TCP/IP-Referenzmodell

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Zur Gliederung der Kommunikationsaufgaben werden in Netzwerken funktionale Ebenen, so genannte Schichten, unterschieden. Für die Internet-Protokoll-Familie ist dabei das TCP/IP-Referenzmodell maßgebend. Es beschreibt den Aufbau und das Zusammenwirken der Netzwerkprotokolle aus der Internet-Protokoll-Familie und gliedert sie in vier aufeinander aufbauende Schichten. Man spricht daher auch von einem Protokollstapel (protocol stack).

Das TCP/IP-Referenzmodell ist auf die Internet-Protokolle zugeschnitten, die den Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netzwerke hinaus ermöglichen („Internetworking“). Es wird weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertragungstechnik definiert. Vielmehr sind die Internet-Protokolle dafür zuständig, Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Hops) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzwerkteilnehmern über mehrere Hops herzustellen.

Um Probleme der Netzwerkkommunikation im Allgemeinen zu betrachten, greift man stattdessen auf das ISO/OSI-Referenzmodell zurück.

TCP/IP-Schicht	≈ OSI-Schicht	Beispiel
Anwendungsschicht	5–7	HTTP
Transportschicht	4	TCP
Internetschicht	3	IPv4,IPv6
Netzzugangsschicht	1–2	Ethernet

Die einzelnen Schichten erfüllen folgende Funktionen:

• Anwendungsschicht: Die Anwendungsschicht umfasst alle Protokolle, die mit Anwendungsprogrammen zusammenarbeiten und die Netzwerkinfrastruktur für den Austausch anwendungsspezifischer Daten nutzen.
• Transportschicht: Die Transportschicht stellt eine Ende-zu-Ende-Verbindung her. Das wichtigste Protokoll dieser Schicht ist das Transmission Control Protocol (TCP), das Verbindungen zwischen jeweils zwei Netzwerkteilnehmern zum gesicherten Versenden von Datenströmen herstellt. Es gehören aber auch Datagramm-Protokolle – zum Beispiel das User Datagram Protocol (UDP) – in diese Schicht, bei denen nur die Zustellung an den richtigen Dienst sichergestellt wird und keine Verbindung aufgebaut wird.
• Internetschicht: Die Internetschicht ist für die Weitervermittlung von Paketen und die Wegewahl (Routing) zuständig. Auf dieser Schicht und den darunterliegenden Schichten werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen betrachtet. Die Aufgabe dieser Schicht ist es, zu einem empfangenen Paket das nächste Zwischenziel zu ermitteln und das Paket dorthin weiterzuleiten. Kern dieser Schicht ist das Internet Protocol (IP), das einen Paketauslieferungsdienst bereitstellt. Die Internetschicht entspricht im ISO/OSI-Referenzmodell der Vermittlungsschicht.
• Netzzugangsschicht (auch: Host-To-Network Layer): Die Netzwerkschicht ist im TCP/IP-Referenzmodell spezifiziert, enthält jedoch keine Protokolle der TCP/IP-Familie. Sie ist vielmehr als Platzhalter für verschiedene Techniken zur Datenübertragung von Punkt zu Punkt zu verstehen. Die Internet-Protokolle wurden mit dem Ziel entwickelt, verschiedene Subnetze zusammenzuschließen. Daher kann die Host-an-Netz-Schicht durch Protokolle wie Ethernet, FDDI, PPP (Punkt-zu-Punkt-Verbindung) oder 802.11 (WLAN) ausgefüllt werden. Die Netzzugangsschicht entspricht im ISO/OSI-Referenzmodell der Sicherungs- und Bitübertragungsschicht.

Literatur

• Dr. Manfred Weiss: TCP/IP Handbuch. ISBN 3-7723-5026-7

Weblinks

• RFC 1122 – Requirements for Internet Hosts – Communication Layers

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