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| Title: | Transmission Control Protocol (TCP) und User Datagram Protocol (UDP). | |
| Description: | Netzwerkprotokolle sind daher keine eigenständigen Programme, sondern vielmehr Bibliotheken von Diensten, die von anderen Schichten in Anspruch genommen werden können. | |
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TCP und UDP
Proseminar Rechnerkommunikation und Telefon
1. Grundlegendes zur Datenkommunikation
1.1 Kommunikation zwischen Rechnern
Grundlage von Netzwerken ist die Kommunikation zwischen Rechnern, also der Austausch von Daten. Um die Vorgänge bei der Datenkommunikation zu verdeutlichen betrachtet man das sogenannte Schichtenmodell, wie es in der unteren Grafik dargestellt ist. Dabei unterscheidet man zwischen der Applikationsschicht, den beiden Protokollschichten TCP/UDP und IP und der physikalischen Schicht (z.B. Ethernet, Point-To-Point-Line). Da große Unterschiede in der Umsetzung der Schichten bestehen können wird durch die Protokolle lediglich beschrieben, auf welche Art und Weise der Datenaustausch von Statten geht. Netzwerkprotokolle sind daher keine eigenständigen Programme, sondern vielmehr Bibliotheken von Diensten, die von anderen Schichten in Anspruch genommen werden können. Das Prinzip der Einteilung in Schichten ist sehr sinnvoll, da sonst jede Applikation alle benötigten Dienste selbst implementieren müsste. Die wichtigsten und bekanntesten Dienste der im folgenden betrachteten TCP/UDP-Schicht sind FTP, Telnet, Mail oder Network File Systems.
Abb. 1: Schichtenmodell der Rechnerkommunikation
1.2 Adressierung
Die Adressierung von Rechnern innerhalb des Internet erfolgt mittels der sogenannten IP-Adresse. Diese besteht aus einer 32bit Zahl, die getrennt in 4x8bit (sogenannten Oktets) als dreistellige, vorzeichenlose Dezimalzahlen dargestellt wird. Durch diese Adresse wird jeder Rechner innerhalb des Internet eindeutig identifiziert.1.3 Ports
Bei heutigen Betriebssystemen handelt es sich meist um Multitasking-Betriebssysteme. Es laufen also auf einem Rechner mehrere Prozesse gleichzeitig, die auch gleichzeitig und separat angesprochen werden sollen. Daher findet Datenkommunikation aber nicht zwischen Rechnern, sondern genauer zwischen einzelnen Prozessen statt. Es ist daher notwendig, nicht nur Rechner im Internet eindeutig zu identifizieren sondern auch die einzelnen Prozesse auf diesen Rechnern. Dieses erfolgt durch die sogenannte Portnummer. Dabei handelt es sich um eine 16bit Zahl dargestellt als Integerzahl. Bei den Portnummern unterscheidet man zwischen zwei Arten. Die global festgelegten oder konventionellen Portnummern reichen von 0-49150. Jeder dieser Zahlen ist genau eine Higher-Level-Applikation zugeordnet. Die dynamisch vergebenen Portnummern von 49151-65535 werden wie der Name sagt während der Laufzeit vergeben. Dies bietet Vorteile wie z.B. Erweiterbarkeit. Durch die IP und den Port, die gemeinsam den sogenannten Socket bilden, wird jeder Prozess auf einem Rechner der dem Internet angeschlossen ist eindeutig identifiziert. Eine schematische Darstellung der Ports mit einigen Beispielen ist in der folgenden Grafik dargestellt.
Abb. 2: Spektrum der Port-Nummern und wichtige Ports
2. TCP
2.1 Grundlegende Eigenschaften
TCP bedeutet Transmission Control Protocol. Es wurde 1981 spezifiziert in STD-7/RFC-793. Neuerungen, Erweiterungen und Bugfixes sind festgehalten in den RFCs 1323 und 1122. Ziel bei der Spezifikation dieses Transportprotokolls war es, auf Basis des unzuverlässigen Internet-Protocol (IP) eine verlässliche Datenkommunikation zu gewährleisten.
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