Was passiert, wenn du eine Nachricht schickst
Ein Netzwerkprotokoll ist eine Absprache darüber, wie zwei Geräte miteinander reden. Das Schichtenmodell zeigt dir, welches Protokoll welche Aufgabe hat.
Wenn du in einer Gruppe eine Nachricht abschickst, reden auf deinem Handy mehrere Protokolle nacheinander mit. Heute siehst du, welche, und in welcher Reihenfolge.
Am Ende dieser Lektion
Notiz
Ich kann ein Protokoll seiner Schicht zuordnen.
Schlüsselwörter
| Begriff | Was er bedeutet | Beispiel |
|---|---|---|
| Protokoll | eine feste Absprache, wie Geräte Daten austauschen | HTTP |
| Schicht | ein Teil der Arbeit, den ein Protokoll übernimmt | |
| Paket | ein kleines Stück Daten mit Kopfzeilen davor | |
| Kopfzeile | Angaben, die vor den Daten stehen, zum Beispiel die Adresse | |
| Kapselung | jede Schicht packt das Paket der Schicht darüber ein | |
| Nutzdaten | die eigentliche Nachricht ohne alle Kopfzeilen |
Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.
Bevor du anfängst
Notiz
Drück oben in der Leiste auf Lab starten. Das Lab ist eine Ubuntu-Maschine für dich allein und braucht eine Minute zum Hochfahren. In ihr stehen vier kleine Rechner: h1, h2, r1 und r2. Jede Schaltfläche Ausführen tippt ihren Befehl in dein Terminal.
Warum ein Netzwerk in Schichten arbeitet
Eine Nachricht über das Internet zu schicken ist eine große Aufgabe. Darum teilt man sie auf. Jede Schicht macht nur eine Sache und verlässt sich darauf, dass die anderen ihre Sache machen.
Das hat einen Vorteil: Man kann eine Schicht austauschen, ohne die anderen anzufassen. Ob du per Kabel oder per WLAN online bist, die Webseite sieht gleich aus.
Die vier Schichten von oben nach unten
| Schicht | Aufgabe | Protokolle |
|---|---|---|
| Anwendung | Das Programm redet mit dem Programm auf der anderen Seite | HTTP, DNS, DHCP |
| Transport | Die Daten zerlegen und sicherstellen, dass sie ankommen | TCP, UDP |
| Internet | Das Paket über viele Netze zur richtigen Adresse schicken | IP, ICMP |
| Netzzugang | Das Paket über ein Kabel oder Funk zum nächsten Gerät bringen | Ethernet, WLAN |
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Die Maschinen des Labs und ihre Adressen auflisten
netlab statusHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Die Adresse der Netzzugang-Schicht von h1 lesen
sudo ip netns exec h1 ip -br linkHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Die Adresse der Internet-Schicht von h1 lesen
sudo ip netns exec h1 ip -br addrHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Jede Schicht hat ihre eigene Adresse
Die erste Ausgabe zeigt eine Zahl wie 02:... mit sechs Bytes in Hex. Das ist die MAC-Adresse der Netzzugang-Schicht. Sie gilt nur auf einer Strecke.
Die zweite Ausgabe zeigt eine Adresse wie 10.0.1.2/24. Das ist die IP-Adresse der Internet-Schicht. Sie gilt von deinem Gerät bis zum Ziel, auch über viele Strecken.
Kapselung: jede Schicht packt ein
Dein Programm übergibt die Nutzdaten nach unten. Die Transportschicht setzt eine Kopfzeile davor, die Internetschicht die nächste, der Netzzugang die letzte.
Das Ergebnis ist wie ein Brief in einem Umschlag in einem Paket. Beim Empfänger packt jede Schicht ihre eigene Hülle wieder aus.
Ein Ping von h1 zum Router r1 schicken
sudo ip netns exec h1 ping -c 2 10.0.1.1Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Ein Ping benutzt nur zwei Schichten
Ping schickt ein kleines Paket des Protokolls ICMP, das in der Internetschicht arbeitet. Es braucht keinen Transport und keine Webseite.
Die Antwort zeigt eine Zeit in Millisekunden. In diesem Lab ist sie winzig, weil alle Maschinen im selben Rechner stehen.
Ein häufiger Fehler
Warnung
Viele denken, WLAN und Internet seien dasselbe. WLAN ist aber nur ein Protokoll der untersten Schicht, des Netzzugangs. Es bringt das Paket bis zum Router. Von dort sorgt die Internetschicht für den Rest des Weges.
Weiterführend: welche Schicht sieht ein Router?
Ein Router liest nur die Kopfzeilen bis zur Internetschicht und schaut auf die IP-Adresse. Er öffnet den Transport und die Nachricht nicht.
Schreib auf, welche zwei Kopfzeilen ein Router in einem Paket mit dem Aufbau Ethernet, IP, TCP, HTTP liest. Er liest Ethernet und IP.