22.11.2001

Das TCP/IP-Referenzmodell

 

 

ISO-OSI-Modell TCP/IP-Modell Protokolle und deren Ports
Application Application Telnet:23 HTTP:80 FTP:21 SMTP:25 POP3:110 IMAP4:143 DNS:53 andere
Presentation
Session
Transport Transport TCP UDP
Network Network ICMP ARP IP IGMP
DataLink Network-Access Ethernet TokenRing ATM FDDI andere
Physical Kabel Funk Glasfaser

 

Hier noch ein paar Erklärungen, die vielen geläufig sein dürften:

HTTP - Hypertext Transfer Protokoll, die gängige Übertragung für Webseiten und vieles, was im WWW dargestellt wird
FTP - File Transfer Protokoll, steuert den Datentransfer
SMTP - Simple Mail Transfer Protokoll, damit werden Mails gesendet. Die Weiterentwicklung SMTPE fragt auch nach dem Passwort dafür
POP3 - Post Office Protokoll Ver.3, das Abholen der Mails erfolgt meistens hiermit
IMAP4 - Internet Message Access Protokoll Ver.4, wird meist bei MS-Exchange eingsetzt und erlaubt flexiblere Verwaltungsmöglichkeiten der Mailboxen
NNTP - Network News Transfer Protokoll, Newsforen verwaltet OutlookExpress hiermit... Wird aber nicht mehr so häufig eingesetzt
DNS - Domain Name Service, wird eine http-Adresse eingegeben, wird ein DN-Server gefragt, wo diese zu finden ist. Das geschieht mit diesem Protokoll
IP - Internet Protokoll, Dort ist die Verwaltung und Umsetzung der IP-Adressen implementiert und das Routing läuft ebenfalls darüber. Ist verbindungslos
ARP - Adress Resolution Protokoll, die Umsetzung zwischen IP-Adressen und der zugehörigen MAC-Adresse findet damit statt. Mit dem RARP (Reverse) wird die MAC-Adresse wieder in eine IP-Adresse umgesetzt.
ICMP - Internet Control Message Protokoll, leitet Kontrollstatus und Fehlermeldungen. Das Ping, tracert und die berühmtem DOS und DDOS-Attacken laufen zum grossen Teil damit.
IGMP - Internet Group Message Protokoll, wird für Multicasts eingesetzt.
TCP - Transmission Controll Protokoll, ein verbindungsorientiertes Protokoll, arbeitet mit dem "3-Way-Handshake" ("Ich will was senden!", "Du willst was senden? Dann los!", "[Sendung]")
UDP - User Datagramm Protokoll, k.A.

Industristandards wie das TCP/IP dürfen von jedem ohne Genehmigung verwendet werden und basieren auf dem RFC-Prinzip. Das bedeutet, dass die Entwicklung eines Standards der IETF (Internet Engeneering TaskForce) vorgelegt und von dieser normalerweise für ein halbes Jahr veröffentlicht wird. Geschieht innerhalb dieser Zeit kein Einspruch von irgendjemandem (Request for Comment), wird die Entwicklung zum offiziellen Standard erklärt.

 

Klassenlose Netze und ihre Verarbeitung

 

Unsere IP-Adressen der Version 4 (wir erinnern uns...) werden in punktierter Dezimalnotation dargestellt. Ein Beispiel ist 163.200.88.12. Binär dargestellt sähe diese Adresse so aus: 10100011.11001000.01011000.00001100. Damit sehen wir, dass IP-Adressen aus vier binären Oktetts bestehen und demnach 32bittig sind. Eine etwas unübliche hexadezimale Schreibweise sähe so aus: A3.C8.58.0C. Jetzt kommt noch die Subnet-Mask dazu: 163.200.88.12 /16. Diese legt fest, welcher Teil der IP-Adresse der Netzanteil und welcher der Hostanteil ist. Der Rechner in dem Netz 163.200 hat demnach die Nummer 88.12, da die ersten sechzehn Bits das Netz 163.200 festlegen. Die von mir eingeführte Schreibweise ist falsch und soll nur zur Erklärung dienen. Das Netz hat die ID 163.200.0.0. In diesem Netz sind demnach 65023 Hosts möglich. Die Erklärung: Die letzten beiden Oktetts sind für die Anzahl der Hosts da, dass wären dann 255 mal 255 Rechner in diesem Netz, also 65025. Einen Rechner mit der HostID 0.0 darf es nicht geben, damit wird die NetzID schon bezeichnet (163.200.0.0) und einen Rechner mit der ID 255.255 darf es ebenfalls nicht geben, ein ping an diese Adresse hätte eine Antwort aller Rechner in diesem Teilnetz zur Folge, ist also ein Broadcast.

Mit dem Subnetting ist nichts anderes gemeint, als dass Bits, die eigentlich zur HostID gehören, für den Netzanteil genutzt werden. So sind mehr Netze mit jew. weniger Hosts pro Netz möglich. Man macht eigentlich nichts anderes, als die Subnetmask-Oktetts nicht vollzufüllen. Somit erhält man Netze, die in keine Klasse gehören. Man darf aber keine beliebigen Zahlen zwischen 0 und 255 nehmen, da es ja nur einen Wechsel zwischen den Einsen und Nullen geben darf. Es ergeben sich z.B. folgende mögliche Netz-ID's für Klasse C Netze:

Binär SubnetMask Hostanzahl in diesem Netz
11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0 max. 254
11111111.11111111.11111111.10000000 255.255.255.128 max. 126
11111111.11111111.11111111.11000000 255.255.255.192 max. 62
11111111.11111111.11111111.11100000 255.255.255.224 max. 30
11111111.11111111.11111111.11110000 255.255.255.240 max. 14
11111111.11111111.11111111.11111000 255.255.255.248 max. 6
11111111.11111111.11111111.11111100 255.255.255.252 max. 2
11111111.11111111.11111111.11111110 255.255.255.254 -
11111111.11111111.11111111.11111111 255.255.255.255 -

Das heisst aber auch, wir können, je weniger Hosts wir pro Netz haben, umso mehr kleine Teilnetze konstruieren:

Binär SubnetMask Hostanzahl in diesem Netz Teilnetze möglich
11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0 max. 254 0
11111111.11111111.11111111.10000000 255.255.255.128 max. 126 0
11111111.11111111.11111111.11000000 255.255.255.192 max. 62 2
11111111.11111111.11111111.11100000 255.255.255.224 max. 30 6
11111111.11111111.11111111.11110000 255.255.255.240 max. 14 14
11111111.11111111.11111111.11111000 255.255.255.248 max. 6 30
11111111.11111111.11111111.11111100 255.255.255.252 max. 2 62
11111111.11111111.11111111.11111110 255.255.255.254 - 126
11111111.11111111.11111111.11111111 255.255.255.255 - 254

Beim Supernetting verfährt man mit der Adressvergabe genau umgekehrt: Bits, die eigentlich zur Netz-ID gehören, werden für den Hostanteil genutzt. Der Sinn ist in einer Routingtabelle ersichtlich. Beispiel: Nehmen wir an, wir haben sechzehn Klasse B Netze mit den ID's von172.16.0.0 /16 bis 172.31.0.0 /16, so gebe ich einen Router ein: 172.16.0.0 /12. Also eine SubnetMask 255.240.0.0. Somit habe ich alle diese sechzehn Teilnetze zu einem zusammengefasst. Die Vorraussetzung dafür ist, dass alle diese Hosts auch wirklich sich in einen zusammenfassbaren Bereich liegen. Würde sich auch nur ein Host nicht dort befinden, wird diese Adresse trotzdem integriert und der Host, der ja in Wirklichkeit ganz woanders steht, ist nicht mehr erreichbar.

Weiteres Beispiel: Wir haben Rechner mit folgenden Adressen: 192.168.1.0 /24 bis 192.168.255.0 /24 und wollen diese zusammenfassen. Um das zu tun, müssen wir das dritte Byte modifizieren, weil das in unseren Netz-ID's das einzige ist, was unterschiedlich ist. Und da alle möglichen 255 Teilnetze (192.168.1.0-192.168.255.0) betroffen sind, nehmen wir alle Einsen des dritten Bytes weg. Somit entsteht ein Klasse B-Netz mit der Netz-ID 192.168.0.0 /16.

Wo wir gerade bei den IP-Adressen sind, folgende Adressen werden im Internet nicht geroutet:

Klasse A 10.0.0.0 /8
Klasse B 172.16.0.0 /12
Klasse C 192.168.0.0 /16
APIPA 169.254.0.0 /16