Die Protokoll-Familie TCP/IP

 

 

TCP/IP in der Praxis

Das Medium Internet ist aus der heutigen Zeit einfach nicht mehr wegzudenken, einen großen Anteil daran hatte die Entwicklung der Protokollfamilie TCP/IP als Standard für die Übertragung der Daten.

TCP/IP besteht schon seit Anfang der siebziger Jahre und wurde somit sogar noch vor der Erforschung des OSI-Referenz-Modells, welches an TCP/IP angelehnt ist, als Standard definiert. Bei der Protokollfamilie TCP/IP gibt es allerdings nur 4 Schichten und nicht 7 wie dem OSI-Modell. Diese 4 Schichten übernehmen dafür aber gleiche mehrere Funktionen gleichzeitig, dies soll die folgende Tabelle kurz erläutern :

 

TCP/IP-Schichten OSI-Schichten Bezeichnung Funktionen Dienste
4 6 + 7 Anwendungsschicht NetBIOS, WinSock HTTP, FTP, Telnet...
3 4 Transportschicht  TCP, UDP diverse Kommunikations-Dienste
2 3 Internetschicht  IP, ARP Ping
1 1 + 2 Netzwerkschicht LAN, MAN, WAN reine Bitübertragung

 

Und nun wollen wir die einzelnen Spalten der Tabelle und ihre Inhalte einmal näher beleuchten :

In der vierten Schicht vereint das TCP/IP die Funktionen der OSI-Schichten 6 und 7 ; NetBIOS und WinSock stellen in diesem Falle zwei Programmschnittstellen zu den angegebenen Diensten wie z.B. FTP dar. Um diese Dienste nutzen zu können, sind diese Schnittstellen lebensnotwendig, besonders die Funktion WinSock. Die andere Funktion NetBIOS hat eher eine andere Aufgabe, sie übernimmt die Verbindung zur darunter liegenden nächsten Schicht Transportschicht

Kommen wir nun zur dritten TCP/IP-Schicht. Hier übernimmt das Transport-Protokoll TCP die Aufgabe für den reinen Datentransport im Netzwerk. Das UDP-Protokoll, welches in der Tabelle erwähnt wird, ist ebenfalls ein reines Transport-Protokoll. Der Unterschied zwischen beiden liegt allein in der Kontrollfunktion. Während das TCP während der Datenübertragung zusätzlich kontrolliert, ob die Daten auch richtig am Ziel angekommen sind, verzichtet das UDP gänzlich auf diese Kontrollfunktion. Deshalb wird auch bei der Datenübertragung meistens das TCP benutzt, um Fehlern in der Übertragung vorzubeugen und diese auch dann erkennen zu können. UDP wird eher dort eingesetzt, wo größere Datenmenge übertragen werden müssen. Würde man mit dem TCP übertragen, würde die Kontrollfunktion alleine schon einfach zuviel Zeit in Anspruch nehmen. Ein Beispiel für UDP-Übertragungen wären zum Beispiel Audiodaten oder ganze Videos im Internet, weil dort die Datenmenge einfach so groß sind und man keine Geschwindigkeit einbüßen möchte.

In der zweiten TCP/IP-Schicht sehen wir auf einen Blick das IP-Protokoll. Im Gegensatz zum TCP-Protokoll hat es die wichtige Aufgabe, allein erst einmal die Verbindung zwischen zwei Rechnern im Netzwerk aufzubauen. Das TCP-Protokoll ist also auf das IP-Protokoll angewiesen, ohne dem läuft da gar nichts. Um die Rechner exakt im Netzwerk zu 'adressieren', kommt dem IP das oben schon beschriebene ARP-Protokoll zur Hilfe, welches sich um die Umformung der IP-Adresse in die MAC-Adresse kümmert, um den Rechner im Netzwerk genau zu adressieren.
Mit dem Ping-Dienst / -Befehl kann man zur Prüfung im Netzwerk feststellen, ob ein Rechner erreichbar ist.

Während die anderen 3 TCP/IP-Schichten schon den Umgang mit fertigen Datenpaketen beherrschen, hat die erste TCP/IP-Schicht im LAN / MAN / WAN dagegen die Aufgabe, die reinen Bits zu übertragen. Alle anderen Schichten bauen somit auf dieser Schicht auf und stehen direkt mit ihr in Kontakt.

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Die MAC-Adresse

Für jede einzelne eingesetzte Netzwerkkarte auf der Welt wird eine spezielle eindeutige Hardwareadresse festgelegt, die MAC-Adresse (Media Access Control). Somit ist die Netzwerkkarte einzigartig, kann ohne Probleme angesteuert werden und im Netzwerk erkannt werden. MAC-Adressen werden zentral verwaltet und vergeben und bestehen aus zwölf hexadezimalen Ziffern zu sechs Blöcken.

Die Netzwerk (IP-) Adressen im TCP/IP-Netzwerk werden immer auf die jeweilige MAC-Adresse abgebildet. Somit wird bei jeder Datenübertragung im Netzwerk bei der Adressierung immer nicht die IP-Adresse sondern die dazugehörige MAC-Adresse benutzt. Das oben schon beschriebene ARP-Protokoll besitzt diese Funktion zur Umwandelung der beiden Adressen.

Wenn man wissen will, wie die MAC-Adresse der eigenen Netzwerkkarte lautet, benutzt man unter Windows einfach das Programm 'WINIPCFG'. Als Voraussetzung gilt dabei natürlich, daß das TCP/IP-Protokoll korrekt installiert ist.

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Standard-Tools für TCP/IP

Wenn im Netzwerk etwas nicht so läuft wie es soll, liegt der Fehler oft schon im Zusammenhang mit TCP/IP-Einstellungen begraben. Um diese Fehler auszuschalten oder um sich einfach nur Infos zum Netzwerk zu holen, folgt hier eine kleine Auflistung nützlicher Tools, die bei jedem Betriebssystem standardmäßig vorhanden sind :

 

PING

Hiermit kann man anhand der IP-Adresse oder des Rechnernamens im Netzwerk prüfen, ob ein Rechner erreichbar ist. Dieser Befehl / Dienst ist auf allen Betriebssytemen verfügbar (z.B. ; ping 192.168.0.4 oder ping MeinRechner )

WINIPCFG Dieser Befehl / Dienst vermittelt einem auf einen Blick alle wichtigen Netzwerkinformationen zum eigenen Rechner (Win 9x, ME)

IPCONFIG /ALL Hat die gleiche Funktion wie WINIPCFG, allerdings jetzt unter WinNT + Win2000

TRACERT Mit TraceRoute kann man den Weg der Daten im Netzwerk verfolgen, man kann hiermit gerade in größeren Netzen oder dem Internet sehen, über welche Router die Daten z.B. geleitet worden sind. Dies kann auch bei der Fehlerdiagnose durchaus weiterhelfen. (Win 9x, ME, NT, 2000) Ausführung wie beim Ping mit IP-Adresse oder Rechnernamen

TRACEROUTE TraceRoute unter Linux

NSLOOKUP

Dieser Befehl / Dienst bietet die Möglichkeit, nach der Eingabe der IP-Adresse den dazugehörigen Rechnernamen zu erfahren. (Windows und Linux)

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