Layers

Um einen verläßlichen, paketorientierten Datenaustausch zwischen Computern zu gewährleisten, sind einige Arbeitsgänge notwendig:

• Gruppierung der Daten in Pakete
• Bestimmen des Weges, den die Pakete von Knoten A nach Knoten B zurücklegen sollen
• Übertragung der Daten auf einem physikalischen Medium
• Bestimmen des optimalen Datentransferrate, abhängig von der zur Verfügung stehenden Bandbreite und der Aufnahmekapazität des Empfängers
• Wiederherstellen der ursprünglichen Daten beim Empfänger (Prüfung auf Verlust von Paketen oder Empfang duplizierter Pakete)
• Benachrichtigen des Senders über die korrekt empfangene Datenmenge
• Weiterleiten den Daten an die richtige Anwendung
• Fehlerkorrektur und andere Probleme

Um alle diese Dinge nicht zu kompliziert und unübersichtlich werden zu lassen, faßt man einzelne Funktionen zu Gruppen zusammen, den sog. Layern oder Schichten. Diese sind abstrakt im sog. OSI-Reference Model aufgeführt. Tabelle 1 zeigt, welche OSI-Schichten den Protokollen der TCP/IP-Protocol Suit dabei gegenüberstehen.

 

Tabelle 1:  TCP/IP und OSI Schichten

Physikalisches Layer

Der Physikalische Layer ist begrenzt auf physikalische Medien wie Netzwerkkarten, Kabel usw.

Data Link Layer

Im Data Link Layer werden die zu übertragenden Daten in sog. Frames organisiert. Jeder Frame hat einen Header, der die Adresse und Kontrollinformationen enthält sowie einen Trailer, mit dessen Hilfe Übertragungsfehler ausfindig gemacht werden können.

 

Frame Header & Frame Trailer

Adresse INFORMATION Error

Kontrollinfo Detection

Im Header stehen dabei die ''physikalischen Adressen'' der betroffenen Netzwerkkarten (LAN) (im Falle des weitverbreiteten Ethernet sind das weltweit eindeutige 6-Byte-Adressen).

Netzwerk Layer

Das Internet Protocoll IP steht Funktionen des Netzwerk-Layers zur Verfügung. IP routet Daten zwischen Systemen, bei lokalen Netzwerken nur über einen Link, ansonsten über mehrere. Die Daten werden dabei in sog. Datagramme verpackt:

 

IP Adr. Ziel INFORMATION IP Adr. Quelle

Ein IP-Datagramm besitzt einen Header, in dem u. a. Addressinformationen gespeichert sind. Es ist Aufgabe der Router, das Datagramm an die angegebene Zieladresse zu leiten.

Transport Layer

Die Aufgabe der Transportschicht übernehmen im Internet die Protokolle TCP und UDP. Erst auf dieser Schicht wird garantiert, daß die Daten fehlerfrei, komplett und in einem Stück an Anwendungen übertragen werden.

Eine Anwendung wie z. B. Filetransfer schickt die zu übertragenden Daten an TCP, TCP fügt seinen Header hinzu gibt das resultierende, Segment gemannte Stück Daten an IP weiter. Dort wird der IP-Header hinzugefügt, mit dessen Hilfe die Datenpakete über den Data Link-Layer zum Ziel geroutet werden.

Dort werden die Datenpakete von TCP wieder zusammenmontiert und an die Anwendung weitergereicht, für die sie gedacht waren.

Während TCP sich um größere Datenmengen kümmert, ist das User Datagram Protocol (UDP) für einzelne kleine Meldungen zuständig, wie sie z. B. bei Datenbankanfragen benutzt werden.

Application Layer

Die Anwendungsschicht oder Application Layer erzeugt und verarbeitet die Daten, die über TCP/IP verschickt werden. Diese Schicht ist auch das, was die meisten Anwender meinen, wenn sie Internet sagen: Hierher gehören Anwendungen wie Remote Access (Telnet, rsh), FTP, NFS, HTTP usw.