Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 86

Die TCP/IP-Protokollfamilie – ein Überblick

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Der überschäumende Erfolg von TCP/IP

Durch die rasante Verbreitung des Internet schließlich wurde der TCP/IP-Familie ein überschäumender und allgegenwärtiger Erfolg beschert. Allerdings: eben aus dieser Ecke konnten auch die größten Probleme erwachsen, da TCP/IP nicht für eine derart große Zahl von Endgeräten und Teilnetzen entworfen wurde.

Vor mehr als 30 Jahren konnte man sich diese Entwicklung nur in den kühnsten Träumen vorstellen, weil der Computer- und Kommunikationsbereich in seinem Fortschritt alle anderen Bereiche weit hinter sich gelassen hat. Denken Sie nur einmal an Folgendes: Von allen Segnungen der Science Fiction Serien wie Star Trek oder Orion, die etwa zu der Zeit gemacht wurden wie auch TCP/IP, haben uns die Kommunikationstechniken wirklich erreicht: „Kirk an Enterprise...“ , die Kommunikation mittels eines Armbands, welches einen kleinen Bildschirm beinhaltet, ist praktisch Realität. Nur dass wir zudem auch noch eine ganz andere Dimension an Teilnehmern erreichen.

Das Transmission Control Protocol (TCP)

Die DoD-Protokollfamilie hat Elemente in den OSI-Schichten 3-7. Das IP-Protokoll ist grundsätzlich in allen Systemen installiert, die mittels der DoD-Protokolle kommunizieren möchten. Das Transmission Control Protocol (TCP) wird als sicheres Host-to-Host-Protokoll in praktisch allen Netzwerken benutzt. Es erstellt eine voll-duplexfähige virtuelle Verbindung und spiegelt dem Benutzer eine kontinuierliche Datenübertragung als Datenstrom vor.

Es sichert die Datenübertragung durch Sequenznummern, Prüfsummen, Quittungen mit Zeitüberwachung und automatischer Segmentwiederholung im Fehlerfalle. Dabei verwendet es das vorteilhafte Sliding-Window-Konzept, wie es auch bei HDLC, SDLC oder LLC 2 oder 3 angewandt wird und vermeidet unnützen Leerlauf-Overhead für die Kontrollfunktionen. Der Benutzer des TCP (meist eines der anwendungsunterstützenden Programme SMTP, FTP oder Telnet), erreicht es über einen sog. Port, der durch eine Portnummer identifiziert wird.

Das User Datagram Protocol (UDP)

Das User Datagram Protocol (UDP) erlaubt es Anwendungsprozessen, ohne Aufbau einer virtuellen Verbindung Datagramme auszutauschen. TCP und UDP setzen auf IP auf.

Telnet (Dialogsystem), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) und FTP (File Transfer Protocol) sind für den Benutzer direkt verfügbare Anwendungen, die TCP sowie IP benutzen.

Darüber hinaus gibt es eine Reihe von Strukturprotokollen. DNS, der Domain Name Service, sorgt dafür, dass jeder immer die Adressen der Geräte finden kann, mit denen er kommunizieren möchte, und ist damit eine Art Telefonbuch für TCP/IP-basierte Netze.

SNMP, das Simple Network Management Protocol, fragt alle Geräte eines Bereiches zyklisch ab und erfährt durch standardisierte Vektoren, wie es ihnen geht. Auf diese Weise kann man vielfältige Netzwerk-Management Funktionen aufbauen.

NFS schließlich ist ein netzweites Dateisystem, welches in seiner Leistung weit über den eigentlichen File Transfer hinausgeht und Dateien, die auf Servern in einem Netz verstreut sind, nach außen hin als zusammenhängendes Dateisystem präsentieren kann.