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Die Protokolle der TCP/IP-Familie wurden in den 70-er Jahren für den Datenaustausch in heterogenen Rechnernetzen (d. h. Rechner verschiedener Hersteller mit unterschiedlichen Betriebssystemen) entwickelt. TCP steht für 'Transmission Control Protocol' (Schicht 4) und IP für 'Internet Protocol' (Schicht 3). Die Protokollspezifikationen sind in sogenannten RFC-Dokumenten (RFC - Request for Comment) festgeschrieben und veröffentlicht. Aufgrund ihrer Durchsetzung stellen sie Quasi-Standards dar.

Die Schichten 5 - 7 des OSI-Standards werden hier in einer Anwendungsschicht zusammengefaßt, da die Anwendungsprogramme alle direkt mit der Transportschicht kommunizieren.

In Schicht 4 befindet sich außer TCP, welches gesicherten Datentransport (verbindungsorientiert, mit Flußkontrolle (d. h. Empfangsbestätigung, etc.) durch Windowing ermöglicht, auch UDP (User Datagram Protocol), in welchem verbindungsloser und ungesicherter Transport festgelegt ist. Beide Protokolle erlauben durch die Einführung von sogenannten Ports den Zugriff mehrerer Anwendungsprogramme gleichzeitig auf ein- und dieselbe Maschine.

In Schicht 3 ist das verbindungslose Internet-Protokoll (IP) angesiedelt. Datenpakete werden auf den Weg geschickt, ohne daß auf eine Empfangsbestätigung gewartet werden muß. IP-Pakete dürfen unter bestimmten Bedingungen (TTL=0, siehe unten) sogar vernichtet werden. In Schicht 3 werden damit auch die IP-Adressen festgelegt. Hier findet auch das Routing, das heißt die Wegsteuerung eines Paketes von einem Netz ins andere statt. Ebenfalls in diese Ebene integriert sind die ARP-Protokolle (ARP - Address Resolution Protocol), die zur Auflösung (= Umwandlung) einer logischen IP-Adresse in eine physikalische (z. B. Ethernet-) Adresse dienen und dazu sogenannte Broadcasts (Datenpakete, durch die alle angeschloßenen Stationen angesprochen werden) verwenden. ICMP, ein Protokoll, welches den Austausch von Kontroll- und Fehlerpaketen im Netz ermöglicht, ist ebenfalls in dieser Schicht realisiert.

Die Schichten 1 und 2 sind gegenüber Schicht 3 protokolltransparent. Sie können durch standardisierte Protokolle (z. B. Ethernet (CSMA/CD), FDDI, SLIP (Serial Line IP), PPP (Point-to-Point Protocol)) oder andere Übertragungsverfahren realisiert werden.

Zur TCP/IP-Familie gehören mehrere Dienstprogramme der höheren OSI-Schichten (5 - 7), z. B.:

  • Telnet (RFC 854)
    Ein virtuelles Terminal-Protokoll, um vom eigenen Rechensystem einen interaktiven Zugang zu einem anderen System zu realisieren.
  • FTP (RFC 959)
    Dieses (File-Transfer-) Protokoll ermöglicht, die Dateidienste eines Fremdsystems interaktiv zu benutzen sowie die Dateien zwischen den Systemen hin und her zu kopieren.
  • NFS (RFC 1094)
    Das Network File System ermöglicht den Zugriff auf Dateien an einem entfernten System so, als wären sie auf dem eigenen. Man nennt dies auch einen transparenten Dateizugriff. NFS basiert auf den zur TCP/IP-Familie gehörenden UDP- (User- Datagramm-) Protokollen (ebenfalls Schicht 4), RFC 768. Im Unterschied zu TCP baut UDP keine gesicherten virtuellen Verbindungen zwischen kommunizierenden Hosts auf. Aufgrund dieser Eigenschaft ist es für den Einsatz in lokalen Netzen vorgesehen.
  • NNTP (RFC 977)
    Das Network News Transfer Protocol spezifiziert Verteilung, Abfrage, Wiederauffinden und das Absetzen von News-Artikeln innerhalb eines Teils oder der gesamten Internet-Gemeinschaft. Die Artikel werden in regional zentralen Datenbasen gehalten. Einem Benutzer ist es möglich, aus dem gesamten Angebot nur einzelne Themen zu abonnieren.
  • SMTP (RFC 821/822)
    Das Simple-Mail-Transfer-Protokoll (RFC 821) ist ein auf der IP-Adressierung sowie auf der durch den RFC 822 festgelegten Namensstruktur basierendes Mail-Protokoll.
  • DNS (RFC 920)
    Der Domain Name Service unterstützt die Zuordnung von Netz- und Host-Adressen zu Rechnernamen. Dieser Service ist z. B. erforderlich für die Anwendung von SMTP sowie in zunehmendem Maße auch für Telnet und FTP. Aus Sicherheitsgründen wendet sich der fremde Host an den DNS, um zu prüfen, ob der IP-Adresse des ihn rufenden Rechners auch ein (Domain-)Name zugeordnet werden kann. Falls nicht, wird der Verbindungsaufbau abgelehnt.
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