So verstehen Sie die Netzwerkschicht und ihre Funktion

Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection) ist eine etwas merkwürdige Sache. Es ist eine konzeptionelle Methode, die Funktionsweise von Computernetzwerken zu analysieren, indem die verschiedenen Teile in Schichten dargestellt werden. Es soll helfen zu verstehen, was hinter den Kulissen passiert, insbesondere bei der Entwicklung oder Fehlerbehebung von Netzwerkkomponenten. In der Praxis überschreiten Protokolle jedoch oft mehrere Schichten oder halten sich nicht strikt an das Modell – manchmal ist das verwirrend, insbesondere weil moderne Netzwerke nicht immer nahtlos in das OSI-Framework passen. Dennoch erleichtert diese mentale Karte der Schichten die Diagnose von Problemen oder das Verständnis der Ursachen von Störungen erheblich.

Grundsätzlich besteht OSI aus sieben Schichten, wobei die unteren Schichten näher an Kabeln und der eigentlichen Hardware liegen. Die Netzwerkschicht (Schicht 3) ist für das Routing von Datenpaketen über lokale oder weite Netzwerke wie das Internet zuständig. In manchen Fällen ist die Zuordnung vielleicht etwas unklar, aber im Allgemeinen regelt diese Schicht den Datentransfer von Gerät zu Gerät, nicht die Verschlüsselung oder Anzeige der Inhalte – das liegt weiter oben.

Was macht die Netzwerkschicht?

Die Netzwerkschicht leitet Pakete variabler Länge von einem Gerät zum anderen weiter, auch über mehrere Netzwerke hinweg. Sie funktioniert wie das Postsystem, nur eben für Datenpakete. Die gesamte Kommunikation auf dieser Ebene ist verbindungslos, d.h. Pakete werden einfach gesendet, ohne auf die Empfangsbestätigung zu warten. Deshalb funktionieren Protokolle wie IP (Internet Protocol), ohne jedes Mal eine direkte Verbindung aufzubauen, was die Geschwindigkeit und Skalierbarkeit erhöht. Benötigen Sie jedoch eine zuverlässige, dauerhafte Verbindung – beispielsweise für ein Telefongespräch –, kümmern sich höhere Schichten mit Protokollen wie TCP darum.

Um alles richtig zu routen, muss die Netzwerkschicht jedes Gerät adressieren können. Hier kommen IP-Adressen ins Spiel. Es gibt IPv4, das sehr verbreitet ist, aber immer weniger Speicherplatz hat, und IPv6, das darauf ausgelegt ist, langfristig viel mehr Adressen zu verarbeiten (weil IP-Adressen natürlich länger werden mussten).Wenn Netzwerke groß und komplex werden, werden sie in kleinere Teile, sogenannte Subnetze, unterteilt, die über Geräte, sogenannte Router, verbunden sind. Diese Router befinden sich am Rand von Netzwerken und entscheiden anhand ihrer IP-Adressen, wohin Datenpakete gesendet werden. Früher wurden Router als Gateways bezeichnet, aber dieser Begriff ist weitgehend in Vergessenheit geraten – gelegentlich wird in Ihren Netzwerkeinstellungen jedoch noch „Standard-Gateway“ angezeigt.

Wie unterscheidet sich dies von TCP/IP?

Das TCP/IP-Modell erfüllt eine ähnliche Aufgabe, wird aber hauptsächlich von Ihren Geräten im Internet verwendet. Es ist etwas vereinfacht. OSI ist allgemeiner und für alle Arten von Netzwerken geeignet, nicht nur für internetfähige Geräte. In TCP/IP wird das Äquivalent der OSI-Netzwerkschicht als Internetschicht bezeichnet. Das Kuriose daran ist jedoch, dass dies keine perfekte Übereinstimmung ist. Die Internetschicht enthält einige Funktionen aus anderen OSI-Schichten, sodass sie nicht genau dasselbe sind. Es ist etwas irreführend zu sagen, sie seien direkt vergleichbar, aber für die alltägliche Fehlerbehebung im Internet ist es hilfreich, die Unterschiede grob zu verstehen.

Zusammenfassung

Die Netzwerkschicht ist Schicht 3 des OSI-Modells. Sie dient dem Routing von Paketen zwischen Geräten im selben oder über verschiedene Netzwerke hinweg. Router sind die Hardware, die dies ermöglicht, und über IP-Adressen finden sich Geräte gegenseitig. Bedenken Sie jedoch, dass die OSI-Netzwerkschicht nicht genau dasselbe ist wie die Internetschicht in TCP/IP – sie haben zwar viele Gemeinsamkeiten, sind aber nicht identisch. Das Verständnis dieser Zusammenhänge hilft Ihnen, herauszufinden, warum ein Netzwerk nicht funktioniert oder was zu überprüfen ist, wenn etwas schiefläuft.