Start >> Anleitungen >> TCP/IP

Das Transmission Control Protocol / Internet Protocol hat sich als Quasi-Standard etabliert. Gegenüber NetBEUI und NWLink bietet es eine Reihe an Vorteilen: Verfügbarkeit auf fast allen Plattformen (Internet-Server, UNIX, Macintosh, IBM Mainframes, NFS Hosts, Windows) und Anschluß von netzwerkfähigen Druckern direkt an das Netz. Verarbeitung hoher Fehlerraten und große Fehlertoleranz. Geringer Datenüberhang, das bedeutet: es sind weniger zusätzliche Informationen zu den eigentlichen Daten nötig.



IP ist das Basisprotokoll und ist für den eigentlichen Transport der Datenpakete zuständig. Es besitzt aber keine Fehlerüberprüfung. Pakete werden zwar verschickt, aber ob die Daten wirklich beim Empfänger ankommen, ist dem IP-Protokoll egal.

Für die Überwachung und Zuverlässigkeit bei der Datenübertragung ist TCP zuständig. TCP beinhaltet Mechanismen zur Überprüfung, ob die Daten wirklich beim Empfänger angekommen sind. Ist das nicht der Fall, wird das Datenpaket erneut gesendet.

Bevor TCP Daten in das Netz sendet, werden die Daten in kleinere Segmente zerlegt. Die Standardgröße eines Segments beträgt dabei 536 Byte + 40 Byte an Header. Die tatsächliche Segmentgröße wird jedoch zwischen den Stationen ausgehandelt. Jedes Segment des Datenpakets erhält zur Identifizierung eine sogenannte Segment-Nummer. Da es im Netzwerk und speziell im Internet verschiedene Wege vom Sender zum Empfänger gibt, kommen die einzelnen Segmente natürlich in unterschiedlicher Reihenfolge beim Empfänger an. Anhand der Segment-Nummer und weiterer Informationen kann TCP beim Ziel-Host erkennen, in welcher Reihenfolge die Segmente wieder zusammengesetzt werden müssen und ob das Datenpaket vollständig ist. Fehlt ein Segment, wird angefordert, daß die Paketsequenz seit der letzten Bestätigung erneut übertragen wird.

So ist es bespielsweise möglich, das Sie eine amerikanische Web-Site aufrufen und ein Teil der Daten über dem Atlantik, ein anderer Teil über dem Pazifik zu Ihnen gelangt.

IP-Adressen
Sie dienen dazu, einen Rechner in einem Teilnetzwerk (Subnet) zu adressieren. Man muss sich vorstellen, dass das Internet aus vielen kleinen einzelnen Netzwerken besteht, die miteinander verbunden sind. Um dort einen Host (Rechner) zu finden, muss man das Subnet und die Adresse des Hosts angeben. Genau das spiegelt eine IP-Adresse wider. Sie besteht aus zwei Teilen: Einem Subnet-Anteil gefolgt von einem Host-Anteil. Eine IP-Adresse besteht aus vier Dezimalzahlen (Oktette), getrennt durch Punkte und ist 32 Bit breit, zum Beispiel 192.168.0.2, wobei jede der vier Zahlen maximal 8 Bit breit ist.


Wie viele Bits für den Netzwerk-Anteil und wie viele für den Host-Anteil verwendet werden, legen sogenannte Klassen fest.

IP-Klassen
Bei einem Klasse-A-Netzwerk wird nur das erste Oktett für den Subnet-Anteil verwendet, mit den verbleibenden 24 Bit wird der Host adressiert. Die ersten Bits lauten 01. Da weder der Hostanteil noch der Subnet-Anteil nicht nur aus Nullen oder Einsen bestehen darf, lautet der kleinste Subnet-Anteil 1 und der größte 127.
127 ist eine weitere Ausnahme: IP-Adressen, die mit 127 beginnen, werden nur intern verwendet, zum Beispiel die sogenannte Loopback-Adresse 127.0.0.1, die zum Testen des TCP/IP-Stacks dient. Insgesamt verbleiben 126 Subnets der Klasse A. Das ist sehr wenig. Dafür aber gibt es pro Subnet (2 * 24) -2 = 16 777 214 Hosts! Solche Netzwerke bekommen nur sehr große Firmen zugeteilt (IBM, Apple). Ein Klasse-A-Netzwerk erkennen Sie also daran, dass das erste Oktett zwischen 1 und 126 liegt.



Bei Klasse-B-Netzen werden die ersten beiden Okette zur Adressierung des Subnets verwendet. Damit lassen sich 2 * 14 = 16384 Subnets und (2 * 16) - 2 = 65 534 Hosts darstellen. Die ersten beiden Bits des Subnet-Anteils lauten immer 10. Ein Klasse-B-Netzwerk erkennen Sie also daran, dass das erste Oktett zwischen 128 und 191 liegt.



Die kleinsten Netzwerke sind die Klasse-C-Netze. Sie verwenden die ersten drei Oktette für den Subnet-Anteil und nur 8 Bit für den Host-Anteil, wobei die drei ersten Bit immer 110 lauten. Damit gibt es 2 * 21 = 2 097 152 Subnets mit je 254 Hosts.



Die folgende Tabelle fasst die Werte zusammen:

Klasse

Anfang binär

Ende binär

Anfang dezimal

Ende dezimal

A

0000 0001

0111 1111

1

127

B

1000 0000

1000 0000

128

191

C

1100 0000

1101 1111

192

224

Private IP-Adressbereiche
Wenn ein Subnet oder ein LAN nicht an das Internet angeschlossen ist, können beliebige Adressen Verwendung fnden. Besteht aber eine Verbindung, müssen intern bestimmte IP-Adressen eingesetzt werden - die privaten IP-Adressen. Diese gelten nur in abgeschlossenen Netzwerken und sind nicht über das Internet erreichbar - sie werden nicht geroutet.

Für jede Klasse gibt es einen privaten Bereich:

Adressraum

Bereich

10.0.0.0

10.0.0.1 bis 10.255.255.254

172.16.0.0

172.16.0.1 bis 172.31.255.254

192.168.0.0

192.168.0.1 bis 192.168.255.254

Subnet-Masken
Die Subnet-Maske legt fest, wieviele Bits der IP-Adresse für den Subnet-Anteil verwendet werden. Bei einem Klasse-A-Netz wird nur das erste Oktett für den Subnet-Anteil verwendet. Die Subnet-Maske lautet in diesem Fall 255.0.0.0. Die IP-Adresse wird mit der Subnet-Maske addiert, so dass aus der IP-Adresse alle diejenigen Positionen wegfallen, für die in der Subnet-Maske eine Null steht.
Was übrig bleibt, sind genau die Bits für den Subnet-Anteil. Oder andersherum ausgedrückt: Die Subnet-Maske nullt den Host-Anteil.

Die folgende Tabelle zeigt die Standard-Subnet-Masken:

Klasse

Subnet-Maske

A

255.0.0.0

B

255.255.0.0

C

255.255.255.0

Nun gibt es jedoch auch Masken wie 255.255.248.0. Die Anzahl Bits für den Subnet-Anteil kann in 2er-Potenzen variiert werden. Man muss nicht 8 Bit für den Subnet-Anteil verwenden, es können auch 9 oder 10 oder mehr sein. So kommen die krummen Masken zustande. Dieses Verfahren heisst Subnetting und basiert auf folgender Überlegung.

Subnetting
Je größer ein Netzwerk ist, desto mehr Datenverkehr findet statt. Irgendwann ist die Belastung so groß, dass das Netz zusammenbricht. Um das zu verhindern wird das Netzwerk in mehrere kleinere Netzwerke unterteilt - die Subnets. Ein Subnet enthält weniger Hosts und deswegen ist das Datenaufkommen in der Regel auch geringer. Subnets werden mit Verbindungsgeräten gekoppelt (Bridge, Router, Switch) und stellen ein eigenes Netzwerk-Segment mit eigener Subnet-Maske dar. Die modernste Technik stellt das Switching dar, wobei sich im Idealfall jeder Host in einem eigenen Segment befindet. Damit kommt es zu keinen oder nur wenigen Kollisionen und das Netzwerk wird besser ausgenutzt.

Beim Subnetting werden Bits aus dem Hostanteil verwendet, um weitere Subnetze zu erzeugen. Dadurch gibt es weniger Host pro Subnets aber eben mehr Subnets. Das genaue Procedere ist etwas langwierig aber nicht besonders schwierig. Eine genaue Anleitung finden Sie hier.

Ports
Ein Server bietet seine Dienste über sogenannte Ports an. Diese sind als Nummern zwischen 0 und 65 535 dargestellt, wobei die Ports von 0 bis 1023 fest vergeben sind, also nicht von Anwendungen belegt werden können.
So verläuft eine HTTP-Anfrage immer über Port 80, FTP über 21 und so weiter. Die folgende Tabelle zeigt einige typische Portbelegungen:

TCP Port-Nummer

Beschreibung

20

FTP (Data Channel)

21

FTP (Control Channel)

23

Telnet

80

http

139

NetBIOS-Session-Dienst

Zusammen mit der IP-Adresse wird ein sogenanntes Socket gebildet, über das in den meisten Fällen die Kommunikation stattfindet. Ausser dem Ort des Servers (IP-Adresse), wird auch der Dienst auf dem Server angegeben ( Port-Nummer), z.B. 192.158.1.1:8080. Vergleichbar mit einer Adresse auf einem Brief: Die IP-Adresse ist Name, Ort, Strasse. Der Port ist die Hausnummer.

Zur TCP/IP Protokoll-Familie gehören außerdem noch das File Transport Protocol (FTP), Remote Terminal Emulation (TELNET), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) und Simple Network Managment Protocol (SNMP).

Copyright © 2002 - 2014 Norbert Heisig
Impressum | Datenschutz | Disclaimer | Sitemap