Internetprotokollfamilie

Die Internetprotokollfamilie (engl. internet protocol suite) ist eine Familie von rund 500 Netzprotokollen, die die Basis für die Netzkommunikation im Internet bilden. Synonym dazu wird auch die Bezeichnung TCP/IP-Protokoll-Familie verwendet.

Ungefähr 1970 begann die Entwicklung mit einer Studie der DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), die dem US-Verteidigungsministerium (DoD) untersteht, zur Entwicklung von Protokollen zur Datenkommunikation. Dabei entstand das DoD-Schichtenmodell, in dem die Aufgaben in vier Schichten unterteilt wurden. Dieses Modell ist Grundlage der Internetprotokollfamilie.

Protokollstapel

Historisch bedingt sind die Protokolle der Internet-Protokoll-Familie nicht nach dem heute üblichen ISO-OSI-Referenzmodell aufgebaut. Um trotzdem die Schichtung der einzelnen Protokolle übersichtlich zu beschreiben, greift man daher auf ein eigenes Referenzmodell, das TCP/IP-Referenzmodell, zurück. Dieses Modell ist gröber, weniger streng geschichtet und erlaubt den Zugriff von einzelnen Schichten auf beliebige andere, auch höhere Schichten, was allerdings eine eindeutige Einordnung in Schichten für einige Protokolle unmöglich macht.

Beispiele für solche schwer einzuordnenden Protokolle sind:

BGP, ein Routing-Protokoll und der Aufgabe nach eindeutig der Netzschicht zuzuordnen, benutzt zum Transport von Daten das Protokoll TCP der Transportschicht
ICMP, ein Protokoll, mithilfe dessen IP Steuerinformationen austauscht, benutzt selbst wieder IP Pakete zum Transport der Daten

Die gängigsten Anwenderprotokolle lassen sich allerdings leicht in einen Protokollstapel nach dem ISO/OSI-Referenzmodell einordnen:

-													-	ISO/OSI-Schicht	Protokolle (Auswahl)												-	Anwendung	HTTP	FTP	SMTP	POP3	Telnet	DNS		SNMP	RIP	SSH	IPFIX	-	Transport	TCP						UDP			SCTP			-	Internet	IP (IPv4,IPv6)												-	Netzzugang	Ethernet, WLAN, Token Ring

Anwendungsschicht (entspricht OSI-Layer 5–7)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol (^*)
FTP – File Transfer Protocol
POP3 – Post Office Protocol (Version 3) – E-Mail-Abruf
SMTP – Simple Mail Transfer Protocol – E-Mail-Versand
DNS (Domain Name System) – Umsetzung zwischen Domainnamen und IP-Adressen
SSH – Secure Shell (verschlüsseltes remote terminal)
Telnet – Unverschlüsseltes Login auf entfernten Rechnern (remote terminal)
SNMP – Simple Network Management Protocol – Verwaltung von Geräten im Netzwerk
MBS/IP – Multi-purpose Business Security over IP
RIP (Routing Information Protocol) – Informationsaustausch zwischen Routern (Distanzvektor)

Transportschicht (entspricht OSI-Layer 4)

TCP (Transmission Control Protocol) – Übertragung von Datenströmen (verbindungsorientiert, zuverlässig)
UDP (User Datagram Protocol) – Übertragung von Datenpaketen (verbindungslos, unzuverlässig, geringer Overhead)
SCTP (Stream Control Transmission Protocol) – Transportprotokoll

Internetschicht (entspricht OSI-Layer 3)

IP (Internet Protocol) – Datenpaket-Übertragung (verbindungslos, unzuverlässig)
ICMP (Internet Control Message Protocol) – Kontrollnachrichten (z. B. Fehlermeldungen), Teil jeder IP-Implementierung
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) – Dient der Zuordnung von IP-Adressen zu MAC-Adressen (veraltet – wird ersetzt durch BOOTP)

Netzwerk Zugangsschicht (entspricht OSI-Layer 1–2)

CSMA/CD – Netzwerkstandard IEEE 802.3 – und erste Grafik zu Ethernet
WLAN – Netzwerkstandard IEEE 802.11
PPP – Point-to-Point Protokoll, RFC 1661
TokenBus – Netzwerkstandard IEEE 802.4
Token Ring – Netzwerkstandard IEEE 802.5
FDDI – Fiber Distributed Data Interface

Literatur

Heiko Holtkamp (Technische Fakultät, Universität Bielefeld, AG RVS): Einführung in TCP/IP (auch direkt als PDF-Datei verfügbar: Einführung in TCP/IP (PDF, ca. 800kB))
Website „TCP/IP-Info“ inkl. Schulung „Heterogene Netze mit TCP/IP“ (über 270 Folien – auch als PDF)
Grundlagen Computernetze, Prof. Jürgen Plate, Fachhochschule München – Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

Weblinks

Netzwerktechnologie TCP/IP

Netzwerkprotokoll

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