Internetprotokollfamilie
Die Internetprotokollfamilie ist eine Familie von rund 500 Netzwerkprotokollen, welche die Grundlage für die Netzkommunikation im Internet bilden. Häufig wird auch die Bezeichnung "TCP/IP-Protokoll-Familie" verwendet, es werden im Internet ausserhalb des World Wide Web jedoch noch weitere Transportprotokolle verwendet.
TCP/IP-Referenzmodell
Grundlage der Internetprotokollfamilie ist das DOD-Modell, in dem die Aufgaben der Protokolle zur Datenkommunikation in vier Schichten unterteilt werden. Zur Gliederung der Kommunikationsaufgaben werden in Rechnernetzen funktionale Ebenen (sogenannte Schichten, engl. layer), unterschieden. Für die Internetprotokollfamilie ist dabei das TCP/IP-Referenzmodell massgebend. Es beschreibt den Aufbau und das Zusammenwirken der Netzwerkprotokolle aus der Internetprotokollfamilie und gliedert sie in vier aufeinander aufbauende Schichten. TCP/IP steht dabei für Transmission Control Protocol/Internet Protocol.
- Die Anwendungsschicht (engl. application layer) umfasst alle Protokolle, die mit Anwendungsprogrammen zusammenarbeiten und die Netzwerkinfrastruktur für den Austausch anwendungsspezifischer Daten nutzen.
- Die Transportschicht (engl. transport layer) stellt eine Ende-zu-Ende-Verbindung her. Das wichtigste Protokoll dieser Schicht ist das Transmission Control Protocol / TCP, das Verbindungen zwischen jeweils zwei Rechnernetzteilnehmern zum zuverlässigen (nicht "sicheren", da das Wort "sicher" im Sinne von fälschungssicher oder abhörsicher gebraucht wird) Versenden von Datenströmen herstellt. Es gehören aber auch Datagramm-Protokolle (z. B. das User Datagram Protocol / UDP) in diese Schicht, bei denen nur die Zustellung an den richtigen Dienst zuverlässig gemacht und keine Verbindung aufgebaut wird.
- Die Internetschicht (engl. internet layer) ist für die Weitervermittlung von Paketen und die Wegewahl (das "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 in der Version 4 oder 6, das einen Paketauslieferungsdienst bereitstellt. Sogenannte Dual-Stacks (z. B. in Windows Vista oder Windows Server 2008) 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 im OSI-Modell der Vermittlungsschicht.
- Die Netzzugangsschicht (engl. link layer) ist im TCP/IP-Referenzmodell spezifiziert, enthält jedoch keine Protokolle der INternetprotokollfamilie. Sie ist vielmehr als Platzhalter für verschiedene Techniken zur Datenübertragung von Punkt zu Punkt zu verstehen. Die Internetprotokolle 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. Diese Schicht entspricht im OSI-Modell der Sicherungs- und Bitübertragungsschicht.
Das TCP/IP-Referenzmodell ist auf die Internetprotokolle zugeschnitten, die den Datenaustausch über die Grenzen lokaler Rechnernetze hinaus ermöglichen ("Internetworking"). Es wird weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertragungstechnik definiert. Vielmehr sind die Internetprotokolle dafür zuständig, Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Hops) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzteilnehmern über mehrere Hops herzustellen. Um Probleme der Netzkommunikation im Allgemeinen zu betrachten, wird statt dessen auf das OSI-Modell zurückgegriffen. Es ist jedoch zu beachten, dass sich die Benennung der einzelnen Schichten in den Modellen unterscheidet.
| OSI-Schicht | Einordnung | Standard | DOD-Schicht | Einordnung | Protokoll- beispiel |
Einheiten | Kopplungselemente | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Anwendung (Application) |
Anwendungs- orientiert |
FTAM | 4 | Anwendung (Process) |
Ende zu Ende (Multihop) |
Daten |
| |
| 6 | Darstellung (Presentation) |
ASN.1 | |||||||
| 5 | Sitzung (Session) |
ISO 8326 | |||||||
| 4 | Transport (Transport) |
Transport- orientiert |
ISO 8073 | 3 | Transport (Host-to-Host) |
Segmente | |||
| 3 | Vermittlung (Network) |
CLNP | 2 | Internet (Internet) |
Punkt zu Punkt |
Pakete | |||
| 2 | Sicherung (Data Link) |
HDLC | 1 | Netzzugang (Network Access) |
Rahmen (Frames) |
||||
| 1 | Bitübertragung (Physical) |
Token Bus | Bits | ||||||