Dienste und Protokolle im Internet

Um zu gewährleisten, dass der Austausch von Daten zwischen mehreren Computern reibungslos funktioniert, wurden Protokolle entwickelt, die auf verschiedenen Ebenen dafür sorgen, dass eine Kommunikation zwischen Computern möglich ist.

Jedes Netz hat seine eigenen Protokolle; das Internet ist eine Form eines Rechnernetzes, das im sogenannten OSI-Referenzmodell (oder auch OSI-Schichtenmodell genannt) dargestellt werden kann: Mehreren übereinanderliegenden Schichten sind ein oder mehrere Protokolle zugeordnet.

Die unterste Schicht (Schicht 1) ist die physische Übertragung, ein Beispiel hierfür wäre das Ethernet-Protokoll. Es regelt die elektrische Signalübertragung und die Funktion mechanischer und elektrischer Schnittstellen.

Eine Stufe höher, also Schicht 2, ist die Link-Sicherung. Sie ist verantwortlich für die gesicherte Übertragung über einen Übertragungsabschnitt. Sie stellt Übertragungsfehler und verlorengegangene Übertragungseinheiten fest und korrigiert die Fehler.

Schicht 3 ist die Network-Vermittlung, im Internet ist hierfür das IP-Protokoll zuständig. Es steuert den Verbindungsauf- und -abbau sowie den Datenfluss, ausserdem ist es für die Wegsuche der Daten zuständig. Das ist zugleich eines der grössten Vorteile des Internets gegenüber anderen Netzen: Da die Wegsuche bereits auf niedriger Stufe erfolgt, ist sie sehr "robust" gegen Störungen.

Schicht 4 ist die Transportschicht mit den Protokollen TCP und UDP. Das UDP-Protokoll leistet eine schnellere Übertragung als TCP, was jedoch auf Kosten der Fehlersicherung geht. Es wird als "verbindungslos" bezeichnet, wenn einmal eine Verbindung via UDP aufgebaut wurde, kann sie im Prinzip beliebig bestehen bleiben, auch wenn über längere Zeit keine Daten übertragen wurden. Da sie jedoch wegen der fehlenden Fehlerkorrektur nur auf sicheren Übertragungsmedien basieren kann, hat sich das TCP-Protokoll durchgesetzt. Es checkt durch Prüfsummen und andere Methoden, dass die übertragenen Datenpakete fehlerfrei ankommen, und veranlasst eine Wiederholung der Übetragung im Fehlerfall. Es wird als "verbindungsorientiert" bezeichnet, denn es fragt ständig ab, ob die Verbindung noch existiert. Kommen über längere Zeit keine Daten an, unterbricht ein Time-out die Verbindung, so dass sie im Bedarfsfall erneut aufgebaut werden muss.

Die Sitzungsschicht 5 (RPC) steuert den Aufbau eines logischen Kommunikationspfades, legt Synchronisationspunkte fest (so kann im Fehlerfall der Wiederbeginn von einem übereinstimmenden Synchronisationspunkt erfolgen, so dass die Übertragung nicht von vorn erfolgen muss), kann bei Unterbrechung ein späteres Fortsetzen zu einem vereinbarten Punkt ermöglichen und enthält Informationen über Fehler darunterliegender Netzwerke.

Die Presentation oder Darstellung erfolgt in Schicht 6. Hier werden Formate angepasst, Codes umgewandelt, Daten verschlüsselt oder Anwendungssprachen interpretiert.

Schliesslich folgen in Schicht 7 die Anwendungen wie WWW, E-Mail, FTP, IRC usw.

Laut des OSI-Schichtenmodells baut eine Schicht auf die andere auf. Das Herausgreifen der Protokolle TCP und IP für die Bezeichnung des Internet-Netzwerkes liegt an der Besonderheit dieser beiden Protokolle im Vergleich zu anderen Netzwerken. Nach dem Schichtenmodell wären als Unterprotokolle von TCP/IP die Schichten 1 und 2 zu nennen, jedoch hat sich im Laufe der vergangenen Jahre eine andere Sichtweise herausgebildet: Obwohl die Anwendungen (Schicht 7) auf die Protokolle TCP und IP aufbauen, werden diese neuerdings als Unterprotokolle von TCP/IP bezeichnet. Streng logisch gesehen ist das zwar nicht korrekt, es kann jedoch als theoretische Annahme durchaus bestehen, wenn man das Schichtenmodell als "auf dem Kopf stehend" betrachtet und daraus die Definitionen für die "Unterprotokolle" ableitet.

(Quellen: Vorlesungsskripte "Grundlagen der Datenkommunikation" und "Protokolle und Management von Rechnernetzen" von Prof. Uwe Hübner, TU Chemnitz, FB Informatik)