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TCP/IP Zur Zeit des Kalten Krieges, in den 60er und 70er Jahren entwickelten militärische Institutionen und Universitäten das ARPANET. Dahinter stand die Advanced Research Projects Agency des Verteidigungsministeriums der USA (Department of Defense). Ziel war es die anfällige zentralistische Netzwerkarchitektur durch ein dezentrales System mit vielen unabhängigen Querverbindungen zu ersetzen. Dadurch sollte nach einem Atomschlag ein Totalausfall des Netzwerkes verhindert werden. 1984 wurde das Projekt in einen militärischen Bereich und einen wissenschaftlichen Bereich aufgeteilt. Gleichzeitig wurde die TCP/IP-Protokollfamilie eingeführt.
Die wesentlichen Vorteile von TCP/IP: . TCP/IP ist an keinen Hersteller gebunden. . TCP/IP kann auf einfachen Computern und auf Supercomputern implementiert werden. . TCP/IP ist in LANs und WANs nutzbar. . TCP/IP macht die Anwendung vom Übertragungssystem unabhängig. Allerdings ist TCP/IP alles andere als eine effiziente Methode um Daten zu übertragen. Bei einer Nutzlast von nur wenigen Byte pro Datenpaket ergibt sich ein sehr großer Verwaltungsanteil von mindestens 40 Byte pro Datenpaket.
Nur wenn man große Datenpakete von einem kByte oder mehr verschickt, lässt sich der Verwaltungsanteil verringern. TCP/IP hat jedoch mehrere entscheidende Vorteile. Unabhängig von der Anwendung, ist sie mit TCP/IP in der Lage über jedes Übertragungssystem Daten zu übertragen und auszutauschen. Es ist dabei ganz egal, wo die Kommunikationspartner sich befinden. IP sorgt dafür, dass das Datenpaket sein Ziel erreicht und TCP kontrolliert die Datenübertragung und stellt den Datenstrom der Anwendung zu. 7/6/5 Anwendungen 4 TCP UDP 3 ICMP IP ARP 2/1 Hardware TCP/IP ist eine Protokoll-Kombination, die die Schichten Transport und Vermittlung aus dem OSI-Schichtenmodell erfolgreich verbindet.
Das Internet Protocol (IP) ist auf der 3. Schicht, der Vermittlungsschicht des OSI-Schichtenmodells angeordnet. Das Transmission Control Protocol (TCP) ist auf der 4. Schicht, der Transportschicht des OSI-Schichtenmodells angeordnet. Das Aufkommen des Internets hat zu einem ungeahnten Erfolg für TCP/IP verholfen. Es ist damit weltweit der Netzwerkstandard im LAN (Local Area Network) und im WAN (Wide Area Network).
TCP - Transmission Control Protocol In der TCP/IP-Protokollfamilie übernimmt TCP als verbindungsorientiertes Protokoll die Aufgabe der Datensicherheit, der Datenflusssteuerung und ergreift Maßnahmen bei einem Datenverlust. Die Funktionsweise von TCP besteht darin, den Datenstrom von den Anwendungen aufzuteilen, mit einem Header zu versehen und an das IP zu übergeben. Beim Empfänger werden die Datenpakete sortiert und wieder zusammengesetzt. Jedem Datenpaket, das TCP verschickt, wird ein Header vorrangestellt, der die folgenden Daten enthält: . Sender-Port . Empfänger-Port . Paket-Reihenfolge (Nummer) . Prüfsumme . Quittierungsnummer Datenpakete, die über IP ihr Ziel erreichen, werden von TCP zusammengesetzt und über die Port-Nummer an eine Anwendung übergeben. Dieser Port wird ständig von einem Prozess, Dienst oder einer Anwendung abgehört. Die Port-Nummer 1 bis 1024 sind jeweils fest einer Anwendung oder einem Dienst zugeordnet.
Alle anderen Port-Nummern können belegt werden, sofern sie frei sind. Durch die Port-Struktur ist es möglich, dass mehrere Anwendungen gleichzeitig über das Netzwerk Verbindungen zu Kommunikationspartnern aufbauen können. Port-Struktur Well Known Ports 1 - 1023 Diese Ports sind fest einer Anwendung oder einem Protokoll zugeordnet. Die feste Zuordnung ermöglicht eine einfachere Konfiguration durch den Benutzer. Er kommt so mit dem Protokoll TCP in Kontakt. Die Verwaltung dieser Ports übernimmt die Internet Assigned Numbers Authority (IANA).
Registered Ports 1024 - 49151 Diese Ports sind für Dienste vorgesehen. Dynamically Allocated Ports 49152 - 65535 Diese Ports werden dynamisch zugewiesen. Jeder Client kann diese Ports nutzen. Wenn ein Prozess einen Port benötigt, fordert er diesen bei seinem Host an. IP - Internet Protocol Das Internet Protocol, kurz IP, wird im Zusammenhang mit der Protokollfamilie TCP/IP genannt und verwendet. Es hat maßgeblich die Aufgabe, Datenpakete zu adressieren und in einem verbindungslosen paketorientierten Netzwerk zu vermitteln (Routing).
Dazu haben alle Stationen und Endgeräte eine eigene Adresse im Netzwerk. Sie dient nicht nur zur Identifikation, sondern auch zum Erkennen eines Teilnetzes, in dem sich eine Station befindet. Der Header eines IP-Datenpaketes enthält folgende Einträge: . IP-Version . Paketlänge . Lebenszeit . Prüfsumme . Senderadresse . Empfängeradresse Die IP-Adresse nach IP Version 4 ist 32 Bit groß/lang. Sie ist in 4 Byte zerlegt und wird durch Punkte voneinander getrennt. Jedes Byte kann einen Wert von 0 bis 255 annehmen (xxx.xxx.
xxx.xxx). Die IP-Adressen werden in 5 Klassen eingeteilt. In jeder Klasse haben die Netz-ID und die Host-ID unterschiedliche Gewichtungen. IPv6-Adressen bestehen aus 128 Bit und werden als Kette von 16-Bit-Zahlen in Hexadezimalform getrennt durch einen Doppelpunkt (\":\") dargestellt. Folgen von Nullen können einmalig durch einen doppelten Doppelpunkt (\"::\") abgekürzt werden.
Da in URLs der Doppelpunkt mit der optionalen Portangabe kollidiert, werden IPv6-Adressen in eckige Klammern gesetzt. Adresse nach IPv4 127.0.0.1 IPv6 FE80::0211:22FF:FE33:4455 IPv6-URL https://[FE80::0211:22FF:FE33:4455]:80/ Die Versionsnummer 5 im IP-Header kennzeichnet ein experimentelles Protokoll für Echtzeit-Datenströme. Es hieß offiziell ST-2 (Internet Stream Protocol Version 2) und wurde ovn RSVP (Reservation Protocol) zur Bandbreitenanforderung bei Routern abgelöst.
ST-2 sollte ursprünglich Audio und Video per Multicast übertragen. Dadurch sollten die Bandbreitenreservierungsvorteile von ATM in die IP-Netze gelangen. Zur Serienreife hat es nicht gereicht. Deshalb gab es auch kein IPv5 im praktischen Einsatz.
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