TCP/IP
Zur Zeit des Kalten Krieges, in den 60er und 70er Jahren, entwickelten militärische Institutionen und Universitäten das ARPANET. Dahinter stand die Advanced Research Projects Agency des Verteidigungsministeriums der USA (Department of Defense). Ziel war es, die anfällige zentralistische Netzwerkarchitektur durch ein dezentrales System mit vielen unabhängigen Querverbindungen zu ersetzen. Dadurch sollte nach einem Atomschlag ein Totalausfall des Netzwerks verhindert werden.
1984 wurde das Projekt in einen militärischen und einen wissenschaftlichen Bereich aufgeteilt. Gleichzeitig wurde die TCP/IP-Protokollfamilie eingeführt.
TCP/IP ist die Abkürzung für Transmission Control Protocol und Internet Protocol. TCP/IP ist eine Protokoll-Kombination, die die Schichten Transport und Vermittlung aus dem OSI-Schichtenmodell verbindet.
| Schicht | Dienste und Protokolle |
|---|---|
| Anwendung | Anwendungen |
| Transport | TCP - Transmission Control Protocol |
| Internet | IP - Internet Protocol |
| Netzzugang | Übertragungssystem |
Das Internet Protocol (IP) ist auf der Vermittlungsschicht (3. Schicht) des OSI-Schichtenmodells angeordnet. Das Transmission Control Protocol (TCP) ist auf der Transportschicht (4. Schicht) des OSI-Schichtenmodells angeordnet.
Das Aufkommen des Internets hat zu einem ungeahnten Erfolg für TCP/IP verholfen. Es ist damit weltweit der Netzwerkstandard im LAN (Local Area Network) und im WAN (Wide Area Network).
- IPv4 - Internet Protocol Version 4
- IPv6 - Internet Protocol Version 6
- TCP - Transmission Control Protocol
- UDP - User Datagram Protocol
Vorteile von TCP/IP
TCP/IP hat mehrere entscheidende Vorteile. Jede Anwendung, ist mit TCP/IP in der Lage über jedes Übertragungssystem Daten zu übertragen und auszutauschen. Dabei ist es egal, wo sich die Kommunikationspartner befinden. IP sorgt dafür, dass das Datenpaket sein Ziel erreicht und TCP kontrolliert die Datenübertragung und stellt den Datenstrom der Anwendung zu. Das bedeutet, TCP/IP ist an keinen Hersteller und kein Übertragungssystem gebunden.
- TCP/IP ist an keinen Hersteller gebunden.
- TCP/IP kann auf einfachen Computern und auf Supercomputern implementiert werden.
- TCP/IP ist in LANs und WANs nutzbar.
- TCP/IP macht die Anwendung vom Übertragungssystem unabhängig.
Nachteile von TCP/IP
Allerdings ist TCP/IP alles andere als eine effiziente Methode um Daten zu übertragen. Die Daten werden in kleine Datenpakete aufgeteilt. Damit der Empfänger eines Datenpakets weiß, was er damit machen soll, wird dem Datenpaket ein Kopfdatensatz, der als Header bezeichnet wird, vorangestellt. Pro Datenpaket ergibt sich ein Verwaltungsanteil von mindestens 40 Byte pro Datenpaket. Nur wenn Datenpakete von mehreren kByte gebildet werden, hält sich der Verwaltungsanteil im Vergleich zu den Nutzdaten gering.
TCP - Transmission Control Protocol
In der TCP/IP-Protokollfamilie übernimmt TCP, als verbindungsorientiertes Protokoll, die Aufgabe der Datensicherheit, der Datenflusssteuerung und ergreift Maßnahmen bei einem Datenverlust. Die Funktionsweise von TCP besteht darin, den Datenstrom von den Anwendungen aufzuteilen, mit einem Header zu versehen und an das Internet Protocol (IP) zu übergeben. Beim Empfänger werden die Datenpakete sortiert und wieder zusammengesetzt.
Jedem Datenpaket, das TCP verschickt, wird ein Header vorangestellt, der die folgenden Daten enthält:
- Sender-Port
- Empfänger-Port
- Paket-Reihenfolge (Nummer)
- Prüfsumme
- Quittierungsnummer
Datenpakete, die über IP ihr Ziel erreichen, werden von TCP zusammengesetzt und über die Port-Nummer an eine Anwendung übergeben. Dieser Port wird ständig von einem Prozess, Dienst oder einer Anwendung abgehört. Die Port-Nummer 1 bis 1023 sind jeweils einer Anwendung oder einem Dienst fest zugeordnet. Alle anderen Port-Nummern können frei belegt werden, sofern sie gerade von keinem anderen Dienst belegt sind.
Durch die Port-Struktur ist es möglich, dass mehrere Anwendungen gleichzeitig über das Netzwerk Verbindungen zu Kommunikationspartnern aufbauen können.
IP - Internet Protocol
Das Internet Protocol, kurz IP, wird im Zusammenhang mit der Protokollfamilie TCP/IP genannt und verwendet. Es hat maßgeblich die Aufgabe, Datenpakete zu adressieren und in einem verbindungslosen paketorientierten Netzwerk zu vermitteln (Routing). Dazu haben alle Stationen und Endgeräte eine eigene Adresse im Netzwerk. Sie dient nicht nur zur Identifikation, sondern auch zum Erkennen eines Teilnetzes, in dem sich eine Station befindet.
Jedes Datenpaket, das mit IP verschickt wird, wird ein Header vorangestellt, der die folgenden Daten enthält.
- IP-Version
- Paketlänge
- Lebenszeit
- Prüfsumme
- Senderadresse
- Empfängeradresse
Die IP-Adresse nach IP Version 4 ist 32 Bit groß/lang. Sie besteht aus 4 Byte und wird durch Punkte voneinander getrennt. Jedes Byte kann einen Wert von 0 bis 255 annehmen (z. B. 127.0.0.1).
IPv6-Adressen bestehen aus 128 Bit und werden als Kette von 16-Bit-Zahlen in Hexadezimalform getrennt durch einen Doppelpunkt (":") dargestellt. Folgen von Nullen können einmalig durch einen doppelten Doppelpunkt ("::") abgekürzt werden. Da in URLs der Doppelpunkt mit der optionalen Portangabe kollidiert, werden IPv6-Adressen in eckige Klammern gesetzt.
| Adresse nach | |
|---|---|
| IPv4 | 127.0.0.1 |
| IPv6 | FE80::0211:22FF:FE33:4455 |
| IPv6-URL | http://[FE80::0211:22FF:FE33:4455]:80/ |
Übersicht: TCP - Transmission Control Protocol
Übersicht: IP - Internet Protocol
- IPv4 - Internet Protocol Version 4
- IPv6 - Internet Protocol Version 6
- IP-Routing
- Subnetting
- DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol
- Privacy Extensions (IPv6)
Weitere verwandte Themen:
- Meine IP-Adresse?
- ISO/OSI-7-Schichtenmodell
- OSI-Schichtenmodell in der Netzwerktechnik
- Troubleshooting/Fehlersuche in der Netzwerktechnik
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