Was ist Schicht 7?
Die Schicht 7 bezieht sich auf die Anwendungsschicht im OSI-Netzwerkmodell. Es handelt sich um die oberste Schicht dieses Netzwerkmodells, die sich mit Standardprotokollen befasst, mit denen Benutzer direkt interagieren, wie beispielsweise dem HTTP-Datenverkehr beim Surfen im Web.
Das OSI-Modell
Das Open Systems Interconnection (OSI)-Modell ist ein konzeptionelles Modell für die Strukturierung des Netzwerkverkehrs. Die sieben Schichten des OSI-Modells umfassen:
- Physikalische Schicht: Überträgt Daten über ein physikalisches Medium mittels Elektronen, Licht usw.
- Sicherungsschicht: Überträgt Daten zwischen Knoten, verwaltet das physikalische Medium und führt Fehlerkorrekturen durch. Ethernet ist ein Layer-2-Protokoll.
- Netzwerkschicht: Verwaltet die Netzwerkadressierung und das Routing, um Daten zwischen Netzwerken zu verschieben. IP ist ein Protokoll der Schicht 3.
- Transportschicht: Nutzt Protokolle wie TCP und UDP zur Datenübertragung zwischen Systemen und bietet gegebenenfalls Fehlerkorrektur.
- Sitzungsschicht: Verwaltet Verbindungen und Sitzungen zwischen zwei Computern.
- Präsentationsschicht: Führt Datenverschlüsselung, Komprimierung und Formatierung durch, um sicherzustellen, dass Daten ordnungsgemäß zwischen Netzwerk und Anwendung übersetzt werden.
- Anwendungsschicht: Ermöglicht der Endbenutzer-Softwareanwendung das Senden und Empfangen von Daten über das Netzwerk.
Bedeutung der Schicht 7
Die Schicht 7 ist die höchste Schicht des OSI-Modells und befasst sich mit Anwendungen, die direkt mit dem Benutzer interagieren.
Die unteren Anwendungsebenen des OSI-Modells befassen sich damit, sicherzustellen, dass die Daten dort ankommen, wo sie hin sollen, und dass sie entsprechend formatiert werden. Auf Schicht 7 werden Anwendungen ausgeführt, die mit dem Benutzer interagieren. Beim Surfen im Internet verwendet ein Benutzer beispielsweise das HTTPS-Webprotokoll, um mit dem entfernten Webserver zu kommunizieren.
HTTPS ist ein Protokoll der Schicht 7, dessen Datenverkehr in Protokolle niedrigerer Schichten gekapselt wird, wie zum Beispiel:
- TCP
- SCHNELL
- IP
- Ethernet
Diese Protokolle sind dafür verantwortlich, dass Daten von einer bestimmten Anwendung auf dem Client-Computer zu einer bestimmten Anwendung auf dem Server gelangen, während HTTPS die eigentlichen Daten überträgt, die für das Funktionieren der Webbrowser-Sitzung notwendig sind.
Lastverteilung auf Schicht 7
Eine Organisation kann sich dafür entscheiden, den Lastausgleich auf Schicht 7 des OSI-Modells zu implementieren. Dies bedeutet, dass der legitime Datenverkehr für eine einzelne Anwendung auf mehrere verschiedene Server verteilt wird, um eine Überlastung zu vermeiden.
Daher verbessert die Lastverteilung die Gesamtleistung der Anwendung. Aus der Sicht eines Benutzers sind alle Server hinter einem Layer-7-Loadbalancer nicht zu unterscheiden, da sie dieselbe öffentliche IP-Adresse und dieselben Portnummern haben. Der Load Balancer kann den Datenverkehr jedoch je nach Auslastung an die Server weiterleiten.
Darüber hinaus kann der Load Balancer Cookies oder andere in den Anfragen enthaltene Informationen verwenden, um sicherzustellen, dass der Datenverkehr derselben Sitzung an denselben Server geleitet wird, wodurch Caching ermöglicht und der Dienst optimiert wird.
Lastausgleich kann auch auf Schicht 4, der Transportschicht des OSI-Modells, erfolgen. In diesem Fall würden verschiedene Upstream-Server unterschiedliche TCP/UDP -Ports verwenden, wodurch ein Load Balancer den Datenverkehr derselben Sitzung schnell an denselben Server weiterleiten kann, ohne dessen tatsächlichen Inhalt zu prüfen. Dieser Ansatz bietet jedoch eine weniger detaillierte Kontrolle über die an die einzelnen Backend-Server gesendeten Sitzungen.
Schutz vor DDoS-Angriffen
Auch im Zusammenhang mit Distributed-Denial-of-Service (DDoS)-Angriffen ist Schicht 7 relevant. Bei DDoS-Anwendungsschichtangriffen versucht ein vom Angreifer kontrolliertes Botnetz, einen Zieldienst für Benutzer und Kunden unzugänglich zu machen. DDoS-Angriffe können auf mehreren verschiedenen Schichten des OSI-Modells erfolgen. Ein Ansatz besteht darin, zu versuchen, ein System mit der schieren Menge an Anfragen zu überlasten.
Diese Angriffe operieren auf den Schichten 3 (Netzwerk) und 4 (Transport) des OSI-Modells. Ein SYN-Flood-Angriff erschöpft beispielsweise die Anzahl der TCP-Sitzungen, die ein Server gleichzeitig offen hält.
SYN-Flut
Ein SYN-Flood ist eine Art DDoS-Angriff, bei dem ein Server mit Verbindungsanfragen überlastet wird, wodurch der Server für legitime Kunden nicht mehr erreichbar ist.
- Normalerweise sendet ein Client eine SYN-Nachricht (Synchronize) an einen Server, um eine Verbindung zu diesem anzufordern.
- Der Server bestätigt diese Anfrage, indem er eine SYN-ACK-Nachricht an den Client zurücksendet.
- Anschließend antwortet der Client normalerweise mit einer ACK (Bestätigung), und die Verbindung wird hergestellt.
Bei SYN-Flood-Angriffen sendet der DDoS-Angreifer jedoch eine Flut von SYN-Anfragen an den Server, antwortet aber absichtlich nicht mit einer abschließenden ACK-Bestätigung auf die vom Server gesendeten SYN-ACK-Nachrichten. Infolgedessen wartet der Server vergeblich auf eine große Anzahl von ACK-Antworten, die vom Client nie eintreffen.
Dieser Prozess überlastet die begrenzten Rechenressourcen der Server, da diese mit der Verwaltung einer riesigen Anzahl halb geöffneter Verbindungen beschäftigt sind. Aus diesem Grund werden SYN-Flood-Angriffe auch als „halboffene Angriffe“ bezeichnet.
DDoS-Angriff auf Schicht 7
Layer-7-DDoS-Angriffe zielen darauf ab, Schwachstellen und Engpässe in bestimmten Anwendungen oder Diensten auszunutzen. Beispielsweise versuchen HTTP-Flood-Angriffe, einem Webserver mehr HTTP-Anfragen zu senden, als dieser verarbeiten kann. Dies ist möglicherweise deutlich weniger als die Anzahl der gleichzeitigen TCP-Sitzungen, die es verarbeiten kann, was diesen Angriff effizienter macht.
Unterschiedliche Arten von DDoS-Angriffen müssen auf verschiedenen OSI-Schichten behandelt werden. Während viele Anwendungs- Firewalls Angriffe der Schichten 3 und 4 abwehren können, erfordert der Schutz vor Angriffen der Schicht 7 eine Firewall der Schicht 7, die Daten der Anwendungsschicht untersucht und versteht.
Check Point Solutions und das OSI-Modell
Unternehmen können Cyberangriffen ausgesetzt sein, die auf mehreren verschiedenen Ebenen des OSI-Modells operieren. Beispielsweise können DDoS-Angriffe auf den Schichten 3, 4 oder 7 durchgeführt werden. Jeder dieser Angriffstypen funktioniert anders, und eine Netzwerksicherheitslösung , die nur Schutz auf den Schichten 3 und 4 bietet, ist gegenüber Angriffen auf Schicht 7 blind.
Check Point next-generation firewalls (NGFWs) provide protection at multiple layers of the OSI model, including the ability to inspect and understand network packet payloads to offer application-layer protection. Learn more about the Layer 7 protection that Check Point Force NGFWs provides by signing up for a free demo.
