OSI-Referenzmodell und TCP/IP-Modell
OSI- und TCP/IP-Modelle helfen zu trennen, welche Schicht IP, TCP, UDP, TLS, HTTP, DNS, Cookies, Wi-Fi und Anonymitätsmaßnahmen betrifft.
Wenn man Netzwerke lernt, begegnet man Begriffen wie OSI-Referenzmodell und TCP/IP-Modell.
Beide sind Modelle, um Kommunikationsmechanismen in Schichten zu verstehen. Statt Kommunikation als ein einziges riesiges System zu betrachten, teilt man sie nach Rollen auf und kann leichter ordnen, wo was passiert.
Auch beim Nachdenken über Anonymität ist diese Schichtensicht nuetzlich.
IP-Adresse, TCP, UDP, TLS, HTTP, DNS, Cookie und Browserinformationen gehören nicht alle an dieselbe Stelle. Wenn man trennt, in welcher Schicht was sichtbar ist, wird leichter verstaendlich, "was ein VPN verändert", "was HTTPS schützt" und "warum Cookie ein anderes Problem sind".
Dieser Artikel ordnet die Grundlagen des OSI-Referenzmodells und des TCP/IP-Modells ein. Eine genauere Erklärung der Schichten behandelt "Was ist ein Netzwerkschichtenmodell?".
Was ist das OSI-Referenzmodell?
Das OSI-Referenzmodell ist ein Modell, das Kommunikation in sieben Schichten betrachtet.
Es bildet reale Internetimplementierungen nicht eins zu eins ab, wird aber als Denkweise genutzt, um die Rollen der Kommunikation zu ordnen.
| Schicht | Hauptrolle | Beispiel |
|---|---|---|
| Schicht 7 Anwendungsschicht | Kommunikation von Anwendungen | HTTP, DNS |
| Schicht 6 Darstellungsschicht | Datenformate und Darstellung | Zeichenkodierung, Kompression, Denkweise von Verschlüsselung |
| Schicht 5 Sitzungsschicht | Verwaltung von Kommunikationsdialogen | Denkweise von Sitzungsverwaltung |
| Schicht 4 Transportschicht | Art der Datenauslieferung | TCP, UDP |
| Schicht 3 Netzwerkschicht | Auslieferung zum Ziel | IP, Routing |
| Schicht 2 Sicherungsschicht | Kommunikation im selben Abschnitt | Ethernet, Wi-Fi |
| Schicht 1 Bitübertragungsschicht | Transport als Signal | Elektrische Signale, Funk, Licht |
Das OSI-Referenzmodell ist als Lernkarte praktisch.
In vielen Situationen lässt sich das reale Internet jedoch mit dem TCP/IP-Modell verstaendlicher erklären.
Was ist das TCP/IP-Modell?
Das TCP/IP-Modell wird häufig genutzt, wenn man die reale Kommunikation des Internets verstehen will.
Allgemein ordnet man es in vier Schichten.
| Schicht | Hauptrolle | Beispiel |
|---|---|---|
| Anwendungsschicht | Kommunikationsregeln zwischen Apps | HTTP, DNS, SMTP |
| Transportschicht | Art der Datenauslieferung | TCP, UDP |
| Internetschicht | Mit IP-Adresse zum Ziel ausliefern | IP |
| Netzwerkschnittstellenschicht | Über reales Kommunikationsmedium transportieren | Wi-Fi, Ethernet, Glasfaser |
Beim Anzeigen einer Webseite erstellt der Browser eine HTTP-Anfrage, TCP oder UDP behandelt die Zustellungsart, IP führt zum Ziel, und Wi-Fi oder kabelgebundenes LAN überträgt die Kommunikation tatsächlich.
Mit der Schichtensicht werden die jeweiligen Rollen getrennt sichtbar.
Beziehung der beiden Modelle
OSI-Referenzmodell und TCP/IP-Modell entsprechen einander nicht vollkommen eins zu eins.
Eine grobe Zuordnung ist aber möglich.
| OSI-Referenzmodell | TCP/IP-Modell | Beispiel für Anonymität |
|---|---|---|
| Anwendung, Darstellung, Sitzung | Anwendungsschicht | HTTP, DNS, Cookie, Login-Zustand |
| Transportschicht | Transportschicht | TCP, UDP, Portnummer |
| Netzwerkschicht | Internetschicht | IP-Adresse, Routing |
| Sicherung und Bitübertragung | Netzwerkschnittstellenschicht | Wi-Fi, Ethernet, Funk, Licht |
Zum Lernen ist hilfreich: OSI ist eine Karte, die feiner aufteilt; TCP/IP ist eine Karte, mit der sich das reale Internet leichter erklären lässt.
Bedeutung der Schichten für Anonymität
Bei Anonymität ist wichtig zu trennen, zu welcher Schicht eine Information gehört.
HTTPS schützt den HTTP-Austausch mit TLS. Im TCP/IP-Modell wird es oft als Mechanismus auf Seite der Anwendungsschicht behandelt, aber TLS selbst ist leichter verstaendlich, wenn man es als Schutzschicht zwischen HTTP und TCP sieht. Die IP-Adresse ist für die Auslieferung in der Internetschicht nötig. Cookie und Login-Zustand sind Probleme der Anwendungsschicht.
| Information | Hauptsächlich betroffene Schicht | Hinweis |
|---|---|---|
| IP-Adresse | Internetschicht | Für die Auslieferung zum Kommunikationsziel nötig |
| TCP/UDP-Port | Transportschicht | Hinweis auf Kommunikationsart oder Dienst |
| HTTP-Inhalt | Anwendungsschicht | Seiteninhalt auf dem Weg wird durch HTTPS/TLS geschützt, aber Ziel, Cookie und Login-Zustand sind andere Probleme |
| Cookie | Anwendungsschicht | Auch bei geänderter IP wird es als derselbe Browser behandelt |
| Wi-Fi-Verbindung | Netzwerkschnittstellenschicht | Aufzeichnungen vor Ort oder Administratoren sind relevant |
Mit dieser Sicht wird leichter verstaendlich, dass "VPN Cookie nicht löscht", "HTTPS Ziel-IP nicht löscht" und "auch bei Tor Beitragsinhalt bleibt".
Häufige Verwechslungen
Wenn man Schichtenmodelle nicht kennt, versucht man leicht, Probleme verschiedener Schichten mit derselben Maßnahme zu loesen.
| Missverständnis | Warum es anders ist |
|---|---|
| Mit HTTPS ist man anonym | Es schützt HTTP-Inhalte, aber Ziel und Login bleiben |
| Mit VPN verschwinden auch Cookie | VPN betrifft den Kommunikationsweg, Cookie den Browserspeicher |
| Wenn die IP verborgen ist, ist auch der Beitragsinhalt sicher | Beitragsinhalt ist Information der Anwendungsschicht |
| Wenn man Wi-Fi wechselt, ist früheres Verhalten getrennt | Cookie und Konten bleiben |
| Wenn DNS verschlüsselt ist, ist alles verborgen | DNS betrifft Domainanfragen |
Bei Anonymität muss man betrachten, auf welche Schicht eine Maßnahme wirkt.
Wenn man Probleme verschiedener Schichten vermischt, übersieht man ungeschützte Teile.
Reihenfolge beim Lernen
OSI-Referenzmodell und TCP/IP-Modell muss man nicht von Anfang an auswendig lernen.
Zuerst betrachtet man am Beispiel eines Webzugriffs, wo Browser, DNS, HTTP, TCP/UDP, IP und Wi-Fi beteiligt sind. Danach prüft man, auf welche Schichten VPN, Tor, HTTPS und Cookie wirken.
| Reihenfolge | Was man betrachtet |
|---|---|
| 1 | Ablauf, bis eine Webseite angezeigt wird |
| 2 | Ablauf, bei dem DNS Namen in IP-Adressen umsetzt |
| 3 | Mechanismus, mit dem IP zum Ziel ausliefert |
| 4 | Warum sich die Zustellung mit TCP/UDP unterscheidet |
| 5 | Einordnung von HTTP/HTTPS und Cookie |
| 6 | Welche Sichtbarkeit VPN oder Tor verändert |
Wenn man in dieser Reihenfolge lernt, überschaetzt man Anonymitätsmassnahmen weniger leicht.
Zum Beispiel schützt HTTPS den Inhalt von HTTP, aber Cookie und Login-Zustand erreichen das Ziel. Ein VPN verändert den Verbindungsweg, aber nicht den Beitragsinhalt der Anwendungsschicht. Schichtenmodelle helfen bei dieser Trennung.
Zusammenfassung
OSI-Referenzmodell und TCP/IP-Modell sind Denkweisen, um Kommunikation in Schichten zu verstehen.
Das OSI-Referenzmodell ordnet in sieben Schichten, das TCP/IP-Modell hauptsaechlich in vier.
Um reale Internetkommunikation zu verstehen, ist das TCP/IP-Modell oft anschaulicher. Das OSI-Referenzmodell hilft dagegen als Karte, Rollen feiner zu trennen.
Bei Anonymität ist wichtig, zu trennen, zu welcher Schicht eine Information gehört.
Wenn man IP, TCP/UDP, HTTP, TLS, Cookie und Wi-Fi als dasselbe behandelt, wählt man falsche Gegenmaßnahmen.
Schichtenmodelle sind eine Grundlage, um zu ordnen, wo in der Kommunikation was sichtbar wird und welche Maßnahme wo wirkt.