Lernfeld 3 · Prüfung Teil 1

Netzwerkgrundlagen, OSI-Modell und Verkabelung

Netzwerkgrundlagen kompakt: OSI-Modell, Switch und Router, MAC und IP, TCP und UDP, Twisted Pair, Glasfaser, PoE und WLAN für Prüfung Teil 1.

20 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Das OSI-Modell teilt die Kommunikation in sieben Schichten: Bitübertragung, Sicherung, Vermittlung, Transport, Sitzung, Darstellung und Anwendung. Es hilft dir, Geräte und Protokolle einzuordnen und Fehler systematisch von unten nach oben zu suchen. Ein Hub arbeitet auf Schicht 1, ein Switch leitet Frames anhand der MAC-Adresse weiter (Schicht 2), ein Router verbindet IP-Netze (Schicht 3). TCP auf Schicht 4 sichert die Übertragung mit Bestätigungen und Reihenfolge, UDP verzichtet darauf und ist dafür schneller. Die Dateneinheiten heißen von unten nach oben Bits, Frames, Pakete und Segmente bzw. Datagramme.

Die MAC-Adresse ist 48 Bit lang und fest an die Netzwerkkarte gebunden, die IP-Adresse ist logisch und wird je Netz vergeben. In der Sterntopologie hängt jedes Gerät an einem zentralen Switch; fällt ein Kabel aus, ist nur dieses Gerät betroffen, fällt der Switch aus, das ganze Segment.

Bei der Verkabelung zählen Kategorie und Länge: Für 10 Gbit/s über 100 m brauchst du mindestens Kategorie 6A. Lichtwellenleiter sind unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen und überbrücken größere Strecken, Singlemode weiter als Multimode. Mit PoE versorgt der Switch Access Points oder Telefone über das Datenkabel. Im WLAN ist das 5-GHz-Band weniger belegt und hat mehr überlappungsfreie Kanäle, reicht aber weniger weit als 2,4 GHz. Wi-Fi 6 ist IEEE 802.11ax. Zum Rechnen brauchst du die Sendedauer eines Frames und den Anteil der Nutzdaten.

Das solltest du dir merken

Switch arbeitet auf Schicht 2 mit MAC-Adressen, Router auf Schicht 3 mit IP-Adressen.
TCP ist verbindungsorientiert und gesichert, UDP verbindungslos und ohne Bestätigung.
10GBASE-T über 100 m braucht mindestens Cat 6A.
Ein Switch trennt Kollisionsdomänen, ein Router trennt Broadcastdomänen.
Duplex-Einstellungen müssen auf beiden Seiten gleich sein, sonst entstehen Fehler und langsame Verbindungen.

Formeln

Sendedauer eines Frames: $t = \frac{n \cdot 8}{r}$; $t$ Sendedauer in s, $n$ Framegröße in Byte, $r$ Datenrate in bit/s
Nutzdatenanteil: $η = \frac{n _{Nutz}}{n _{gesamt}}$; $n_{Nutz}$ Nutzdaten in Byte, $n_{gesamt}$ belegte Byte auf der Leitung einschließlich Präambel, Kopf, Prüfsumme und Pause

Typische Fehler in der Prüfung

OSI-Schichten in falscher Reihenfolge aufgezählt oder Sitzung und Darstellung vertauscht.
MAC-Adresse als im Netz änderbare logische Adresse beschrieben.
Für 10 Gbit/s über 100 m Cat 6 gewählt, das reicht nur für kürzere Strecken.
Bei der Sendedauer Byte nicht in Bit umgerechnet.

Tipps aus der Werkstatt

OSI-Schichten von unten: Physik, Sicherung, Vermittlung, Transport, Sitzung, Darstellung, Anwendung. Ordne Geräte nach ihrer Adresse: Hub ohne, Switch MAC (Schicht 2), Router IP (Schicht 3).
Bei Kabelfragen zählt die Kombination aus Datenrate und Länge: Cat 6A für 10 Gbit/s auf 100 m. Glasfaser ist unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen und überbrückt Kilometer, Singlemode weiter als Multimode.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

20 Aufgaben zu „Netzwerkgrundlagen, OSI-Modell und Verkabelung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: Rahmenlehrplan IT-Berufe (KMK 2019), Lernfeld 3; ISO/IEC 7498-1 (OSI), IEEE 802.3, IEEE 802.11. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.