TCP/IP Architektur

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.

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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

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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).

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