Einführung in Computernetzwerke und das OSI-Modell

Das OSI-Modell: Schichten und Funktionen

1. Physikalische Schicht (Layer 1)

• Verantwortlich für die physischen Verbindungen und die Übertragung von Rohdatenbits über ein Medium.
• Definiert die physische Topologie des Netzwerks.

2. Sicherungsschicht (Layer 2)

• Stellt eine zuverlässige Verbindung zwischen zwei direkt verbundenen Geräten her.
• Verantwortlich für die Fehlererkennung und -korrektur auf dieser Ebene.

3. Netzwerkschicht (Layer 3)

• Bietet Konnektivität auf Netzwerkebene.
• Wählt die Pfade (Routing) zwischen zwei Host-Systemen aus, auch über verschiedene Netzwerke hinweg.

4. Transportschicht (Layer 4)

• Verantwortlich für die zuverlässige und geordnete Datenübertragung zwischen Endsystemen.

5. Sitzungsschicht (Layer 5)

• Verwaltet die Kommunikation zwischen Anwendungen.
• Steuert die Sitzung, die Parallelitätskontrolle (Concurrency Control) und setzt Prüfpunkte (Checkpoints), um die Übertragung nach einer Unterbrechung wieder aufnehmen zu können.

6. Darstellungsschicht (Layer 6)

• Verantwortlich für die Lieferung und Formatierung der Daten (z.B. Verschlüsselung, Komprimierung), bevor sie die Anwendungsschicht erreichen.

7. Anwendungsschicht (Layer 7)

• Stellt die Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Netzwerk dar und ermöglicht den Zugriff auf Netzwerkdienste.

Grundlagen von Computernetzwerken

Was ist das Internet?

Das Internet ist ein globales Computernetzwerk, das aus dezentralen, direkten Verbindungen zwischen Computern besteht und ein spezielles Kommunikationsprotokoll (IP) verwendet.

Was ist ein Computernetzwerk?

Ein Computernetzwerk besteht aus einer Gruppe von Computern und anderen Geräten, die über physische Medien oder drahtlos verbunden sind, um bestimmte Ressourcen zu teilen. Diese Ressourcen können Software oder Hardware sein.

Netzwerk-Topologien

Die Topologie beschreibt die physikalische oder logische Anordnung der Geräte in einem Netzwerk. Gängige Topologien sind:

• Bus-Topologie
• Ring-Topologie
• Stern-Topologie
• Maschen-Topologie (Mesh)
• Baum-Topologie

Arten von Netzwerken (nach Reichweite)

• LAN (Local Area Network): Lokales Netzwerk
• WAN (Wide Area Network): Weitverkehrsnetz
• MAN (Metropolitan Area Network): Stadtnetz
• PAN (Personal Area Network): Persönliches Netzwerk
• VPN (Virtual Private Network): Virtuelles privates Netzwerk, eine sichere Verbindung zwischen Computernetzwerken.

Netzwerkmodelle

• Client-Server-Modell: Ein Server stellt Dienste für Clients bereit.
• Peer-to-Peer-Netzwerke: Alle Teilnehmer sind gleichberechtigt und können Ressourcen direkt miteinander teilen.

Wichtige Netzwerkgeräte

• Netzwerkkarte (NIC): Ermöglicht einem Computer die Verbindung zum Netzwerk.
• Hub (Konzentrator): Ein elektronisches Gerät, das die gesamte Verkabelung eines Netzwerks zentralisiert.
• Switch: Ein intelligenteres Gerät als ein Hub, das Datenpakete gezielt an den richtigen Empfänger weiterleitet.
• Router: Ein Gerät, das Netzwerke miteinander verbindet und den besten Pfad für Datenpakete bestimmt.

Für die Verbindung von Computern in einem Netzwerk ist zudem eine entsprechende Verkabelung erforderlich.

Netzwerkprotokolle

Ein Computer-Netzwerk-Protokoll definiert die Spezifikationen und Regeln, denen die angeschlossenen Geräte folgen müssen, um untereinander kommunizieren zu können.