Rechnernetze

TCP/IP-Referenzmodell

Das TCP/IP-Referenzmodell (RFC 1122) beschreibt den Aufbau und das Zusammenwirken der Netzwerkprotokolle aus der TCP/IP-Familie. Es gliedert die TCP/IP-Protolkolle in vier aufeinander aufbauende Schichten. Man spricht daher auch von einem "Protokollstapel" (protocol stack). Das TCP/IP-Referenzmodell ist auf die Internet-Protokolle zugeschnitten, die den Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netzwerke hinaus ermöglichen ("Internetworking"). Daher wird weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertagungstechnik definiert. Die TCP/IP Protokolle sind vielmehr dafür zuständig, Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Hops) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzwerkteilnehmern über mehrere Hops herzustellen. Um Probleme der Netzwerkkommunikation im Allgemeinen zu betrachten, greift man stattdessen auf das ISO-OSI-Referenzmodell zurück.

Schichten

Das TCP/IP-Referenzmodell definiert vier Schichten: Anwendungsschicht, Transportschicht, Netzwerkschicht und Host-an-Netz-Schicht. Die Protokolle der TCP/IP-Familie lassen sich wie folgt einordnen:

Schicht	Protokolle (Auswahl)					OSI-Schicht
Anwendung	FTP	SMTP	Telnet	DNS	SNMP	7
Transport	TCP			UDP		4
Netzwerk	IP, ICMP (RIP, OSPF)					3
Netzwerk	ARP, RARP					3
Netzzugang	Ethernet	Token Bus	Token RingRing"/>	FDDI	WLAN	2
Netzzugang	Ethernet	Token Bus	Token RingRing"/>	FDDI	WLAN	1

Erläuterung zu den dargestellten Protokollen und Schichten:

Anwendungsschicht

Die Anwendungsschicht umfasst alle Protokolle, die mit Anwendungsprogrammen zusammenarbeiten und die Netzwerkinfrastruktur für den Austausch anwendungsspezifischer Daten nutzen.

HTTP - Hypertext Transfer Protocol

FTP - File Transfer Protocol

SSH - Secure Shell

SMTP - Simple Mail Transfer Protocol - E-Mail-Versand

POP3 - Post Office Protocol (Version 3) - E-Mail-Abruf

Telnet - Login auf entfernten Rechnern (remote terminal)

DNS (Domain Name System) - Umsetzung zwischen Domainnamen und IP-Adressen

SNMP - Simple Network Management Protocol - Verwaltung von Geräten im Netzwerk

Transportschicht

Die Transportschicht stellt eine Ende-zu-Ende Verbindung her. Das wichtigste Protokoll dieser Schicht ist das Transport Control Protocol (TCP), das Verbindungen zwischen jeweils zwei Netzwerkteilnehmern zum gesicherten Versenden von Datenströmen herstellt.

	TCP (Transport Control Protocol) - Datenstrom-Übertragung (verbindungsorientiert, zuverlässig)
	UDP (User Datagram Protocol) - Datenpaket-Übertragung (verbindungslos, unzuverlässig)

Netzwerkschicht

Die Netzwerk- oder Internetschicht ist für Weitervermittlung von Paketen und die Wegewahl (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), das einen unzuverlässigen, verbindungslosen Paketauslieferungsdienst bereitstellt.

	IP (Internet Protocol) - Datenpaket-Übertragung (verbindungslos, unzuverlässig)
	ICMP (Internet Control Message Protocol) - Kontrollnachrichten (z.B. Fehlermeldungen)
	RIP (Routing Information Protocol) - Informationsaustausch zwischen Routern (Distanzvektor)
	OSPF (Open Shortest Path First) - Informationsaustausch zwischen Routern (Linkzustand)
	BGP (Border Gateway Protocol) - Informationsaustausch zwischen Autonomen Systemen im Internet (Pfadvektor)
	ARP (Address Resolution Protocol) - Adressumsetzung zwischen IP- und Geräteadressen
	RARP (Reverse Address Resolution Protocol) - Gegenstück zu ARP

Netzzugangsschicht

Die Netzzugangsschicht ist im TCP/IP-Referenzmodell spezifiziert, enthält jedoch keine Protokolle der TCP/IP-Familie. Sie ist vielmehr als Platzhalter für verschiedene Techniken zur Datenübertragung von Punkt zu Punkt zu verstehen. Die Internet-Protokolle wurden mit dem Ziel entwickelt, verschiedene Subnetze zusammenzuschließen. Daher kann die Host-an-Netz-Schicht durch Protokolle wie Ethernet, Token Ring oder FDDI ausgefüllt werden.

	Ethernet - Netzwerkstandard IEEE 802.3
	Token Bus - Netzwerkstandard IEEE 802.4
	Token Ring - Netzwerkstandard IEEE 802.5
	FDDI - Fiber Distributed Data Interface
	WLAN - Netzwerkstandard IEEE 802.11