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TCP- und IP-Protokoll

(Vgl. Kapitel Netzwerk-Grundlagen)

 

IP Protokoll

Das Internet ist eine Sammlung von Teilnetzen, die miteinander verbunden sind. Das Internet Protocol (IP-Protokoll gemäß RFC 791) ist das Basisprotokoll des Internet und regelt die Kommunikation zwischen den Netzwerkrechnern auf der Basis von Datenpaketen. Das IP Protokoll ist verbindungslos: Zwischen Sender und Empfänger besteht keine virtuelle Verbindung. Es ist paketorientiert: Daten werden in Form von Datagrammen übertragen, das sind Pakete, die die Nutzinformationen, weiter Kontrollinformationen, die Zieladresse sowie Informationen über das verwendete höhere (s.u.) Kommunikationsprotokoll enthalten. Das IP Protokoll ist unsicher: Es gewährleistet nicht, dass die Datagramme beim Empfänger auch ankommen.

 

Alle anderen höheren Protokolle bauen auf diesem IP Protokoll auf, z. B.

 

TCP Protokoll

Im Gegensatz zum IP Protokoll ist das Transmission Control Protocol (TCP-Protokoll) ein verbindungsorientiertes und sicheres Protokoll. Verbindungsorientiert bedeutet: Bevor Daten zwischen zwei Netzwerk-Rechnern ausgetauscht werden können, muss eine virtelle Verbindung aufgebaut werden. Sicher bedeutet: Der Empfänger kontrolliert die eingehenden Datagramme auf Vollständigkeit und Fehlerfreiheit und meldet diese Informationen an den Sender zurück. Bleibt beim Sender diese Bestätigung aus, sendet er sie erneut.

 

UDP Protokoll

Das User Datagram Protocol (UDP Protokoll) ist ein im Gegensatz zum TCP Protokoll verbindungsloses und unsicheres Protokoll: Es sorgt weder dafür, dass die Datenpakete ihren Empfänger erreichen, noch dass sie ihren Empfänger in der richtigen Reihenfolge erreichen. Der Vorteil des UDP Protokolls gegenüber dem TCP Protokoll besteht darin, dass weniger Zusatzinformationen übertragen werden. Es eignet sich für Anwendungen, bei denen geringe Störungen kaum wahrnehmbar sind (z. B. Streaming-Video, Streaming-Audio): Fehlende Informationen werden einfach weggelassen.

 

Daten und Datenpakete

 

Daten werden über das Internet versendet, indem sie beim Sender die Protokolle der Netzwerkschichten von oben nach unten, beim Empfänger entsprechend von unten nach oben durchlaufen. Hierbei werden die Daten in der Internet-Schicht in Datenblöcke (Datagramme) zerlegt, die unabhängig voneinander versendet und beim Empfänger wieder zu vollständigen Informationen zusammen gesetzt werden. Hierzu werden den Daten auf jeder Schicht weitere Kontroll- und Verwaltungsinformationen (Header) hinzugefügt.

     tcpip_10
        (Quelle: Heiko Holtkamp, Einführung in TCP/IP, Universität Bielefeld, 2002)

 

Die Funktionen des Internet Protokolls (IP) besteht daher im Wesentlichen in:

 

  • in der Definition von Datengrammen,
  • in der Übermittlung der Daten von der Transportebene zur Netzwerkschicht,
  • im Routing (Weiterleiten) von Datengrammen durch das Netz,
  • in der Fragmentierung und Zusammensetzen von Datengrammen.

TCP-Zustandsübergangsdiagramm

Den gesamte Lebenszyklus einer TCP-Verbindung beschreibt die folgende Grafik in einer relativ groben Darstellung.

 

tcpip_30

 

(Quelle: Prof. Jürgen Plate, Fachhochschule München, www.sewolf.de/netz/tcp.htm)

 

Hier wird der Vorteil von Schichten-Architekturen deutlich: Man kann auch ein solches komplexes Protokoll verwenden, ohne diese technischen Details zu kennen oder gar berücksichtigen zu müssen.

 

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(FvSG 12.12..2005)

 

 
 
Saturday, 25. November 2017 / 02:50:49