Tcp/ip

Grundlagen

Was ist ein Rechnernetz?

Diese Frage habe ich mir auch längere Zeit gestellt. Die Literatur äußert sich hierzu leider auch nicht so ganz klar. Tanenbaum "definiert" ein Rechnernetz in [Ta96] wie folgt:

"Das ganze Buch hindurch wird der Begriff Rechnernetze für mehrere miteinander verbundene autonome Computer verwendet. Zwei Computer gelten als miteinander verbunden, wenn sie Informationen austauschen können. Die Verbindung muß nicht aus einem Kupferkabel bestehen - es können auch Lichtwellenleiter, Mikrowellen oder Kommunikationssatelliten benutzt werden. Die Vorgabe, daß die Computer autonom sein müssen schließt Systeme, bei denen ein eindeutiges Master/Slave-Verhältnis herrscht, von vornherein aus unserer Definition aus. Kann ein Computer einen anderen beliebig ein- oder ausschalten oder steuern, besteht keine Unabhängigkeit. Ein System mit einer Steuereinheit als Master und vielen Slaves ist kein Netz, ebensowenig wie ein Großrechner mit entfernten Druckern und Terminals."

Nach dieser Definition ist ein Netz, das aus einer Anzahl von Java-Rechnern (oder sind es doch nur Terminals) besteht kein Rechnernetz. Die Java- Rechner müssen ihr System erst aus dem Netz laden, bevor mit ihnen "autonom" gearbeitet werden kann. Die Frage ist hier zusätzlich: arbeiten Java-Rechner wirklich autonom? Deshalb möchte ich noch eine allgemeinere "Definition" eines Rechnernetzes aus [Co98] geben:

"Das alte Modell, bei dem ein Großrechner den gesamten Rechenaufwand eines Unternehmens bewältigte, wurde durch eines ersetzt, bei dem eine große Anzahl einzelner miteinander verbundener Rechner die Arbeit übernimmt. Ein solches System nennt man Rechnernetz."

Protokolle, Protokollhierarchien

Protokolle sind Regeln, die den Nachrichtenaustausch - oder allgemeiner das Verhalten - zwischen (Kommunikations)Partnern regeln ("Protocols are formal rules of behaviour"). Die Verletzung eines vereinbarten Protokolls erschwert die Kommunikation oder macht sie sogar gänzlich unmöglich. Ein Beispiel für ein Protokoll "aus dem täglichen Leben" ist z.B. der Funkverkehr: Die Kommunikationspartner bestätigen den Empfang einer Nachricht mit Roger und leiten einen Wechsel der Sprechrichtung mit Over ein. Beendet wird die Verbindung schließlich mit Over and out. Ähnliche Protokolle werden auch beim Datenaustausch zwischen verschiedenen Computern benötigt - auch wenn hier die Komplexität der Anforderungen etwas höher ist. Aufgrund dieser höheren Komplexität werden viele Aufgabe nicht von einem einzigen Protokoll abgewickelt. In der Regel kommen eine ganze Reihe von Protokollen, mit verschiedenen Teilaufgaben, zum Einsatz. Diese Protokolle sind dann in Form von Protokollschichten mit jeweils unterschiedlichen Funktionen angeordnet.

Anordnung von Protokollen zu einem Protokollstapel.

Eine kurze Geschichte des Internet

From small things, big things sometimes come (Tittel E., Robbins M.) Gegen Ende der sechziger Jahre, als der "kalte Krieg" seinen Höhepunkt erlangte, wurde vom US-Verteidigungsministerium (Department of Defence - DoD) eine Netzwerktechnologie gefordert, die in einem hohen Maß gegenüber Ausfällen sicher ist. Das Netz sollte dazu in der Lage sein, auch im Falle eines Atomkrieges weiter zu operieren. Eine Datenübermittlung über Telefonleitungen war zu diesem Zweck nicht geeignet, da diese gegenüber Ausfällen zu verletzlich waren (sind). Aus diesem Grund beauftragte das US-Verteidigungsministerium die Advanced Research Projects Agency (ARPA) mit der Entwicklung einer zuverlässigen Netztechnologie. Die ARPA wurde 1957 als Reaktion auf den Start des Sputniks durch die UdSSR gegründet. Die ARPA hatte die Aufgabe Technologien zu entwickeln, die für das Militär von Nutzen sind. Zwischenzeitlich wurde die ARPA in Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) umbenannt, da ihre Interessen primär militärischen Zwecken dienten. Die ARPA war keine Organisation, die Wissenschaftler und Forscher beschäftigte, sondern verteilte Aufträge an Universitäten und Forschungsinstitute.

Um die geforderte Zuverlässigkeit des Netzes zu erreichen, fiel die Wahl darauf, das Netz als ein paketvermitteltes Netz (packet-switched network) zu gestalten. Bei der Paketvermittlung werden zwei Partner während der Kommunikation nur virtuell miteinander verbunden. Die zu übertragenden Daten werden vom Absender in Stücke variabler oder fester Länge zerlegt und über die virtuelle Verbindung übertragen; vom Empfänger werden diese Stücke nach dem Eintreffen wieder zusammengesetzt. Im Gegensatz dazu werden bei der Leitungsvermittlung (circuit switching) für die Dauer der Datenübertragung die Kommunikationspartner fest miteinander verbunden. Ende 1969 wurde von der University of California Los Angeles (UCLA), der University of California Santa Barbara (UCSB), dem Stanford Research Institute (SRI) und der University of Utah ein experimentelles Netz, das ARPANET, mit vier Knoten in Betrieb genommen. Diese vier Universitäten wurden von der (D)ARPA gewählt, da sie bereits eine große Anzahl von ARPA-Verträgen hatten. Das ARPA-Netz wuchs rasant (siehe Abbildung) und überspannte bald ein großes Gebiet der Vereinigten Staaten

Wachstum des ARPANET a)Dezember 1969 b)July 1970 c)März 1971 d)April 1971 e)September 1972.(Quelle: A.S. Tanenbaum: Computernetworks ) Mit der Zeit und dem Wachstum des ARPANET wurde klar, daß die bis dahin gewählten Protokolle nicht mehr für den Betrieb eines größeren Netzes, das auch mehrere (Teil)Netze miteinander verband, geeignet war. Aus diesem Grund wurden schließlich weitere Forschungsarbeiten initiiert, die 1974 zur Entwicklung der TCP/IP-Protokolle bzw. des TCP/IP-Modells führten. TCP/IP wurde mit mit der Zielsetzung entwickelt, mehrere verschiedenartige Netze zur Datenübertragung miteinander zu verbinden. Um die Einbindung der TCP/IP-Protokolle in das ARPANET zu forcieren beauftragte die (D)ARPA die Firma Bolt, Beranek & Newman (BBN) und die University of California at Berkeley zur Integration von TCP/IP in Berkeley UNIX. Dies bildete auch den Grundstein des Erfolges von TCP/IP in der UNIX-Welt. Im Jahr 1983 wurde das ARPANET schließlich von der Defence Communications Agency (DCA), welche die Verwaltung des ARPANET von der (D)ARPA übernahm, aufgeteilt. Der militärische Teil des ARPANET, wurde in ein separates Teilnetz, das MILNET, abgetrennt, das durch streng kontrollierte Gateways vom Rest des ARPANET - dem Forschungsteil - separiert wurde. Nachdem TCP/IP das einzige offizielle Protokoll des ARPANET wurde, nahm die Zahl der angeschlossenen Netze und Hosts rapide zu. Das ARPANET wurde von Entwicklungen, die es selber hervorgebracht hatte, überrannt. Das ARPANET in seiner ursprünglichen Form existiert heute nicht mehr, das MILNET ist aber noch in Betrieb. (Zum Wachstum des Internet in Deutschland siehe: http://www.nic.de/Netcount/netStatHosts.html) Die Sammlung von Netzen, die das ARPANET darstellte, wurde zunehmend als Netzverbund betrachtet. Dieser Netzverbund wird heute allgemein als das Internet bezeichnet. Der Leim, der das Internet zusammenhält, sind die TCP/IP-Protokolle.

RFCs

Eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Entwicklung des Internet spielen die sogenannten RFCs - Request for Comments. RFCs sind Dokumente, in denen die Standards für TCP/IP bzw. das Internet veröffentlicht werden. Einige RFCs beschreiben Dienste und Protokolle sowie deren Implementierung, andere fassen Regeln und Grundsätze (policies) zusammen. Standards für TCP/IP werden immer als RFCs veröffentlicht, aber nicht alle RFCs beschreiben Standards (siehe z.B. RFC1180 - A TCP/IP Tutorial, RFC527 - ARPAWOCKY, RFC968 - 'Twas the Night Before Start-up etc.) Die Standards für TCP/IP werden im wesentlichen nicht durch ein Komitee entwickelt, sondern durch Diskussion und Konsens beschlossen. Jeder hat die Möglichkeit ein Dokument als RFC zu veröffentlichen und so zur Diskussion zu stellen. Ist ein Dokument veröffentlicht, wird ihm eine RFC- Nummer zugewiesen. Die Dokumente werden von einer Arbeitsgruppe und/oder dem RFC-Editor geprüft. Dabei durchläuft das Dokument verschiedene Stufen, die Stufen der Entwicklung, Testung und Akzeptanz. Die Stufen bilden den sogenannten Standards Process. Die Stufen werden formal als maturity levels (Reifestufen) bezeichnet.

Maturity Level
Proposed Standard (PS)	Diese Stufe dauert mindestens 6 Monate und erfordert zwei unabhängige Implementierungen.
Draft Standard (DS)	Diese Stufe dauert mindestens 4 Monate mit Demonstrationen und einem Erfahrungsbericht mit midestens zwei unabhängigen Implementierungen.
Standard (S oder STD)	Das RFC ist zum offiziellen Standard erhoben. Internet-Standards erhalten neben der RFC- Nummer eine sogenannte STD-Nummer (z.B. Internet Protocol, RFC791, STD-5).

Zusätzlich zu seiner Stufe bekommt ein RFC einen Status

Status
Required	Muß bei allen TCP/IP-basierten Hosts und Gateways implementiert werden.
Recommended	Es wird empfohlen, daß alle TCP/IP-basierten Hosts und Gateways die Spezifikationen des RFCs implementieren. Diese RFCs werden üblicherweise auch immer implementiert.
Elective	Die Implementierung ist optional. Der Anwendung wurde zugestimmt, ist aber nicht erforderlich.
Limited Use	Nicht für die generelle Nutzung gedacht.
Not recommended	Nicht zur Implementierung empfohlen.

Ein RFC, das einmal veröffentlicht ist,wird nie verändert oder aktualisiert. Es kann nur durch ein neues RFC ersetzt werden. Bei einer Ersetzung wird das alte RFC mit der Bezeichnung "Obsoleted by RFC xxx" gekennzeichnet, das neue RFC beinhaltet einen Hinweis "Obsolets RFC xxx" auf das alte RFC. Korrekturen an einem RFC werden durch "Updates RFC xxx" und "Updated by RFC xxx" gekennzeichnet. Einige RFCs beschreiben Protokolle, die durch bessere ersetzt wurden, diese RFCs werden durch die Bezeichnung "historic" gekennzeichnet. Ein entsprechender Standard erhält den Status "not recommended". RFCs, die sich in einer experimentellen Phase der Entwicklung befinden werden mit der Bezeichnung "experimental" versehen. Protokolle, die von anderen Organisationen oder von Firmen entwickelt wurden und von Interesse für das Internet sind werden zum Teil auch in RFCs veröffentlicht mit den Bezeichnungen "informational" oder "best current practice". Das 'System' der RFCs leistet einen wesentlichen Beitrag zum Erfolg von TCP/IP und dem Internet. In der Referenzliste findet sich eine Angaben zu Quellen, bei denen die RFCs bezogen werden können. Anm.: Wer weitere Quellen zur Geschichte des Internet sucht, wird hier fündig:

Internet Society - ISOC: History of the Internet

Musch J.: Die Geschichte des Netzes: ein historischer Abriß

Hauben M.: Behind the Net: The Untold History of the ARPANET and Computer Science

Hauben R.: The Birth and Development of the ARPANET

w3history: Die Geschichte des World Wide Web

Referenzmodelle

Das OSI-Referenzmodell

Das Open Systems Interconnection (OSI)-Referenzmodell ist ein Modell, daß auf einem Vorschlag der International Standards Organisation (ISO) basiert. Der Aufbau des OSI-Modells ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

OSI-Referenzmodell

Das Modell dient derzeit allgemein als Rahmen zur Beschreibung von Protokollcharakteristika und -funktionen (Ta96). Das OSI-Modell (die offizielle Bezeichnung lautet ISO-OSI-Referenzmodell) besteht aus sieben Schichten. Die Schichtung beruht auf dem Prinzip, daß eine Schicht der jeweils über ihr angeordneten Schicht bestimmte Dienstleistungen anbietet. Das OSI-Modell ist keine Netzarchitektur, da die Protokolle und Dienste der einzelnen Schichten vom Modell nicht definiert werden. Das Modell beschreibt lediglich, welche Aufgaben die Schichten erledigen sollen. Die folgenden Prinzipien haben zur Siebenschichtigkeit des OSI-Modells geführt (Ta96): Eine neue Schicht sollte dort entstehen, wo ein neuer Abstraktionsgrad benötigt wird. Jede Schicht sollte eine genau definiert Funktion erfüllen. Bei der Funktionswahl sollte die Definition international genormter Protokolle berücksichtigt werden. Die Grenzen zwischen den einzelnen Schichten sollten so gewählt werden, daß der Informationsfluß über die Schnittstellen möglichst gering ist. Die Anzahl der Schichten sollte so groß sein, daß keine Notwendigkeit besteht, verschiedene Funktionen auf eine Schicht zu packen, aber so klein, daß die gesamte Architektur nicht unhandlich wird.

Aufgaben der Schichten OSI

Den Schichten im OSI-Modell sind die folgenden Aufgaben zugeordnet:

Anwendungsschicht (application layer)

Die Anwendungsschicht enthält eine große Zahl häufig benötigter Protokolle, die einzelne Programme zur Erbringung ihrer Dienste definiert haben. Auf der Anwendungsschicht finden sich z.B. die Protokolle für die Dienste ftp, telnet, mail etc.

Darstellungsschicht (presentation layer)

Die Darstellungsschicht regelt die Darstellung der Übertragungsdaten in einer von der darüber liegenden Ebene unabhängigen Form. Computersysteme verwenden z.B. oft verschiedene Codierungen für Zeichenketten (z.B. ASCII, Unicode), Zahlen usw. Damit diese Daten zwischen den Systemen ausgetauscht werden können, kodiert die Darstellungsschicht die Daten auf eine standardisierte und vereinbarte Weise.

Sitzungsschicht (session layer)

Die Sitzungsschicht (oft auch Verbindungsschicht oder Kommunikationssteuerschicht genannt) ermöglicht den Verbindungsauf- und abbau. Von der Sitzungsschicht wird der Austausch von Nachrichten auf der Transportverbindung geregelt. Sitzungen können z.B. ermöglichen, ob der Transfer gleichzeitig in zwei oder nur eine Richtung erfolgen kann. Kann der Transfer jeweils in nur eine Richtung stattfinden, regelt die Sitzungsschicht, welcher der Kommunikationspartner jeweils an die Reihe kommt.

Transportschicht (transport layer)

Die Transportschicht übernimmt den Transport von Nachrichten zwischen den Kommunikationspartnern. Die Transportschicht hat die grundlegende Aufgaben, den Datenfluß zu steuern und die Unverfälschtheit der Daten sicherzustellen. Beispiele für Transportprotokolle sind TCP und UDP.

Netzwerkschicht (network layer)

Die Netzwerkschicht (Vermittlungsschicht) hat die Hauptaufgabe eine Verbindung zwischen Knoten im Netzwerk herzustellen. Die Netzwerkschicht soll dabei die übergeordneten Schichten von den Details der Datenübertragung über das Netzwerk befreien. Eine der wichtigsten Aufgaben der Netzwerkschicht ist z.B. die Auswahl von Paketrouten bzw. das Routing vom Absender zum Empfänger. Das Internet Protokoll (IP) ist in der Netzwerkschicht einzuordnen.

Sicherungsschicht (data link layer)

Die Aufgabe der Sicherungsschicht (Verbindungsschicht) ist die gesicherte Übertragung von Daten. Vom Sender werden hierzu die Daten in Rahmen (frames) aufgeteilt und sequentiell an den Empfänger gesendet. Vom Empfänger werden die empfangenen Daten durch Bestätigungsrahmen quittiert. Protokollbeispiele für die Sicherungsschicht sind HDLC (high-level data link control), SLIP (serial line IP) und PPP (point-to-point Protokoll).

Bitübertragungsschicht (physical layer)

Die Bitübertragungsschicht regelt die Übertragung von Bits über das Übertragungsmedium. Dies betrifft die Übertragungsgeschwindigkeit, die Bit-Codierung, den Anschluß (wieviele Pins hat der Netzanschluß?) etc. Die Festlegungen auf der Bitübertragungsschicht betreffen im wesentlichen die Eigenschaften des Übertragungsmedium.

Das TCP/IP-Referenzmodell

Im vorhergehenden Abschnitt wurde das OSI-Referenzmodell vorgestellt. In diesem Abschnitt soll nun das Referenzmodell für die TCP/IP-Architektur vorgestellt werden. Das TCP/IP-Referenzmodell - benannt nach den beiden primären Protokollen TCP und IP der Netzarchitektur beruht auf den Vorschlägen, die bei der Fortentwicklung des ARPANETs gemacht wurden. Das TCP/IP-Modell ist zeitlich vor dem OSI-Referenzmodell entstanden, deshalb sind auch die Erfahrungen des TCP/IP-Modells mit in die OSI- Standardisierung eingeflossen. Das TCP/IP-Referenzmodell besteht im Gegensatz zum OSI-Modell aus nur vier Schichten: Application Layer, Transport Layer, Internet Layer, Network Layer. Als Ziele der Architektur wurden bei der Entwicklung definiert:

• Unabhängigkeit von der verwendeten Netzwerk-Technologie

• Unabhängigkeit von der Architektur der Hostrechner

• Universelle Verbindungsmöglichkeiten im gesamten Netzwerk

• Ende-zu-Ende-Quittungen

• Standardisierte Anwendungsprotokolle.

Vergleich des OSI-Referenzmodells mit dem TCP/IP- Referenzmodell

Aufgaben der Schichten TCP/IP

Applikationsschicht (application layer)

Die Applikationsschicht (auch Verarbeitungsschicht genannt) umfaßt alle höherschichtigen Protokolle des TCP/IP-Modells. Zu den ersten Protokollen der Verarbeitungsschicht zählen TELNET (für virtuelle Terminals), FTP (Dateitransfer) und SMTP (zur Übertragung von E- Mail). Im Laufe der Zeit kamen zu den etablierten Protokollen viele weitere Protokolle wie z.B. DNS (Domain Name Service) und HTTP (Hypertext Transfer Protocol) hinzu.

Transportschicht (transport layer)

Wie im OSI-Modell ermöglicht die Transportschicht die Kommunikation zwischen den Quell- und Zielhosts. Im TCP/IP-Referenzmodell wurden auf dieser Schicht zwei Ende-zu-Ende-Protokolle definiert: das Transmission Control Protocol (TCP) und das User Datagram Protocol (UDP). TCP ist ein zuverlässiges verbindungsorientiertes Protokoll, durch das ein Bytestrom fehlerfrei einen anderen Rechner im Internet übermittelt werden kann. UDP ist ein unzuverlässiges verbindungsloses Protokoll, das vorwiegend für Abfragen und Anwendungen in Client/Server-Umgebungen verwendet wird, in denen es in erster Linie nicht um eine sehr genaue, sondern schnelle Datenübermittlung geht (z.B. Übertragung von Sprache und Bildsignalen).

Internetschicht (internet layer)

Die Internetschicht im TCP/IP-Modell definiert nur ein Protokoll namens IP (Internet Protocol), das alle am Netzwerk beteiligten Rechner verstehen können. Die Internetschicht hat die Aufgabe IP-Pakete richtig zuzustellen. Dabei spielt das Routing der Pakete eine wichtige Rolle. Das Internet Control Message Protocol (ICMP) ist fester Bestandteil jeder IP-Implementierung und dient zur Übertragung von Diagnose- und Fehlerinformationen für das Internet Protocol.

Netzwerkschicht (network layer)

Unterhalb der Internetschicht befindet sich im TCP/IP-Modell eine große Definitionslücke. Das Referenzmodell sagt auf dieser Ebene nicht viel darüber aus, was hier passieren soll. Festgelegt ist lediglich, daß zur Übermittlung von IP-Paketen ein Host über ein bestimmtes Protokoll an ein Netz angeschlossen werden muß. Dieses Protokoll ist im TCP/IP-Modell nicht weiter definiert und weicht von Netz zu Netz und Host zu Host ab. Das TCP/IP-Modell macht an dieser Stelle vielmehr Gebrauch von bereits vorhandenen Protokollen, wie z.B. Ethernet (IEEE 802.3), Serial Line IP (SLIP), etc.

Die TCP/IP-Protokoll-Architektur

Die TCP/IP-Architektur wird, wie im Abschnitt Referenzmodelle - Das TCP/IP- Referenzmodell gesagt, im allgemeinen als vierschichtiges Modell beschrieben. Oft wird das TCP/IP-Referenzmodell auch als fünfschichtiges Modell dargestellt. Andrew S. Tanenbaum bezeichnet das fünfschichtige Modell als hybrides Referenzmodell. Er schreibt dazu: "(...) Viertens unterscheidet das TCP/IP-Modell nicht zwischen den Bitübertragungs- und Sicherungsschichten (erwähnt sie nicht einmal). Diese Schichten sind völlig unterschiedlich. Die Bitübertragungsschicht hat mit den Übertragungsmerkmalen von Kupferdarht, Glasfaser und drahtlosen Kommunikationsmedien zu tun. Die Sicherungsschicht ist darauf beschränkt, den Anfang und das Ende von Rahmen abzugrenzen und sie mit der gewünschten Zuverlässigkeit von einem Ende zum anderen zu befördern. Ein korrektes Modell sollte beides als separate Schichten beinhalten. Das TCP/IP-Modell tut das nicht."

OSI-Referenzmodell TCP/IP-Referenzmodell Hybrides Referenzmodell

Einkapselung

Die Schichtung beruht auf dem Prinzip, daß eine Schicht die angebotenen Dienste der darunter liegenden Schicht in Anspruch nehmen kann. Dabei braucht die Schicht, die die Dienstleistung in Anspruch nimmt keinerlei Kenntnisse darüber haben, wie die geforderten Dienste erbracht werden. Auf diese Art und Weise wird eine Aufgabenteilung der Schichten erreicht . Daten, die von einem Applikationsprogramm über ein Netzwerk versendet werden, durchlaufen den TCP/IP-Protokollstapel von der Applikationsschicht zur Netzwerkschicht. Von jeder Schicht werden dabei Kontrollinformationen in Form eines Protokollkopfes angefügt. Diese Kontrollinformationen dienen der korrekten Zustellung der Daten. Das Zufügen von Kontrollinformationen wird als Einkapselung (encapsulation) bezeichnet.

Innerhalb der Schichten des TCP/IP-Modells werden Daten mit verschiedenen Termini benannt, da jede Schicht auch ihre eigenen Datenstrukturen hat. Applikationen, die das Transmission Control Protocol benutzen, bezeichnen Daten als Strom (stream); Applikationen, die das User Datagram Protocol verwenden, bezeichnen Daten als Nachricht (message). Auf der Transportebene bezeichnen die Protokolle TCP und UDP ihre Daten als Segment (segment) bzw. Paket (packet). Auf der Internet Schicht werden Daten allgemein als Datengramm (datagram) benannt. Oft werden die Daten hier aber auch als Paket bezeichnet. Auf der Netzwerkebene bezeichnen die meisten Netzwerke ihre Daten als Pakete oder Rahmen (frames).

Netzwerkschicht

Die Netzwerkschicht ist die unterste Schicht des TCP/IP-Modells. Protokolle, die auf dieser Schicht angesiedelt sind, legen fest, wie ein Host an ein bestimmtes Netzwerk angeschlossen wird und wie IP-Pakete über dieses Netzwerk übertragen werden. Im Gegensatz zu den Protokollen der höheren Schichten des TCP/IP- Modells, müssen die Protokolle der Netzwerkschicht sich auf die Details des verwendeten Netzwerks - wie z.B. Paketgrößen, Netzwerkadressierung, Anschlußcharakteristiken etc. - beziehen. Die Netzwerkschicht des TCP/IP-Modells umfaßt also die Aufgaben der Bitübertragungsschicht, Sicherungsschicht und Vermittlungsschicht im OSI- Modell. Die Protokolle der Netzwerkschicht sind allerdings nicht im TCP/IP-Modell definiert. Wie schon gesagt, legt das Modell lediglich fest, daß zur Übermittlung von IP-Paketen ein Host über ein bestimmtes Protokoll an ein Netzwerk angeschlossen werden muß. Die Protokolle sind im Modell nicht weiter definiert. Es werden hier vielmehr bestehende Standards verwendet und in das Modell aufgenommen. Insbesondere bedeutet dies auch, daß mit neuer Hardware-Technologie auch neue Protokolle auf der Netzwerkschicht entwickelt werden müssen, so daß TCP/IP-Netzwerke diese Hardware verwenden können. Dies ist jedoch kein Nachteil, sondern eher ein Vorteil. Durch die weitgehende Unabhängigkeit vom Übertragungsmedium können neue Netzwerktechnologien schnell in das TCP/IP-Modell aufgenommen werden. Als Beispiel soll hier Ethernet dienen.

Ethernet

1. Ethernet ist nicht von Novell sondern von Xerox in die Welt gesetzt worden.

2. Es sind da 4 Arten Ethernetframes.

CSMA/CD ist der gemeinsame Nenner. Es gibt 4 verschiedene Frametypen, welche von den Herstellern verschieden genannt werden. Verschieden, nicht unterschiedlich!

IEEE	Novel	Cisco
802.3	802.2	LLC
V II	EthernetII	ARPA
802.3 SNAP	SNAP	SNAP
802.3 Raw	802.3	Novell

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect

Alle Stationen können gleichberechtigt auf das übertragungsmedium zugreifen.(Multiple Access) Bevor eine Station sendet, lauscht sie an der Leitung, um zu überprüfen, ob nicht schon eine andere Station sendet (Carrier Sense). Ist die Leitung frei wird gesendet. Jedoch erst nach 9,6 μs (Inter Frame Grab). Auch während des Sendens wird mitgehört (Listen While Talking). Da die Signale sich nicht unendlich schnell ausbreiten, kann es vorkommen, daß eine zweite Station trotz Carrier Sense anfängt zu senden. Beide Signale werden sich treffen. Der Signalpegel wird zwichen dem doppelten Wert und Null Schwanken. Diesen Kollisionspegel erkennen die sendenden Stationen (Collision Detect) und schicken ein JAM-Singal auf die Leitung. Das JAM-Signal besteht aus einer 32 Bit langen Folge von 1 und 0. Nach dem JAM-Singal warten die sendewilligen Stationen eine (von Algorithmen) bestimmte Zeit und beginnen erneut mit Carrier Sense. Die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen steigt mit der Anzahl der Stationen und der Leitungslänge.