Internetprotokolle

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Internetprotokolle - Sammlung von rund 500 Netzwerkprotokollen, die die Basis für die Netzkommunikation im Internet bilden. Häufig wird auch die Bezeichnung TCP/IP-Protokollfamilie verwendet.

TCP/IP-Referenzmodell

Ende der 1960er Jahre begann die Entwicklung mit einer Studie der DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), die dem Verteidigungsministerium der Vereinigten Staaten (DoD) untersteht, zur Entwicklung von Protokollen zur Datenkommunikation.

  • Dabei entstand das DoD-Schichtenmodell, in dem die Aufgaben in vier Schichten unterteilt wurden.
  • Dieses Modell ist Grundlage der Internetprotokolle.

Kommunikation wird in Rechnernetzen durch Netzwerkprotokolle umgesetzt und in der Praxis in funktionale Schichten (Vorlage:Lang) unterteilt.

  • Für das Internet und die Internetprotokolle ist dabei die Gliederung nach dem sogenannten TCP/IP-Referenzmodell, welches 4 aufeinander aufbauende Schichten beschreibt, maßgebend.
  • Dieses ist auf die Internet-Protokolle zugeschnitten, die den Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netze hinaus ermöglichen (dies sind vor allem TCP und IP).
  • Hier werden weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertragungstechnik definiert.
  • Vielmehr sind die Internet-Protokolle dafür zuständig, Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Vorlage:Lang) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzteilnehmern über mehrere Hops herzustellen.

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

  • Es ist jedoch zu beachten, dass sich die Benennung der einzelnen Schichten in den Modellen unterscheidet, und nachfolgende Zuordnungen zwischen OSI-Schichten und TCP-IP-Ebenen nicht immer vollständig übereinstimmen.
OSI-Schicht TCP/IP-Schicht Beispiel
Anwendungen (7) Anwendungen HTTP, UDS, FTP, SMTP, POP, Telnet, DHCP, OPC UA


TLS, SOCKS

Darstellung (6)
Sitzung (5)
Transport (4) Transport TCP, UDP, SCTP
Vermittlung (3) Internet IP (IPv4, IPv6), ICMP (über IP)
Sicherung (2) Netzzugang Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI
Bitübertragung (1)

Funktionen

Schicht Funktionen
Anwendungsschicht Die Anwendungsschicht (engl.: Application Layer) umfasst alle Protokolle, die mit Anwendungsprogrammen zusammenarbeiten und die Netzinfrastruktur für den Austausch anwendungsspezifischer Daten nutzen.
Transportschicht Die Transportschicht (engl.: Transport Layer) ermöglicht eine Ende-zu-Ende-Kommunikation.
Internetschicht Die Internetschicht (engl.: Internet Layer) ist für die Weitervermittlung von Paketen und die Wegwahl (Routing) zuständig.
  • Auf dieser Schicht und der darunterliegenden Schicht werden Direktverbindungen 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) in der Version 4 oder 6, das einen Paketauslieferungsdienst bereitstellt.
  • Sogenannte Dual-Stacks können dabei automatisch erkennen, ob sie einen Kommunikationspartner über IPv6 oder IPv4 erreichen können und nutzen vorzugsweise IPv6.
  • Dies ist für entsprechend programmierte Anwendungen transparent.
  • Die Internetschicht entspricht der Vermittlungsschicht des ISO/OSI-Referenzmodells.
Netzzugangsschicht Die Netzzugangsschicht (engl.: Link Layer) 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 der Sicherungs- und Bitübertragungsschicht des ISO/OSI-Referenzmodells.

Beispiel

Aufbau eines Ethernet-Frames mit maximalen IPv4- / TCP-Daten
OSI-
Schicht		 TCP/IP-Schicht Struktur
4 Transport TCP-Header Nutzlast (1460 bytes)
3 Internet IP-Header Nutzlast (1480 bytes)
2 Netzzugang MAC-Empfänger MAC-Absender 802.1Q-Tag (opt.) EtherType Nutzlast (1500 bytes) Frame Check Sequence
1 Präambel Start of Frame Nutzlast (1518/1522 bytes) Interframe Gap
Oktette 7 1 6 6 (4) 2 20 20 ≤1460 4 12

Protokollstapel

Anwendungsschicht

OSI-Schicht 5–7
Option Name Beschreibung
DNS Domain Name System Auflösung von Domainnamen zu IP-Adressen
DoIP Diagnostics over IP Transportprotokoll für Fahrzeugdiagnose
FTP File Transfer Protocol Dateitransfer
    • FTPS (FTP über SSL) || Erweiterung von FTP für verschlüsselten Dateitransfer
HTTP Hypertext Transfer Protocol
    • HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure)
  • WS (WebSocket Protocol)
IMAP Internet Message Access Protocol Zugriff auf E-Mails
IPFIX Internet Protocol Flow Information Export
LLMNR Link-local Multicast Name Resolution
NDMP Network Data Management Protocol, ndmp.org, kein IETF RFC)
MBS/IP Multi-purpose Business Security over IP
NNTP Network News Transfer Protocol Diskussionsforen (Usenet)
NTP Network Time Protocol
POP3 Post Office Protocol, Version 3 E-Mail-Abruf
PTP Precision Time Protocol Zeitsynchronisation von Uhren in einem Netzwerk
RDP Remote Desktop Protocol Darstellen und Steuern von Desktops auf fernen Computern (Microsoft)
RTP Real-Time Transport Protocol
SIP Session Initiation Protocol Aufbau, Steuerung und Abbau von Kommunikationssitzung (VoIP)
SNMP Simple Network Management Protocol Verwaltung von Geräten im Netzwerk
SMTP Simple Mail Transfer Protocol E-Mail-Versand
SOCKS Internet Sockets-Protokoll
SSH Secure Shell verschlüsseltes remote terminal
    • SCP (Secure Copy) || Dateitransfer (verwendet SSH-Session)
    • SFTP || SSH Dateitransfer (verwendet SSH-Session)
Telnet Unverschlüsseltes Login auf entfernten Rechnern (remote terminal)
XMPP Extensible Message and Presence Protocol
Z39.50 Abfrage von Informationssystemen

Transportschicht

OSI-Schicht 4
Option Name Beschreibung
TCP Transmission Control Protocol Übertragung von Datenströmen (verbindungsorientiert, zuverlässig)
UDP User Datagram Protocol Übertragung von Datenpaketen (verbindungslos, unzuverlässig, geringer Overhead)
SCTP Stream Control Transmission Protocol Transportprotokoll
TLS Transport Layer Security, ehemals 'Secure Socket Layer [SSL] Erweiterung von TCP um Verschlüsselung
DTLS Datagram Transport Layer Security Auf TLS basierendes Verschlüsselungsprotokoll, welches auch über zustandslose Protokolle wie UDP übertragen werden kann

Internetschicht

OSI-Schicht 3
Option Name Beschreibung
IP Internet Protocol Datenpaket-Übertragung (verbindungslos)
IPsec Internet Protocol Security Sichere Datenpaket-Übertragung (verbindungslos)
ICMP Internet Control Message Protocol Kontrollnachrichten (zum Beispiel Fehlermeldungen), Teil jeder IP-Implementierung
IGRP Interior Gateway Routing Protocol Informationsaustausch zwischen Routern (Distanzvektor) (veraltet, wird ersetzt durch EIGRP)
EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol Informationsaustausch zwischen Routern via IP
OSPF Open Shortest Path First Informationsaustausch zwischen Routern (Linkzustand) via IP
BGP Border Gateway Protocol Informationsaustausch zwischen autonomen Systemen im Internet (Pfadvektor) via TCP
RIP Routing Information Protocol Informationsaustausch zwischen Routern (Distanzvektor) via UDP
IGMP Internet Group Management Organisation von Multicast-Gruppen, Bestandteil von IP auf allen Hosts, die den Empfang von IP-Multicasts unterstützen

Netzzugangsschicht

OSI-Schicht 1–2
Option Beschreibung
Ethernet Netzwerkstandard IEEE 802.3
WLAN Netzwerkstandard IEEE 802.11
PPP Point-to-Point Protokoll, RFC 1661
Token Bus Netzwerkstandard IEEE 802.4
Token Ring Netzwerkstandard IEEE 802.5
FDDI Fiber Distributed Data Interface
L2TP Layer 2 Tunneling Protocol
RARP Reverse Address Resolution Protocol – Adressumsetzung zwischen Geräte- (MAC) und IP-Adressen (veraltet – wird ersetzt durch BOOTP)
IPoAC Internet Protocol over Avian Carriers – Internet-Protokoll mittels fliegender Träger – RFC 1149



Anhang

Siehe auch

Sicherheit

Dokumentation

RFC
Man-Pages
Info-Pages

Links

Projekt
Weblinks
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