TCP/IP Architektur: Unterschied zwischen den Versionen

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=Abbildung des TCP/IP Architektur auf das ISO/OSI Modell=
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== Abbildung der TCP/IP Architektur auf das ISO/OSI Modell ==
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Das TCP/IP-Referenzmodell ist die praktische Implementierung der Netzwerkkommunikation. Es fasst die sieben Schichten des OSI-Modells in vier funktionale Ebenen zusammen.
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=Applikationsschicht (application layer)=
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*Die Applikationsschicht (auch Verarbeitungsschicht genannt) umfaßt alle höherschichtigen Protokolle der TCP/IP-Architektur.
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Die Applikationsschicht (auch Verarbeitungsschicht genannt) umfasst alle höherschichtigen Protokolle der TCP/IP-Architektur, welche die Schnittstelle zum Benutzer bilden.
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*Zu den Protokollen zählen:
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* Protokoll-Beispiele:
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**IMAP (Internet Message Access Protokoll)
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** IMAP (Internet Message Access Protocol): E-Mail-Abruf.
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**FTP (Dateitransfer)
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** FTP (File Transfer Protocol): Dateitransfer.
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**SMTP (zur Übertragung von E- Mail)
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** SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): E-Mail-Versand.
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**DNS (Domain Name Service)
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** DNS (Domain Name Service): Namensauflösung.
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**HTTP (Hypertext Transfer Protocol).
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** HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Web-Kommunikation.
  
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=Transportschicht (transport layer)=
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== Transportschicht (transport layer) ==
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*Beim OSI-Modell ermöglicht die Transportschicht die Kommunikation zwischen den Quell- und Zielhosts.
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Diese Schicht regelt die Ende-zu-Ende-Kommunikation zwischen Quell- und Zielhost. Es werden zwei grundlegende Protokolle unterschieden:
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*Im TCP/IP-Referenzmodell wurden auf dieser Schicht zwei Ende-zu-Ende-Protokolle definiert:  
 
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**Transmission Control Protocol (TCP)
 
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**User Datagram Protocol (UDP).
 
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*TCP ist ein zuverlässiges verbindungsorientiertes Protokoll,
 
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**Es stellt sicher das der Bytestrom fehlerfrei einen anderen Rechner im Internet übermittelt werden kann.
 
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*UDP ein unzuverlässiges verbindungsloses Protokoll ist
 
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**welches für einen schnellen Bytestrom sorgt
 
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**allerdingst für keinen zuverlässigen Bytestrom verwendbar ist.
 
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**Manchmal wird der Bytestrom in einem Protokoll der Anwendungsschicht sichergestellt
 
  
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=Internetschicht (internet layer)=
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* Transmission Control Protocol (TCP):
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*Die Internetschicht im TCP/IP-Modell definiert nur ein Protokoll namens IP (Internet Protocol).
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** Verbindungsorientiert und zuverlässig.
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*Die Internetschicht hat die Aufgabe IP-Pakete richtig zuzustellen.
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** Garantiert den fehlerfreien Erhalt des Bytestroms durch Bestätigungen (ACKs) und Flusssteuerung.
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*Dabei spielt das Routing der Pakete eine wichtige Rolle.
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* User Datagram Protocol (UDP):
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*Das Internet Control Message Protocol (ICMP) ist fester Bestandteil jeder IP-Implementierung.  
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** Verbindungslos und unzuverlässig (Best Effort).
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*ICMP dient zur Übertragung von Diagnose- und Fehlerinformationen für das Internet Protocol.
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** Minimiert den Overhead für schnellen Datentransport.
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** Die Datensicherung muss bei Bedarf durch Protokolle der Anwendungsschicht erfolgen.
  
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=Netzwerkschicht (network layer)=
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== Internetschicht (internet layer) ==
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*Der Network Layer sagt nicht viel darüber aus, was hier passieren soll.  
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Zentrale Ebene für das Routing und die Adressierung von Paketen im Netzwerk.
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*Festgelegt ist lediglich, dass zur Übermittlung von IP-Paketen ein Host über ein bestimmtes Protokoll an ein Netz angeschlossen werden muss.
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* Internet Protocol (IP): Verantwortlich für die korrekte Zustellung der Pakete über Netzgrenzen hinweg.
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* ICMP (Internet Control Message Protocol): Fester Bestandteil jeder IP-Implementierung; dient der Übertragung von Diagnose- und Fehlerinformationen (z. B. Echo Request/Reply).
  
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=Beispiel Protokolle=
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== Netzwerkschicht (network layer) ==
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Diese Schicht definiert die physische Anbindung des Hosts an das jeweilige Übertragungsmedium. Sie legt fest, wie IP-Pakete über spezifische Netzwerkprotokolle (z. B. Ethernet) versendet werden müssen.
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== Beispiel Protokolle ==
 
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{{#drawio:Tcpipprotokoll}}
  
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=Einkapselung=
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== Einkapselung (Encapsulation) ==
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*Die Schichtung beruht auf dem Prinzip, daß eine Schicht die angebotenen Dienste der darunter liegenden Schicht in Anspruch nehmen kann.  
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Der Datendurchlauf erfolgt von der Applikationsschicht abwärts zur Netzwerkschicht. Jede Schicht nutzt die Dienste der darunterliegenden Ebene, ohne deren interne Funktionsweise kennen zu müssen.
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*Dabei braucht die Schicht, die die Dienstleistung in Anspruch nimmt keinerlei Kenntnisse darüber haben, wie die geforderten Dienste erbracht werden.
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*Auf diese Art und Weise wird eine Aufgabenteilung der Schichten erreicht .
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*Daten, die von einem Applikationsprogramm über ein Netzwerk versendet werden, durchlaufen den TCP/IP-Protokollstapel  von der Applikationsschicht zur Netzwerkschicht.
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*Von jeder Schicht werden dabei Kontrollinformationen in Form eines Protokollkopfes angefügt.  
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* Prozess: Jede Schicht fügt den Nutzdaten (Payload) spezifische Kontrollinformationen in Form eines Protokollkopfes (Header) hinzu.
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*Diese Kontrollinformationen dienen der korrekten Zustellung der Daten.
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* Zweck: Sicherstellung der korrekten Zustellung und Verarbeitung auf der Gegenseite.
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*Das Zufügen von Kontrollinformationen wird als Einkapselung (encapsulation) bezeichnet.
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* Entkapselung: Beim Empfänger wird dieser Prozess in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt (Stripping der Header).
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{{#drawio:einkapselung}}
 
{{#drawio:einkapselung}}
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=Bezeichnung=
 
  
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*Innerhalb der Schichten des TCP/IP-Modells werden Daten mit verschiedenen Termini benannt
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== Bezeichnung der Dateneinheiten ==
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*Jede Schicht auch ihre eigenen Datenstrukturen.
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Je nach Schicht und verwendetem Protokoll werden die Dateneinheiten unterschiedlich benannt:
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*Applikationen, die das TCP benutzen, bezeichnen Daten als ''Strom (stream)''
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*Applikationen, die das UDP verwenden, bezeichnen Daten als ''Nachricht (message)''.
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{| class="wikitable" border="1"
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*Auf der Transportebene bezeichnen TCP die Daten als ''Segment (segment)'' 
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|-
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*Auf der Transportebene bezeichnen UDP die Daten als ''Paket (packet)'' 
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! Schicht !! Protokoll !! Bezeichnung der Daten
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*Auf derInternet Schicht werden Daten allgemein als ''Datengramm (datagram)'' benannt.
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|-
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*Manchmal werden die Daten hier aber auch als Paket bezeichnet.
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| Applikation || TCP || Strom (stream)
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*Auf der Netzwerkebene bezeichnen die meisten Netzwerke ihre Daten als Pakete oder ''Rahmen (frames)''.
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| Applikation || UDP || Nachricht (message)
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|-
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| Transport || TCP || Segment (segment)
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|-
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| Transport || UDP || Paket (packet)
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|-
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| Internet || IP || Datengramm (datagram) / Paket
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|-
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| Netzwerk || - || Rahmen (frames) / Paket
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|}
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{{#drawio:einkapselung2}}

Version vom 29. März 2026, 09:35 Uhr

Abbildung der TCP/IP Architektur auf das ISO/OSI Modell

Das TCP/IP-Referenzmodell ist die praktische Implementierung der Netzwerkkommunikation. Es fasst die sieben Schichten des OSI-Modells in vier funktionale Ebenen zusammen.

Applikationsschicht (application layer)

Die Applikationsschicht (auch Verarbeitungsschicht genannt) umfasst alle höherschichtigen Protokolle der TCP/IP-Architektur, welche die Schnittstelle zum Benutzer bilden.

  • Protokoll-Beispiele:
    • IMAP (Internet Message Access Protocol): E-Mail-Abruf.
    • FTP (File Transfer Protocol): Dateitransfer.
    • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): E-Mail-Versand.
    • DNS (Domain Name Service): Namensauflösung.
    • HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Web-Kommunikation.

Transportschicht (transport layer)

Diese Schicht regelt die Ende-zu-Ende-Kommunikation zwischen Quell- und Zielhost. Es werden zwei grundlegende Protokolle unterschieden:

  • Transmission Control Protocol (TCP):
    • Verbindungsorientiert und zuverlässig.
    • Garantiert den fehlerfreien Erhalt des Bytestroms durch Bestätigungen (ACKs) und Flusssteuerung.
  • User Datagram Protocol (UDP):
    • Verbindungslos und unzuverlässig (Best Effort).
    • Minimiert den Overhead für schnellen Datentransport.
    • Die Datensicherung muss bei Bedarf durch Protokolle der Anwendungsschicht erfolgen.

Internetschicht (internet layer)

Zentrale Ebene für das Routing und die Adressierung von Paketen im Netzwerk.

  • Internet Protocol (IP): Verantwortlich für die korrekte Zustellung der Pakete über Netzgrenzen hinweg.
  • ICMP (Internet Control Message Protocol): Fester Bestandteil jeder IP-Implementierung; dient der Übertragung von Diagnose- und Fehlerinformationen (z. B. Echo Request/Reply).

Netzwerkschicht (network layer)

Diese Schicht definiert die physische Anbindung des Hosts an das jeweilige Übertragungsmedium. Sie legt fest, wie IP-Pakete über spezifische Netzwerkprotokolle (z. B. Ethernet) versendet werden müssen.

Beispiel Protokolle

Einkapselung (Encapsulation)

Der Datendurchlauf erfolgt von der Applikationsschicht abwärts zur Netzwerkschicht. Jede Schicht nutzt die Dienste der darunterliegenden Ebene, ohne deren interne Funktionsweise kennen zu müssen.


  • Prozess: Jede Schicht fügt den Nutzdaten (Payload) spezifische Kontrollinformationen in Form eines Protokollkopfes (Header) hinzu.
  • Zweck: Sicherstellung der korrekten Zustellung und Verarbeitung auf der Gegenseite.
  • Entkapselung: Beim Empfänger wird dieser Prozess in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt (Stripping der Header).

Bezeichnung der Dateneinheiten

Je nach Schicht und verwendetem Protokoll werden die Dateneinheiten unterschiedlich benannt:

Schicht Protokoll Bezeichnung der Daten
Applikation TCP Strom (stream)
Applikation UDP Nachricht (message)
Transport TCP Segment (segment)
Transport UDP Paket (packet)
Internet IP Datengramm (datagram) / Paket
Netzwerk - Rahmen (frames) / Paket
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