TCP/IP-Protokollfamilie

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1 TCP/IP-Protokollfamilie

2 Internet-Protokolle Mit den Internet-Protokollen kann man via LAN- oder WAN kommunizieren. Die bekanntesten Internet-Protokolle sind das Transmission Control Protokoll (TCP) und das Internet Protokoll (IP). Die Internet-Protokollsuite enthält nicht nur Protokolle der unteren Schichten (TCP und IP), sondern spezifiziert auch Dienste wie oder Datenübertragung. LAN: Lokal Area Network, lokales Netzwerk WAN: Wide Area Network, verbreitetes Netzwerk

3 OSI-Schichtenmodell Unterschiedliche Rechner brauchen eine gemeinsame Basis, um sich untereinander zu unterhalten. Geklärt werden müssen dabei: Eigenschaften von Netzwerkkarten Physikalische Übertragung über ein Leitungsnetz Adressierung von Rechnern Übertragungskontrolle Management zwischen Applikationen Standardisierte Datenpräsentation für Applikationen Applikationsprogramme

4 OSI-Schichtenmodell Englisch Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Schichtnummer Deutsch Anwendungsschicht Darstellungsschicht Kommunikationssteuerungsschicht Transportschicht Vermittlungsschicht Sicherungsschicht Bitübertragungsschicht (OSI: Open Systems Interconnections, Referenzmodell der ISO)

5 OSI-Schichtenmodell vs. Internet-Protokoll Häufig sieht man das 4-Schichten-TCP/IP-Modell Anwendungsschicht Transportschicht Vermittlungsschicht Sicherungsschicht TCP/IP Protokoll Architektur

6 Kapselung von Daten Daten werden in dem Protokoll gekapselt an die untere Schicht weitergereicht und mit einem Header (Kopf) versehen. Anwendungsschicht (SMTP, TELNET, FTP etc) Daten Transportschicht (TCP, UDP, ICMP) Header Daten Vermittlungsschicht (IP) Header Header Daten Sicherungsschicht (Ethernet, FDDI etc.) Header Header Header Daten Senden Empfangen

7 Kapselung von Daten Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Source MAC Address Destination MAC Address Source IP Address Destination IP Address Source Port Number Destination Port Number Payload (Session Data) CSUM CSUM CSUM IP-Paket

8 Format eines IP-Pakets 32 Bit Words Version IHL Type of Service Gesamtlänge Identifikation Flags Fragment Offset Lebensdauer Protokoll Header-Prüfsumme Quell-Adresse Empfangs-Adresse Optionen (+Auffüllen ( Padding )) DATEN (Variabel)

9 IP-Adressierung Jedem Host (Computer) in einem TCP/IP-Netz wird eine eindeutíge, logische 32-Bit-Adresse zugewiesen, die aus zwei Hauptteilen besteht: Netzwerk-Nummer n Bit Host-Nummer (32-n) Bit Die 32-Bit-Adresse wird in 4 Gruppen je 8 Bit unterteilt und in Dezimalform dargestellt, z.b

10 IP-Adreßklassen Die IP-Adressierung unterstützt 5 verschiedene Adreßklassen: A, B, C, D, E, wobei die Klassen A bis C für den kommerziellen Gebrauch verfügbar sind.

11 Transmission-Control Protokoll (TCP) TCP bietet eine zuverlässige Datenübermittlung in einer IP- Umgebung. TCP übernimmt Datenströme aus einer Anwendung, zerlegt diese in Blöcke und versieht sie mit Sequenznummern. Diese Blöcke werden an die IP-Schicht weitergereicht. TCP-Prozesse können im Vollduplex-Betrieb (Senden und Empfangen gleichzeitig) und im Multiplexing (Verschiedene Verbindungen gleichzeitig) laufen.

12 TCP-Paketformat 32 Bit Words Quellport Empfangsport Sequenznummer Bestätigungsnummer Offset Reserviert Flags Fenster Prüfsumme Dringlichkeitsanzeiger Optionen (+Ausfüllen) Daten (variabel) Ein TCP-Paket wird aus 12 Feldern gebildet

13 Was kann für die Paket-Filterung (z. B. durch Firewalls) wichtig sein? Quellport Empfangsport Sequenznummer Bestätigungsnummer Offset Reserviert Flags Fenster Prüfsumme Dringlichkeitsanzeiger Optionen (+Ausfüllen) Daten (variabel) Die Portnummern sowie das Flag kann genutzt werden für die Entscheidung, ob ein Paket weitergeleitet werden soll oder nicht.

14 Beispiel für einen TCP-Verbindungsablauf TCP-A SYN SEQ = 100H ACK 101H; SYN SEQ=300H ACK= 301H TCP-B DATA SEQ = 101H ACK SEQ=151H DATA SEQ= 301H ACK SEQ = 371H DATA SEQ= 301H ACK SEQ = 371H FIN SEQ = 151H ACK 152H FIN SEQ=371H ACK= 372H

15 Der Verbindungsaufbau SYN: Synchronsieren TCP-A SYN SEQ = 100H ACK 101H; SYN SEQ=300H ACK= 301H TCP-B ACK: Bestätigen Sequenznummer Bestätigungsnummer Flag

16 Datenaustausch TCP-A SYN SEQ = 100H TCP-B ACK 101H; SYN SEQ=300H ACK= 301H 70 Byte DATA SEQ = 101H ACK SEQ=151H Habe 70 Bytes erhalten Habe 112 Bytes erhalten DATA SEQ= 301H ACK SEQ = 371H DATA SEQ= 301H ACK SEQ = 371H 112 Byte

17 Verbindungsabbau TCP-A SYN SEQ = 100H ACK 101H; SYN SEQ=300H ACK= 301H TCP-B DATA SEQ = 101H ACK SEQ=151H DATA SEQ= 301H ACK SEQ = 371H DATA SEQ= 301H ACK SEQ = 371H FIN: keine Daten mehr senden FIN SEQ = 151H ACK 152H FIN SEQ=371H ACK= 372H

18 Anwendungsschichtprotokolle Die Internet-Protokollsuite beinhaltet zahlreiche Anwendungsschichtprotokolle, zum Beispiel: File Transfer Protokoll (FTP) - Bewegt Daten zwischen Rechnern Simple Network Management Protokoll (SNMP) - Meldet ungewöhnliche Netzwerk-Bedingungen Simple Mail Transfer Protokoll (SMTP) - -Dienst Network File System (NFS), External Data Representation (XDR) Remote Procedure Call (RPC) - Transparenter Zugriff auf entfernte Ressourcen HTTP, X Windows, DNS, etc.

19 Zusammenfassung Kommunikation zwischen Rechnern erfolgt nach einem Schichtenmodell. Jede Schicht ist auf einen anderen Schwerpunkt spezialisiert (Datenübertragung, Transportkoordinierung, Hardware etc.) Die Schicht 3 (Vermittlungsschicht, IP-Layer) übernimmt den Transport von Datenpaketen, die Schicht 4 (Transportschicht) überwacht die Verbindung. Beide Schichten tragen Flags und wichtige Informationen, die man nutzen kann, um ein Datenpaket weiterzuleiten oder zu blockieren.

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