Ein Protokoll ist eine Anweisung, die aus formalisierten Regeln, Konventionen und Standards besteht.
Zusammengehörende Protokolle bilden Protocol-Suites (Protokoll-Familien). Bekannte Protocol-Suites sind NetWare, Internet
Protocol, DNA, AppleTalk und SNA.
Die logische Anodnung der Protokolle innerhalb dieser Protocol-Suites wird als Protocol-Stack (Protokoll-Stapel) bezeichnet.
Es gibt eine Vielzahl von Protocol-Suites, die in der Regel aus dutzenden Protokollen bestehen. Das Schaubild zeigt beispielhaft die wichtigsten Protokolle der Internet-Protocol-Suite, wobei die Routingprotokolle nicht dargestellt sind.
Man könnte annehmen, dass es für jede Schicht des OSI-Referenzmodells ein Protokoll gibt, das die Aufgaben
dieser Schicht realisiert und Schnittstellen zur (N+1)- und (N-1)-Schicht anbietet.
Wie das Schaubild verdeutlicht, lassen sich die einzelnen Protokolle jedoch z.T. nicht eindeutig den OSI-Schichten zuordnen. Dies hängt damit
zusammen, dass viele Protokolle schon wesentlich länger existieren als das OSI-Referenzmodell, wie z.B. die Internet-Protocol-Suit.
Zum Protokoll-Wirrwar trägt ferner bei, dass einige Hersteller versucht haben, ihre Entwicklungen als Standard durchzusetzen. Man spricht in diesem Fall von proprietären (herstellerspezifischen) Protokollen (z.B. IPX/ SPX von -> Novell)
Das Gegenteil nennt sich non proprietary (eigenständig, offen). Das OSI-Referenzmodell ist ein solcher offener Standard. Ein anderes Beispiel wäre TCP und IP, die beide in Requests for Commons definiert sind.
NetBIOS (Network Basic Input Output System) wurde 1984 von IBM eingeführt. Der Name verdeutlicht am simpelsten die Funktionen dieses Protokolles. Das Network-BIOS (Basic Input Output System) stellt für ein Netzwerk dieselben grundlegenden Funktionen zur Verfügung wie das BIOS für einen Computer.
Es ist hardwareunabhängig. Im OSI-Referenzmodell umfasst es die Schichten 3-5. Dabei ist zu beachten, dass die Schicht 3 (Netzwerkschicht) nur als Nullschicht implementiert ist. Deswegen ist NetBIOS nicht routingfähig.
Auch hier ist der Name Programm. Das NetBIOS Extended User Interface ist eine verbesserte Variante des NetBIOS. Auch NetBEUI ist nicht routingfähig.
Beide Protokolle eignen sich vor allem für kleine Netze, die kein Routing beinhalten.
Durch die Einfachheit der
Protokolle erreichen sie eine hohe Netzwerkleistung.
Das Internet Packet Exchange-Protokoll wurde von Novell entwickelt. Das Ziel von Novell
war es, Interoperabilität in Netware-Netzen zu ermöglichen. In Verbindung mit den MAC-Protokollen stellt IPX
Adressierungsmöglichkeiten zur Verfügung. Diese versetzen Netware-Router in die Lage, Datenpakete zu routen. Das eigentliche Routing
basiert auf dem Routing Information Protocol (RIP).
Eine IPX-Zieladresse (IPX destination Adress) beinhaltet folgende Routinginformationen:
Im OSI-Referenzmodell finden wir IPX in der Schicht 3 (Netzwerk). Es stellt einen verbindungslosen Dienst zur Verfügung. Dieser arbeitet nach dem "Best Effort-Prinzip", was nichts anderes bedeutet, als das keine Garantie für die ordnungsgemäße Übermittlung besteht. Eine gesicherte Übertragung fällt in die Zuständigkeit höherer Protokolle.
Das Sequenced Packet Exchange-Protokoll ist ein Protokoll der Schicht 4 (Transport) des
OSI-Referenzmodells und ermöglicht die verbindungsorientierte Paketübermittlung.
Es stellt Funktionen zur Fehlerkontrolle zur Verfügung und erhöht somit die Sicherheit der Datenübertragung.
Man kann SPX als eine Erweiterung des IPX-Protokolls betrachten.
Zusätzliche 12 Byte ermöglichen folgende Funktionen:
SPX sendet sogenannte windows (Fenster), d.h. eine variable Anzahl von Paketen. Erst nachdem dieses Fenster versendet wurde, beendet die Arbeitsstation Ihre Sendung und erwartet von der Empfängerstation eine Bestätigung. Im Fehlerfall muß dementsprechend auch das gesamte Fenster erneut gesendet werden.
Eine aktuellere Version von SPX ist SPXII. Die Unterschiede sind wie folgt:
| SPX | SPXII |
|---|---|
| Datenpakete max. 576 Byte | Aushandeln der max. Größe zwischen Sender und Empfänger |
| Fehler => gesamtes Fenster wird erneut versendet | Fehler => nur das defekte Paket wird erneut versendet |
Das Internet Protocol ist in der Schicht 3 (Netzwerk) des OSI-Referenzmodells angesiedelt. Es wird in der RFC 791 definiert.
Es ermöglicht eine verbindungslose, ungesicherte Übertragung von sogenannten
IP-Datagrammen (= Datenpakete) über die Grenzen eines Netzes hinaus (Routingfähigkeit).
Die einzige Fehlerkontrolle, die IP anbietet, ist eine Prüfsummenkontrolle des IP-Kopfteiles (IP-Header). Darüberhinaus garantiert IP
weder eine Ablieferung, noch die korrekte Reihenfolge der Datagramme. Es ist direkt abhängig von der Qualität der physikalischen
Verbindung.
Ein IP-Datagramm kann maximal 65.535 Byte gross sein. Aus Kompatibilitätsgründen besteht die Möglichkeit IP-Datagramme zu
fragmentieren(= Aufspalten). Die minimale Grösse beträgt 576 Byte. Die fragmentierten IP-Datagramme haben
denselben Aufbau wie das Ursprungsdatagramm. Das Zusammensetzen erfolgt normalerweise an einer Zwischenstation (z.B. ein Router) oder an dem
Empfänger. Den Vorgang bezeichnet man als Reassimblieren (= Zusammensetzen).
Diese "Verkleinerung" wird z.B. benötigt, wenn die Netzwerkleistung nicht ausreicht, um einen von der Transportschicht
benötigten Datenfluss zu gewährleisten. Durch die verringerte Grösse der IP-Datagramme erreicht man dann einen
grösseren Datagramm-Durchsatz, der Verwaltungsaufwand erhöht sich jedoch (mehr Verwaltungsinformationen, Reassemblieren, kleinerer
Datenanteil) dadurch ebenfalls.
Das Transmission Control Protocol ist in der Schicht 4 (Transport) des OSI-Referenzmodells angesiedelt.
Es wird in der RFC 793 definiert.
TCP ist ein verbindungsorientiertes End-to-End Protokoll. Vergleichbar mit dem
SPX-Protokoll setzt es auf dem IP-Protokoll auf und ermöglicht eine gesicherte Datenübertragung. Es stellt sich aber auch höheren Protokollen zur Verfügung (z.B. FTP, SMTP).
Eine TCP-Übertragung unterteilt sich in 3 Phasen:
Um einen gesicherten Transport zu ermöglichen stehen folgende Dienstleistungen zur Verfügung: