ISO/OSI Modell Frage zu IP und MAC

[yxy]

Hallo,

ich beschäftige mich gerade mit dem ISO/OSI Modell. Da mir der Unterschied zwischen IP und MAC noch nicht ganz klar war, habe ich mal etwas im Internet recherchiert und untere Liste zusammengetragen. Da (gefühlt) jede Quelle die Unterschiede etwas anders beschreibt und sich die Quellen auch teils widersprechen, wollte ich euch mal fragen ob die Punkte passen bzw. noch weitere wichtige Punkte fehlen.

Grob zusammengefassr ist meine Vorstellung aktuell: Die IP Adresse dient dazu das lokale Netzwerk (bspw. das Heimnetz meines Routers) zu finden in dem der Empfänger der Nachricht sitzt. Die MAC Adresse wird dann in dem lokalen Netzwerk genutzt um die Nachricht dem genauen Gerät zuzusenden. Im Gerät wiederum werden Portnummern verwendet um die Nachricht dem richtigen Prozess zuzusenen.

MAC-Adresse:

• eindeutige physikalische Adresse eines elektronischen Gerätes (oder dessen Netzwerkschnittstelle)
• herstellerabhängig
• im Normalfall permanent/unveränderlich
• es existieren keine zwei technischen Geräte, die dieselbe MAC-Adresse besitzen
• wird verwendet, um ein Gerät in einem physikalischen Netzwerk genau zu erkennen
• OSI Schicht 2
• z.B. Fahrgestellnummer eines Autos

IP-Adresse

• logische Adressen eines elektronischen Gerätes in einem virtuellen Netzwerk
• enthält Infos zum ungefähren Ort an dem sich das Gerät befindet (so kann bpsw. jeder Router zwischen Sender und Empfänger feststellen in welche Richtung er die Daten weiterleiten muss)
• temporär vergeben d.h. lassen sich zu jeder Zeit ändern und ändern sich in der Regel bei jeder neuen Verbindung
• wird verwendet, um den Weg zu einem Gerät in einem logischen Netzwerk zu finden
• OSI Schicht 3
• z.B. KFZ-Kennzeichen

 

[burglar225]

Ich weiß jetzt nich wirklich, was deine Frage ist, aber soweit passt das eigentlich alles, denke ich.
Zwei Punkte:
"oder dessen Netzwerkschnittstelle ": Nur dieser, Geräte mit mehreren Netzwerkinterfaces haben entsprechend auch mehrere MACs. Ebene je Interface eine.
"es existieren keine zwei technischen Geräte, die dieselbe MAC-Adresse besitzen": Theoretisch richtig, aber ich habe schon von ein paar (wenigen) Fällen gehört, wo MAC-Adressen mehrfach vergeben wurden (verm. wegen Mangel)

 

[TorenAltair]

nur wenige Anmerkungen:
zu MAC-Adresse:
viele Hersteller nutzen öfter die gleiche MAC bei ihren Geräten, gerade wenn es dann Richtung Billiganbieter geht. Theoretisch ist die MAC einmalig, in der Praxis jedoch nicht. Herstellerabhängig nehme ich mal an, meinst Du das Richtige, nur etwas unsauber formuliert. Die Adresse selbst ist genormt. Es gibt nur einen Teil der Adresse, die die Herstellerkennung ist und einen individuellen Teil.
Sie dient der Kommunikation im gleichen Subnetz.

zu IP-Adresse:
der Ort und Weg selbst ist daraus nicht erkennbar. Dass Router ggf. eine Vorstellung über den kürzesten Weg darüber haben, fällt ins Routing und ist eine andere Baustelle (und Protokolle).

Zur Lektüre kannst Du auch mal unter ARP schauen bzw. bei Cisco Dir den Packettracer runterladen und dort Beispiele Schritt für Schritt verfolgen.

Edit: Bei der bisherigen Verteilung der Adressen ist bei IPv6 auch Region und ISP erkennbar. + Typos

 

[Kiso]

Ich denke du hast das ISO/OSI Modell schlichtweg noch nicht ganz verstanden. Überlege dir wie eine Nachricht von Sender zu Empfänger kommt und die wie einzelnen Schritte sind. (Sender: von oben nach unten, Empfänger: von unten nach oben, Bonus: Datenübertragungseinrichtungen: Wie weit gehen die von unten nach oben und wieder runter?).

Da solltest du nochmal ansetzen und dann versuchen konkrete Fragen zu formulieren.

Dann helfen wir gerne. Aber so würde man im Urschleim anfangen, was sonst ganze Vorlesungen umfasst.

 

[yxy]

Sie dient der Kommunikation in gleichen Subnetz.

Wie meint du das mit "gleichen". Wäre: "Sie dient der Kommunikation in einem Subnetz" falsch?

der Ort und Weg selbst ist daraus nicht erkennbar. Dass Router ggf. eine Vorstellung über den kürzesten Weg darüber haben, fällt ins Routing und ist eine andere Baustelle (und Protokolle).

D.h. der Router weiß in welche Richtung er eine IP weiterleiten muss. (Hatte halt an das Beispiel von YouTube gedacht, bei dem man in Deutschland gesperrte Videos über einen ProxiServer mit anderer IP umgehen konnte. YouTube musste ja anhand der IP irgendwie wissen, dass mein Rechner in Deutschalnd stand)

Ergänzung (26. April 2020)

...

Sicher habe ich nicht den Anspruch den Stoff einer ganzen Vorlesung hier im Forum beigebracht zubekommen, daher meine Frage an euch (als Experten) ob meine oberen Punkte aus Expertensicht so stehen bleiben können.

 

[ChrFr]

Hallo yxy,

YouTube musste ja anhand der IP irgendwie wissen, dass mein Rechner in Deutschalnd stand

Genau das nennt sich IP Geolocation.

Wie meint du das mit "gleichen". Wäre: "Sie dient der Kommunikation in einem Subnetz" falsch?

Falsch nicht, aber auch nicht eindeutig, nehmen wie folgendes Beispiel:
Unitymedia ConnectBox, standardmäßiges Subnetz 192.168.0.x (mit x = 1 - 254 für Geräte, 255 = Broadcast [erreicht alle Stationen im "gleichen" Subnetz] & 0 = "(Sub)Netz Identifikation") (siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Netzklasse & https://de.wikipedia.org/wiki/Classless_Inter-Domain_Routing )
Nun gibt es, wer weiß wieviele ConnectBoxen die das selbe Subnetz aufbauen (192.168.0.x), aber jede kennt nur ihr eigenes Subnetz. Wenn jetzt in den Subnetzen zweier ConnectBoxen exakt die selbe Mac Adresse zur selben Zeit auftaucht, stört sich das nicht, hingegen im gleichen Subnetz würden beide Geräte nicht mehr sauber kommunizieren können, da der Switch die Pakete (Layer 2) nicht eindeutig zustellen kann. Daher sollte & müsste die Mac weltweit eindeutig sein, damit das nie passieren kann, ist sie aber eben nicht immer. Für IP´s gilt dasselbe, im "gleichen" Subnetz darf niemals 2x dieselbe IP Vorkommen sonst gibt es Fehler, in 2 unterschiedlichen Subnetzen hingegen darf es passieren.

MfG
Christian

 

[yxy]

Achso d.h sie dient der Kommunikaion IM gleichen Subnetz, das macht Sinn (mich hat das IN etwas verwirrt.

Erfolgt die Kommunikation im Subnetz (d.h. z.B. meinem Heimnetz) dann nur anhand der MAC Adresse, oder spielt dort auch noch die IP eine Rolle?

 

[ChrFr]

Erfolgt die Kommunikation im Subnetz (d.h. z.B. meinem Heimnetz) dann nur anhand der MAC Adresse, oder spielt dort auch noch die IP eine Rolle?

Beides, es werden immer beide Adressen genutzt. (Mit Ausnahme von DHCP das IP Adressen "verteilt")
Denn an eine Mac können mehrere IPs gebunden werden, zumindest bei IPv6 und die höheren "Schichten" im ISO/OSI nutzen natürlich IP (bzw. IPx wenn es auch etwas (viel) älter sein darf😉), die Mac interessiert die nicht. Du musst dir immer bewusst machen jede Schicht ist nur für die direkt darüber bzw. darunterliegende interessant. Das ist der Sinn davon, der Vorteil liegt darin das jede Schicht nur 1 bis 2 Dinge überhaupt wissen muss und solange sich alle Schichten dran halten können die "Ausprägungen" der einzelnen Schichten ausgetauscht werden. Z.B.: Deinen Browser juckt das nicht ob Computerbase.de IPv4, IPv6 oder sonst was verwendet, der schickt eine http(s) Anfrage los, was dann zwischen ihm und dem Server passiert ist für ihn nicht sichtbar. Welche Technik (Lan, Wlan, Token-Ring), welche Protokolle (IPv4/v6, IPx, NetBeui) oder welche Verbindung (Kupfer, Glasfaser, Coax, Funk), etc. da zum Einsatz kommen sieht der nicht. Der Browser muss nur sein "Layer 7 Protocol" beherrschen, nicht das gesamte ISO/OSI Modell, was das Programmieren deutlich erleichtert.

MfG
Christian

 

[TorenAltair]

Achso d.h sie dient der Kommunikaion IM gleichen Subnetz, das macht Sinn (mich hat das IN etwas verwirrt.

Erfolgt die Kommunikation im Subnetz (d.h. z.B. meinem Heimnetz) dann nur anhand der MAC Adresse, oder spielt dort auch noch die IP eine Rolle?

Schreibfehler, sorry..Hab's korrigiert.
Im gleichen Subnetz wird nur die MAC-Adresse verwendet zur Kommunikation. Stichwort Subnetz-Maske

Edit: IPv6 funktioniert anders, ist aber vom Verstehen her komplexer.

 

[ChrFr]

Stichwort Subnetz-Maske

Nur das die schon wieder im IP bzw. Routing Layer 3 liegt
Auch im lokalen spielen IP und Hostnamen / DNS (WINS) eine Rolle.

MfG
Christian

 

[TorenAltair]

Ok, mal etwas vereinfacht: Deine Anwendung sendet eine Nachricht an eine andere IP. Dein Rechner hat auch eine IP (dazu gehört auch immer die Subnetmaske). Nun schaut Dein Rechner bzw. der Netzwerkstack/das OS, ob Deine IP im gleichen Subnetz ist wie das Ziel. Ist das der Fall, geht an die Nachricht direkt in das lokale Subnetz. Passt die Zieladresse (->Subnetzmaske) nicht in Dein eigenes Netz läuft das mit der Wunsch-IP zu Deinem Default-Gateway (also z.B. Router oder im Heimgebrauch ein Integrated Services Router aka Fritzbox und Co), der sich dann den Kopf zerbrechen muss, wo und wie er es weiterleitet.

@ChrFr hat Recht, es ist komplexer als man in 10 Sätzen schreiben kann. Ich empfehle da den PacketTracer von Cisco mit entsprechenden Beispielen/Übungen, um mal schrittweise zu sehen, was eigentlich an welcher Stelle passiert.

 

[yxy]

Ok, macht auch Sinn, bei der Kommunikation im eigenen Subnetz werden ja auch alle Schichten des Modells abgelaufen und daher auch beide Adressen benötigt.

 

[Kiso]

MAC-Adresse:

• eindeutige physikalische Adresse eines elektronischen Gerätes (oder dessen Netzwerkschnittstelle)

Ja.

• herstellerabhängig

In dem Sinne ja, dass jeder Hersteller einen Prefix hat und deren Geräte somit mit diesem beginnen. Aber man kann die auch durchaus sehr frei vergeben.

• im Normalfall permanent/unveränderlich

Im klassischen Sinne, ja.

• es existieren keine zwei technischen Geräte, die dieselbe MAC-Adresse besitzen

Es ist durchaus möglich, dass es zwei Geräte mit gleicher MAC Adresse gibt. Wenn ein Hersteller alle durch hat und keinen neuen Prefix (z.B. aus Kostengründen) besorgt, dann fängt der Hersteller einfach von vorn an mit zählen. Es ist jedoch sehr unwahrscheinlich, dass zwei Geräte mit gleicher (vom Hersteller vergebenen) MAC Adresse in einem Netzwerk anzutreffen sind. Wobei selbst das kein größeres Problem darstellen würde, denn es ist selbst bei sehr vielen Geräten in einem Netzwerk sehr unwahrscheinlich, dass diese im gleichen Subnetz sind.

• wird verwendet, um ein Gerät in einem physikalischen Netzwerk genau zu erkennen

Damit wird die physische Schnittstelle angesprochen. Abgesehen von diversen Virtualisierungsszenarien.

• OSI Schicht 2

Richtig. Schau dir bitte an wie ein Ethernet Frame aufgebaut ist. Besonders unter dem Stichwort Datenkapselung, denn ich habe nicht den Eindruck, dass du dieses (sehr wichtige!) Konzept verstanden hast.

• z.B. Fahrgestellnummer eines Autos

Sorry, die Assoziation sehe ich nicht.

IP-Adresse

• logische Adressen eines elektronischen Gerätes in einem virtuellen Netzwerk

Genauer: Logische Adresse einer Schnittstelle.

• enthält Infos zum ungefähren Ort an dem sich das Gerät befindet (so kann bpsw. jeder Router zwischen Sender und Empfänger feststellen in welche Richtung er die Daten weiterleiten muss)

Mit dem Standort hat das per se nichts zu tun. Hier wirfst du das Internet mit einem einfachen Netzwerk durcheinander. Das Internet funktioniert dann doch etwas anders. Stichwörter sind hier: Autonome Systeme, OSPF, BGP, IS-IS Wobei ich dir ausdrücklich ans Herz lege: Steig erstmal im lokalen Netzwerk komplett durch.

• temporär vergeben d.h. lassen sich zu jeder Zeit ändern und ändern sich in der Regel bei jeder neuen Verbindung

Nicht zwingend. Und hat mit dem OSI/ISO nichts zu tun. Sondern das ist (bei IPv4) der sehr begrenzten Anzahl an Adressen geschuldet. Dein Provider hat nur einen Pool an Adressen, die er vergeben kann. Und um zu vermeiden, dass eine kostbare Adresse ungenutzt bleibt, werden diese dynamisch vergeben. Gegen Geld (Business Anschluss) kannst du auch eine feste Adresse bei deinem Provider erwerben. Aber wie gesagt, dass hat mit dem eigentlichen Thema nichts zu tun. Es ist nochmal ein anderes Thema als die ISO/OSI Netzwerkbasics. Stichwort: NAT

• wird verwendet, um den Weg zu einem Gerät in einem logischen Netzwerk zu finden

Wird verwendet um logische Schnittstellen zu adressieren und Pakete zu routen.

• OSI Schicht 3

Richtig.

• z.B. KFZ-Kennzeichen

Auch hier sehe ich die Assoziation nicht.


Mein Tipp: Betrachte die Schichten einzeln. Eine nach der anderen, von unten nach oben.

 

[yxy]

Ok, vielen Dank für eure Antworten.
Jetzt ist es mir schon etwas klarer geworden.
Bei Fragen würde ich mich nochmal melden