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Kommunikation in Rechnernetzen

3. Internet (2)


Protokolle

Das Schichtenmodell von TCP/IP

Wie schon erwähnt wurde für das Internet das TCP/IP entwickelt. TCP/IP ist eine Sammlung von mehreren Protokollen, die man in 4 Schichten anordnen kann.

Anwendungschicht Über diese Schicht bekommen Anwendungen (Telnet, E-Mail) Zugang zum Netzwerk. Verschiedene Protokolle sind mit Internet-anwendungen gekoppelt
Transportschicht Diese Schicht sorgt für den Verbindungsaufbau, den fehlerfreien Datentransport und den Verbindungsabbau.
Internetschicht Hauptaufgaben des Internet Protokolls sind die Adressierung der Datenpakete und die Wegfindung im Netzwerk.
Netzwerkschicht Die Protokolle dieser Schicht sorgen dafür, dass die Daten in Rahmen gepackt und an die entsprechenden physikalischen Ziele (Netzwerk-karten) übertragen werden.

Die Datenübertragung im Internet funktioniert mit Hilfe von Protokollen auf verschiedenen Ebenen. Zunächst haben wir die Netzwerkschicht. Hier wird geregelt, wie Rechner miteinander kommunizieren können. Auf dieser Schicht setzt dann die Internetschicht auf, deren Protokolle festlegen, wie die Daten übertragen werden. Protokolle der Transportschicht regeln schließlich, wie eine sichere Übertragung zustande kommt. Dabei spielt es noch keine Rolle, welche Art von Daten hier übertragen werden. Dafür sind die Protokolle der Anwendungsschicht zuständig: Die auf dieser Ebene arbeitenden Protokolle bereiten die spezifischen Daten so auf, dass sie von der Transportschicht ohne genaueres Hinsehen transportiert werden können.

Sämtliche versandten Daten durchlaufen diese Schichten einmal beim versendenden Rechner und ein zweites Mal beim empfangenden Rechner, dann in umgekehrter Reihenfolge. So hat jede Schicht des Senders sein Pendant beim Empfänger. Nur die zusammengehörenden Schichten müssen über gemeinsame Regeln (ein gemeinsames Protokoll) verfügen, unabhängig davon, wie die anderen Schichten arbeiten. So kann das TCP/IP-Protokoll Datenpakete adressieren, nummerieren etc., die vom HTTP-Protokoll stammen. Genauso werden aber auch Datenpakete behandelt, die aus einer Email vom entsprechenden POP3-Protokoll hergestellt wurden. Erst die Anwendungsschicht des empfangenden Rechners muss wieder wissen, welche Anwendung den Paketen zugrunde liegt, damit diese richtig behandelt werden können.

Einige Protokolle der TCP/IP-Familie

Anwendungschicht
Telnet HTTP PING FTP DNS POP3 SMTP
Transportschicht
TCP UDP
Internetschicht
IP ICMP ARP
Netzwerkschicht
Token Ring Ethernet
  1. TCP (Transport Control Protocol)

  2. UDP (User Datagram Protocol)

  3. IP (Internet Protocol)

  4. ICMP (Control Message Protocol)

  5. ARP (Address Resolution Protocol)

Senden und Empfangen von Daten

Beim Senden werden die Schichten von oben nach unten durchlaufen. Jedes Protokoll fügt einen Header mit Informationen an. Beim Empfang der Daten werden die Schichten von unten nach oben durchlaufen. Der jeweilige Header wird ausgewertet und dann gelöscht.

Ein Beispiel für die Protokolle

Mit Hilfe eines Sniffer-Programms kann man den Datenverkehr "belauschen" und die TCP/IP-Pakete sichtbar machen. Hierbei werden die Schichten des TCP-IP-Protokolls deutlich.
Im Folgenden wird eine Webseite vom Server auf einen Client übertragen:

Übesicht über die Protokollschichten
Die Netzschicht steht oben, die Anwenderschicht unten.
 

Die Anwenderschicht

HTTP - Protokoll
Unter anderem ist das Datum der letzten Änderung und der Umfang der Daten genannt.
 

Die Transportschicht

TCP - Protokoll
Hier sind neben dem Quell und Ziel-Port die Sequenznummer, welche dem Zusammensetzen der Pakete in der richtigen Reihenfolge dient, und die Prüfsumme angegeben.
 

Die Internetschicht

TCP - Protokoll
Eingetragen sind u.a. die Lebensdauer, das aufsetzende Protokoll, sowie die IP-Adressen der Quelle und des Ziels.
 

Die Netzwerkschicht

TCP - Protokoll
Hier erkennt man die Mac-Adressen von Quelle und Ziel, sowie das benutzte Transport-Protokoll.

 
 

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Autor: Jürgen Dehmer nach Vorlagen von Liebrich und Baulig
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