, transportiert, zugestellt und wieder zusammengesetzt werden. Um all das zu ordnen, hat die IT ein Modell entwickelt: das OSI-Modell.

Was sind Protokolle?

Ein Protokoll ist eine Sammlung von Regeln, die beschreibt, wie Geräte Daten austauschen.

Es legt fest, wie Daten aufgebaut sind.
Es regelt, wie Geräte sich melden („Hallo, ich bin da“).
Es bestimmt, wie Fehler erkannt und behoben werden.

Ohne Protokolle wäre das Internet wie ein Raum voller Menschen, die gleichzeitig in verschiedenen Sprachen durcheinander reden – ein komplettes Chaos.

Beispiele für bekannte Protokolle:

HTTP/HTTPS: Webseiten aufrufen.
SMTP, POP3, IMAP: E-Mails senden und abrufen.
FTP/SFTP: Dateien übertragen.
DNS: Namen in IP-Adressen übersetzen.

Warum Schichten nötig sind

Kommunikation im Netzwerk hat viele Ebenen. Stell dir vor, du verschickst einen Brief:

Du schreibst den Inhalt (Nachricht).
Du legst ihn in einen Umschlag (Verpackung).
Du schreibst Adresse und Absender darauf (Adressierung).
Du gibst ihn bei der Post ab (Transport).
Die Post sortiert, verteilt und liefert den Brief (Zustellung).

Jede Ebene hat ihre eigene Aufgabe – und genau so ist es bei Netzwerken. Damit man dieses Zusammenspiel besser verstehen kann, wurde das OSI-Modell entwickelt.

Das OSI-Modell – 7 Schichten für klare Kommunikation

Das Open Systems Interconnection (OSI)-Modell ist eine Art Blaupause für Netzwerkkommunikation. Es teilt die Aufgaben in sieben Schichten auf. Jede Schicht hat einen klaren Job und baut auf der darunterliegenden auf.

1. Bitübertragungsschicht (Physical Layer)

Hier geht es um die physische Übertragung: Kabel, Funkwellen, Lichtimpulse.

Vergleich: die Straße, auf der Autos fahren.
Beispiel: Ethernet-Kabel, WLAN-Signal.

2. Sicherungsschicht (Data Link Layer)

Sie sorgt dafür, dass Daten fehlerfrei von einem Gerät zum nächsten übertragen werden. Außerdem organisiert sie Zugriffe auf das Übertragungsmedium.

Vergleich: die Kontrolle, dass jedes Auto in der richtigen Spur fährt.
Beispiel: MAC-Adressen, Switches.

3. Vermittlungsschicht (Network Layer)

Hier geht es um Adressierung und Routing – also den Weg durch verschiedene Netze.

Vergleich: das Navigationssystem, das entscheidet, welche Straßen benutzt werden.
Beispiel: IP-Adressen, Router.

4. Transportschicht (Transport Layer)

Diese Schicht stellt sicher, dass Daten vollständig und in richtiger Reihenfolge ankommen.

Vergleich: ein Einschreiben, das garantiert zugestellt wird.
Beispiel: TCP (zuverlässig), UDP (schnell, aber ohne Garantie).

5. Sitzungsschicht (Session Layer)

Sie organisiert die Sitzungen zwischen zwei Geräten – aufbauen, halten, beenden.

Vergleich: ein Telefonat, das begonnen und irgendwann beendet wird.
Beispiel: Remote-Protokolle, z. B. NetBIOS.

6. Darstellungsschicht (Presentation Layer)

Hier werden Daten in ein verständliches Format gebracht.

Vergleich: ein Übersetzer, der sicherstellt, dass beide dieselbe Sprache sprechen.
Beispiel: Verschlüsselung (TLS), Datenformate (JPEG, MP3).

7. Anwendungsschicht (Application Layer)

Ganz oben sitzt die eigentliche Anwendung, die wir nutzen.

Vergleich: der Brief selbst, den der Empfänger liest.
Beispiel: Browser, E-Mail-Programme, Apps.

Ein anschauliches Beispiel: der Brief

Nehmen wir an, du schreibst einen Brief an deine Freundin in einer anderen Stadt.

Anwendungsschicht: Dein Text auf dem Papier.
Darstellungsschicht: Du schreibst in einer Sprache, die sie versteht.
Sitzungsschicht: Du fängst das Gespräch an, sie liest, vielleicht antwortet sie.
Transportschicht: Du entscheidest, ob du ein Einschreiben nutzt (TCP) oder eine Postkarte ohne Garantie (UDP).
Vermittlungsschicht: Die Post sucht den besten Weg zur Zielstadt.
Sicherungsschicht: Jeder Zusteller achtet darauf, dass nichts verloren geht.
Bitübertragungsschicht: Der eigentliche Transport auf Straßen, Schienen, Flugzeugen.

Am Ende kommt der Brief zuverlässig an – weil jede Schicht ihre Aufgabe erfüllt.

Das TCP/IP-Modell – die Praxisversion

In der Realität arbeitet man selten mit allen sieben Schichten. Praktisch hat sich das TCP/IP-Modell durchgesetzt. Es fasst die Aufgaben in vier Schichten zusammen:

Netzzugangsschicht (Link Layer): entspricht OSI 1–2.
Internetschicht: entspricht OSI 3 (IP).
Transportschicht: entspricht OSI 4 (TCP/UDP).
Anwendungsschicht: entspricht OSI 5–7.

Das TCP/IP-Modell ist einfacher, aber ausreichend für den Alltag – und bildet die Grundlage des Internets.

Warum das OSI-Modell trotzdem wichtig ist

Auch wenn man im Alltag meist von TCP/IP spricht, bleibt das OSI-Modell extrem nützlich:

Fehleranalyse: Admins hangeln sich Schicht für Schicht durch („Liegt’s am Kabel? Am Routing? Am Server?“).
Didaktik: Es hilft, komplexe Abläufe zu strukturieren.
Vergleich: Viele Protokolle lassen sich klar einer Schicht zuordnen.

Ohne das OSI-Modell wäre Netzwerktechnik schwerer verständlich und weniger transparent.

Typische Fehleranalyse mit dem OSI-Modell

Stell dir vor, dein PC kommt nicht ins Internet.

Physisch (Schicht 1): Ist das Kabel eingesteckt? Blinkt die LED?
Sicherung (Schicht 2): Hat die Netzwerkkarte eine MAC-Adresse? Funktioniert der Switch-Port?
Vermittlung (Schicht 3): Hast du eine gültige IP-Adresse? Ist das Gateway erreichbar?
Transport (Schicht 4): Funktioniert TCP/UDP? Sind Ports offen oder blockiert?
Anwendung (Schicht 7): Läuft der Browser korrekt? Gibt es DNS-Probleme?

So lässt sich der Fehler systematisch eingrenzen.