Genauso wie die Pakete im Post-Beispiel des letzten Kapitels übermittelt werden, geschieht dies auch am Computer – hier sprechen wir von Datenpaketen.

  • Die oberen Schichten verwenden Dienste der unteren Schichten.
  • Jede Schicht verpackt die Daten neu, wenn sie von der darüberliegenden Schicht übergeben werden und entpackt sie wieder beim Empfangen bevor sie wieder an die darüberliegende Schicht übergeben werden
  • Jede Schicht hat einen bestimmten Auftrag.

Anwendungsschicht

Web, E-Mail

Daten

Transportschicht

Ãœbertragungssteuerungsprotokoll (TCP)

TCP-PortDaten

Internetschicht

Internetprotokoll (IP)

IP-AdresseTCP-PortDaten

Physikalische Schicht

WLAN, Ethernet

MAC-AdresseIP-AdresseTCP-PortDaten

Vorteile des Schichtenmodells

Aufbau auf Bestehendem

Die Ãœbertragung von E-Mails und die einer Webseite unterscheidet sich nur in der obersten Schicht. Beide bauen auf den 3 identischen unteren Schichten auf

Aufgabe: Aufbau auf bestehendem

Was könnte noch Übertragen werden, wobei die unteren Schichten verwendet werden.

Austauschbare Schichten

Die Schichten können ausgetauscht werden, solange sie ihre Aufgabe erfüllen und die Schnittstelle zwischen der darüber- und der darunterliegenden Schicht erfüllt wird.

  • Daten können Kabelgebunden oder per Funk übertragen werden
  • Wir können den Internet-Provider zu Hause wechseln, ob Swisscom-, UPC-Anschluss oder sonst was – alle bieten Ähnliches, aber teilweise mit unterschiedlicher Technologie

Aufgabe: Schichten austauschen

Siehst du andere Möglichkeiten wo eine Schicht ausgetauscht werden könnte?

Schicht 4: Anwendungsschicht

Auf der Anwendungsschicht geht es um Dinge, die den Benutzer des Systems interessieren.

Beispiel Schule

Im Beispiel Schule sind dies Pulte, welche von einem Schulhaus ins andere transportiert werden sollen. Wie genau der Transport organisiert ist, wird auf dieser Ebene ausgeblendet.

Internet

Beim TCP/IP-Modell findet man auf dieser Ebene unzählige Anwendungsprotokolle, wie Web (HTTPS), E-Mail (IMAP, SMTP) und vieles mehr.

Anwendungsschicht

Web, E-Mail

Daten

Typische Anwendungen im Internet sind Webseiten, Web-Apps oder E-Mail.

HTTP/HTTPS: Das Hypertext Transfer Protocol ist für die Übertragung von Webseiten zuständig. Genauer gesagt werden mit HTTP die Daten übertragen, aus welchen Webseiten zusammengesetzt sind, also HTML-Dateien, Bilder, usw.

SMTP: Das Simple Mail Transfer Protocol wird eingesetzt, um E-Mails zu versenden. Das Protokoll regelt den Transport der E-Mail von dem/r Absender*in bis zum E-Mail-Server auf Empfängerseite.

IMAP: Das Internet Message Access Protocol wird zum Abrufen und Organisieren des eigenen Postfachs verwendet – sprich, um mit E-Mail-Servern zu kommunizieren, der die eigene E-Mail-Box gespeichert hat.

Schicht 3: Transportschicht

Die Transportschicht stellt sicher, dass der Transport korrekt abläuft. Die zu transportierenden Dinge oder Daten müssen zerlegt werden, damit sie in Pakete passen. Die Pakete müssen nummeriert werden, damit die Dinge/Daten am Zielort wieder richtig zusammengesetzt werden können.

Beispiel Schule

Im Beispiel Schule zerlegt der Hauswart die einzelnen Pulte. Er muss die Einzelteile der Pulte beschriften, damit sie in der Kapellenfeld-Schule wieder richtig zusammengebaut werden können. Er verpackt die Einzelteile in Pakete und beschriftet diese mit der Post-Adresse. Schliesslich schickt er dem Hauswart der Kapellenfeld-Schule einen Brief (Lieferschein), in welchem auflistet, wie viele Pakete und Pulte verschickt werden.

Der Hauswart der Kapellenfeld-Schule kontrolliert anhand des Lieferscheins, ob alle Pakete angekommen sind. Dann setzt er die Pulte aus den Einzelteilen gemäss Beschriftung wieder zusammen.

Möglicherweise fehlt eine Schraube. In dem Fall schickt er dem Kirchenfed-Hauswart einen Brief und bittet ihn, diese Schraube nachzuschicken.

Internet

Beim TCP/IP-Modell findet man auf dieser Ebene TCP-Pakete. Diese werden durchgezählt und deren Erhalt wird quitiert.

Transportschicht

Ãœbertragungssteuerungsprotokoll (TCP)

TCP-PortDaten

TCP: Das Transmission Control Protocol ist verbindungsorientiert und wird bei unserer täglichen Arbeit im Internet in den allermeisten Fällen verwendet. Es garantiert, dass keine Pakete verlorengehen oder fehlerhaft ankommen – resp. falls Pakete nicht ankommen, dass diese nochmals angefordert werden. Dies ist in der Regel (z.B. beim Übertragen von Webseiten oder E-Mails) sinnvoll und erwünscht – schliesslich möchten wir nicht, dass einige Passagen auf Webseiten oder in E-Mails fehlen.

UDP: Das User Datagram Protocol hingegen ist verbindungslos, d.h. es findet keine Kontrolle statt, ob sämtliche Pakete (fehlerfrei) ankommen. Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn wir Audio- oder Videostreams konsumieren. Wir möchten nicht lange auf ein verlorenes Paket warten, sondern nehmen eher ein kurzes Stocken in Kauf und sind froh, dass das Abspielen anschliessend direkt weitergeht.

Schicht 2: Internetschicht

Beispiel Schule

Im Beispiel Schule werden die zerlegten Pulte in einzelne Pakete verpackt, mit der Zieladresse beschriftet und an die Post übergeben

Internet

Beim TCP/IP-Modell findet man auf dieser Ebene IP-Pakete. Diese werden einzeln geroutet an die angegebene IP-Adresse geschickt.

Internetschicht

Internetprotokoll (IP)

IP-AdresseTCP-PortDaten

Schicht 1: Physikalische Schicht

Beispiel Schule

Im Beispiel Schule werden die Pakete irgendwie zum Paketzentrum gebracht, dort umsortiert und weiter an ihr Ziel verfrachtet.

Internet

Beim TCP/IP-Modell findet man auf dieser Ebene Ethernet-Frames und Physikalische Signale. Hier werden schlussendlich wirklich Nullen und Einsen von Gerät zu Gerät übermittelt.

Physikalische Schicht

WLAN, Ethernet

MAC-AdresseIP-AdresseTCP-PortDaten