Protokolle

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Netzwerkprotokolle sind eine grundlegende Komponente moderner Computernetzwerke. Sie dienen dazu, die Kommunikation zwischen Geräten in einem Netzwerk zu regeln, indem sie spezifische Regeln und Verfahren für den Austausch von Daten festlegen …

Was sind Netzwerk-Protokolle?

Literatur-Tipp

Titel
Netzwerke Grundlagen
Ausgabe
Dezember 2021 (NW_2022)
Verlag
HERDT-Verlag
Kapitel
11
Seite
108ff.

Titel
Grundstufe IT-Systeme
Ausgabe
2020
Verlag
Westermann-Verlag
Thema
Protokoll
Seiten
230, 299, 300

Netzwerkprotokolle sind eine grundlegende Komponente moderner Computernetzwerke. Sie dienen dazu, die Kommunikation zwischen Geräten in einem Netzwerk zu regeln, indem sie spezifische Regeln und Verfahren für den Austausch von Daten festlegen.

Ein Netzwerkprotokoll ist im Grunde genommen ein Satz von Regeln und Konventionen, die es ermöglichen, dass Computer und andere Geräte effektiv miteinander kommunizieren können. Sie legen fest, wie Datenpakete aufgebaut sind, wie sie übertragen werden und wie sie von den empfangenden Geräten interpretiert werden sollen.

Netzwerkprotokolle werden auf verschiedenen Ebenen des OSI-Referenzmodells (Open Systems Interconnection) implementiert, das sieben Schichten umfasst. Jede Schicht hat ihre spezifische Funktion und trägt zur Gesamtfunktionalität des Netzwerks bei. Hier sind einige der wichtigsten Netzwerkprotokolle auf verschiedenen Ebenen des OSI-Modells:

  1. Physikalische Schicht:
    Auf dieser Ebene werden Protokolle verwendet, um die physischen Aspekte der Datenübertragung zu regeln, wie zum Beispiel die Verkabelung, elektrische Signale und die Übertragungsgeschwindigkeit. Beispiele für Protokolle auf dieser Ebene sind Ethernet, Fast Ethernet und Gigabit Ethernet.

  2. Datenverbindungsschicht:
    Diese Schicht ist für die zuverlässige Übertragung von Daten zwischen benachbarten Netzwerkknoten verantwortlich. Protokolle wie das Point-to-Point Protocol (PPP) und das Ethernet-Protokoll (IEEE 802.3) werden auf dieser Ebene eingesetzt.

  3. Netzwerkschicht:
    Hier kommen Protokolle zum Einsatz, die den Aufbau, die Adressierung und das Routing von Datenpaketen über das Netzwerk ermöglichen. Das bekannteste Protokoll auf dieser Ebene ist das Internet Protocol (IP).

  4. Transportschicht:
    Die Transportschicht ermöglicht die Übertragung von Daten zwischen Endpunkten im Netzwerk. Das Transmission Control Protocol (TCP) und das User Datagram Protocol (UDP) sind Beispiele für Protokolle auf dieser Ebene.

  5. Sitzungsschicht:
    Die Sitzungsschicht stellt Dienste für die Einrichtung, Verwaltung und Beendigung von Sitzungen zwischen Anwendungen bereit. Diese Schicht definiert keine spezifischen Protokolle, sondern bietet vielmehr Mechanismen und APIs für die Kommunikation zwischen Anwendungen.

  6. Darstellungsschicht:
    Die Darstellungsschicht kümmert sich um die Syntax und Semantik der Daten, die zwischen Anwendungen ausgetauscht werden. Hier wird beispielsweise die Datenkompression und -verschlüsselung behandelt.

  7. Anwendungsschicht:
    Auf der obersten Ebene des OSI-Modells finden sich die Protokolle der Anwendungsschicht. Sie stellen Dienste und Schnittstellen bereit, die Anwendungen für den Austausch von Daten nutzen können. Beispiele für Protokolle auf dieser Ebene sind das Hypertext Transfer Protocol (HTTP), das File Transfer Protocol (FTP) und das Simple Mail Transfer Protocol (SMTP).

Diese Liste ist nur ein Überblick über einige der bekanntesten Netzwerkprotokolle

Schicht Komponenten Funktion Beispiele für Protokolle Adressen
7 – Anwendungsschicht

Application Level Firewall,

Gateways,

PC,

Proxy,

Server,

VoIP-Telefon

Bereitstellung von Diensten für Anwendungen HTTP, FTP, SMTP, DNS, SSH Keine spezifische Adressierung. Die Adressierung erfolgt über URL (Uniform Resource Locator) oder DNS (Domain Name System), um die gewünschten Dienste oder Ressourcen im Netzwerk zu identifizieren.
6 – Darstellungsschicht Datenrepräsentation und -verschlüsselung JPEG, MPEG, SSL, TLS Keine spezifische Adressierung. Die Aufgabe besteht darin, die Daten zu kodieren, zu komprimieren und zu verschlüsseln.
5 – Sitzungsschicht Einrichtung, Verwaltung und Beendigung von Sitzungen NetBIOS, SAP, RPC, SSH Keine spezifische Adressierung. Die Sitzungssteuerung erfolgt durch die Identifizierung der Kommunikationspartner auf den darunter liegenden Schichten.
4 – Transportschicht Zuverlässige Datenübertragung zwischen Endpunkten TCP, UDP, SCTP Keine spezifische Adressierung. Hier werden Portnummern verwendet, um verschiedene Anwendungen auf einem Gerät zu identifizieren und die Daten den richtigen Anwendungen zuzuordnen.
3 – Netzwerkschicht Router, Layer-3-Switch (Multilayer-Switch), Paket-Firewall Routing und Adressierung von Datenpaketen IP, ICMP, ARP, OSPF IP-Adresse, um Geräte im Netzwerk zu identifizieren und die Routing-Funktionen auszuführen, z.B. 192.168.0.1
2 – Sicherungsschicht Bridge, Switch, Access-Point, Netzwerkkarte Zuverlässige Übertragung von Daten zwischen benachbarten Knoten Ethernet, PPP, WLAN, Frame Relay MAC-Adresse, um Geräte in einem lokalen Netzwerk zu identifizieren. z.B. 00-1A-2B-3C-4D-5E
1 – Physikalische Schicht HUB, Repeater, Medienconverter Übertragung von Bits über das physische Medium Ethernet-Kabel, WLAN-Frequenzen, USB, Bluetooth Keine spezifische Adressierung. Die Kommunikation erfolgt über physische Verbindungen wie Kabel oder Funkwellen.

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