Computernetzwerke

Verbindungsaufbau zwischen den Kommunikationspartnern weitere Protokolle zu Hilfe, wie das Address Resolution Protocol (ARP) für die Umsetzung der logischen IP-Adressen in die MAC-Adressen (siehe Kapitel 6.5).
    Des Weiteren finden sich in der Internetschicht das Internet Control Message Protocol (ICMP) sowie das Internet Group Management Protocol (IGMP). ICMP wird für die Übertragung von kurzen Nachrichten verwendet, wobei es sich in erster Linie um Status- und Fehlerinformationen handelt. Der Befehl Ping, der sich stets als nützlich für die Detek-tierung von Netzwerkeinheiten erweist, nutzt beispielsweise dieses Protokoll.
    Um Daten gleich an eine Gruppe von Computern zu übertragen, was auch unter Multicast Messages firmiert, wird IGMP verwendet, das z. B. für Videokonferenzen im Internet einsetzbar ist.
    TCP ist auf der vierten OSI-Schicht lokalisiert und gilt als verbindungsorientiertes Protokoll, d.h., während der Datenübertragung wird eine Kontrollfunktion zwischen den Partnern ausgeführt, wodurch es sehr zuverlässig ist, weil keine Daten verloren gehen können.
    Dies fordert seinen Tribut in Form eines gewissen Daten-Overhead für die Kontroll- und Fehlererkennungsmechanismen, sodass bei einigen Anwendungen stattdessen das User Datagram Protocol (UDP) zum Einsatz kommt, wie etwa für relativ kurze Netzwerkmeldungen. Beispiele hierfür sind das Simple Network Management Protocol (SNMP) und das Routing Information Protocol (RIP).
    UDP wird auch für größere Datenmengen eingesetzt, bei denen es in erster Linie auf Geschwindigkeit und weniger auf eine garantierte »Datenechtheit« ankommt. Den Geschwindigkeitsvorteil gewinnt es durch den Umstand, dass es ein verbindungsloses Protokoll ist, und daher wird es bevorzugt für die Übertragung von Audio- und Videodaten (Real Audio/Video) im Internet verwendet.
    TCP/IP betrifft darüber hinaus die OSI-Schichten 6-7, die solche Dienste wie die Übertragung von Dateien zwischen unterschiedlichen Computersystemen (FTP, File Transfer Protocol) für eine einfache Terminal-zu-Terminal-Verbindung (TP, Telnet Protocol) und für die Nachrichtenübermittlung (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol) zur Verfügung stellen.
    Für die oberste Schicht von TCP/IP gibt es verschiedene Programmierschnittstellen (APIs: Application Programming Interfaces), wie beispielsweise die Windows Sockets (WinSock), auf die die Anwendungen wie das File Transfer Protocol (FTP), E-Mail oder auch das Hypertext Transfer Protocol (HTTP) aufsetzen. Des Weiteren ist hier NetBIOS angesiedelt, das als NetBIOS over TCP/IP die Verbindung zur darunter liegenden Transportschicht übernimmt.
    In der Abbildung 6.1 ist gezeigt, wie man sich den Datentransport über die Schichten vorstellen kann, wobei die verschiedenen Protokolle den eigentlichen Dateninhalt nicht verändern, sondern die Daten in definierte kleinere Datenteile zerlegen sowie Prüf- und Fehlerkorrekturmechanismen anwenden und die jeweiligen Datenpakete dann mit entsprechenden Headers versehen. Was dabei im Einzelnen vor sich geht, wird in den folgenden Unterkapiteln noch genau erläutert.
TCPHeader
TCP-Data

IP-
    Header
IP-Data

Ethernet-Header
Ethernet-Data
FCS
    <- Ethernet-Packet -►
    Abbildung 6.1: Die Daten auf dem Weg durch die Schichten
    6.1 Transmission Control Protocol - TCP
    TCP ist auf der vierten OSI-Schicht (Transportschicht) lokalisiert und baut die Verbindungen zwischen den Stationen auf und wieder ab, es ist also für den eigentlichen Datentransport zuständig und nimmt hierfür die Dienste von IP in Anspruch.
    Die Kommunikation findet dabei über Ports statt, die nichts mit Ports im Sinne von Registern bei Hardware-Einheiten zu tun haben, sondern als Kommunikationsendpunkte verstanden werden können. Der Source Port definiert den Absender eines Dienstes oder Prozesses und der Destination Port dementsprechend den Empfänger.
    Der Source Port spezifiziert genau, von welchem Dienst eines höheren Protokolls die Daten übergeben werden. Er ist nicht Bestandteil der Sender-IP-Adresse, sondern erst durch die Kombination von IP-Adresse und Port-Nummer wird ein Prozess eindeutig beschrieben, was als Socket bezeichnet wird. Das gezielte Ansprechen bestimmter Protokolle auf den höheren Schichten wird durch diese Sockets ermöglicht. Diese werden oftmals auch als »well known Ports« ausgewiesen und sind in Kapitel 6.3 näher erläutert. TCP überträgt gleichzeitig in beide Richtungen ohne eine Interpretation oder Veränderung des