Netzwerkprotokolle und TCP/IP-Adressierung: Ein umfassender Leitfaden

Netzwerkprotokolle und Betriebssysteme im Vergleich

Windows ist die allgemeine Bezeichnung für Microsoft-Systeme. Obwohl traditionell NetBEUI das Netzwerkprotokoll nativ für Microsoft-Systeme zugänglich war, geschah dies durch NetBIOS. Das native Microsoft-Protokoll ist heute TCP/IP.

UNIX und Linux

Linux ist ein Betriebssystem, das der UNIX-Technologie folgt, aber kostenlos unter der GPL verteilt wird. Die native Netzwerktechnologie für Linux und UNIX ist TCP/IP.

Mac OS X und NetWare

• Mac OS X nutzt ein UNIX-natives Netzwerkprotokoll: TCP/IP.
• NetWare ist der Name des traditionellen Betriebssystems von Novell, dessen natives Protokoll SPX/IPX ist.

Netzwerkadapter-Treiber

Die Netzwerk-Adapter-Treiber-Software ermöglicht es dem Betriebssystem, mit der Netzwerkhardware (Netzwerkkarte) zu kommunizieren.

Protokoll-Stacks und ihre Komponenten

Gängige Protokoll-Stacks sind: TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI und grundlegendes AppleTalk.

Das IP-Protokoll (Internet Protocol)

IP ist das Netzwerk-Layer-Protokoll, das aus dem ARPANET (dem Kommunikationssystem in UNIX-Systemen) stammt. Zur Verwaltung des Netzwerks bietet es eine Reihe von vier Zahlen (Adressen), die durch Punkte getrennt sind (32 Bit).

ICMP-Protokoll

Das ICMP-Protokoll (Internet Control Message Protocol) ist ein Überwachungsprotokoll. Seine einzige Aufgabe ist es, in einem einzigen Paket über das Netzwerk zu berichten. Jedes Netzwerk, das TCP/IP verwendet, muss das ICMP-Protokoll nutzen.

TCP (Transmission Control Protocol)

TCP ist ein Protokoll der Transportschicht, das IP eine angemessene Sicherheit gibt. Es eignet sich für die Übertragung von Daten bei Client-Server-Sitzungen und E-Mail.

UDP (User Datagram Protocol)

Das UDP-Protokoll ist ein verbindungsloses Transportprotokoll. Das bedeutet, es erfolgt keine Nachrichtenübermittlung zum Verbindungsaufbau und somit auch keine Garantie für die Zustellung.

ARP (Address Resolution Protocol)

Das ARP-Protokoll ergänzt die Maßnahmen von TCP/IP unbemerkt. Wenn ein Host ein IP-Paket übertragen möchte, erzeugt er ein ARP-Request-Paket, das im gesamten Netzwerk verbreitet wird.

Netzwerkadressierung im TCP/IP-Modell

Struktur der IP-Adresse

Jede IP-Adresse besteht aus 32 Bits, gruppiert in 8-Bit-Gruppen. Eine IP-Adresse wird mit 4 Dezimalzahlen ausgedrückt, getrennt durch Punkte. Diese Zahlen reichen von 0 bis 255.

IP-Klassen und Subnetzmasken

Jede IP-Adresse kodiert das Netzwerk und den Host in diesem Netzwerk. Die ersten Bits kennzeichnen den Typ des Subnetzes und die anderen kodieren den Host innerhalb dieses Subnetzes.

Klasse A (Class A)

Die ersten Bits der Subnetzadresse kodieren das Subnetz, und die restlichen 24 Bits identifizieren die Hosts innerhalb des Subnetzes. Die Werte für das Subnetz variieren zwischen 1 und 126. Daher sind 126 Subnetze möglich. Jedes enthält maximal 16.777.214 Hosts. Dieses System wird für sehr große Subnetze verwendet. Die Subnetzmaske ist 255.0.0.0.

Klasse B (Class B)

Die ersten 2 Bits der Adresse sind 10. Die folgenden 14 Bits kodieren das Subnetz. Es sind 16.384 einzelne Subnetze möglich. Jedes kann 65.534 Hosts enthalten. Die restlichen 16 Bits werden für die Adressierung verwendet. Die Subnetzmaske ist 255.255.0.0.

Klasse C (Class C)

Die ersten 3 Bits haben den Wert 110. Die folgenden 21 Bits kodieren das Subnetz, und die restlichen 8 Bits identifizieren den Host innerhalb des Subnetzes. Die Werte liegen zwischen 192 und 223. Daher sind 2.097.151 Subnetze möglich, jedes kann 254 Hosts enthalten. Die Subnetzmaske ist 255.255.255.0.

Unterscheidung von Netzwerk- und Host-Teil

Die Subnetzmaske steht vor der 32-Bit-Sequenz, um den Netzwerk-Teil der Adresse leicht vom Host-Teil zu unterscheiden. Klasse D wird für Multicasting verwendet.

Protokolle auf der TCP/IP-Schicht (Obere Schicht)

Auf der höheren Schicht gibt es viele Protokolle. Einige davon sind:

• FTP (File Transfer Protocol): Wird für den Download oder das Hochladen von Dateien im internen Netzwerk verwendet.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Wird von Browsern für den Zugriff auf Websites verwendet.
• SNMP (Simple Network Management Protocol): Wird zur Netzwerkverwaltung eingesetzt.
• RPC (Remote Procedure Call): Dient zum Herstellen von Dialogen und deren entsprechenden Client-Anwendungen.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Das grundlegende Protokoll für den Austausch von E-Mails.
• POP (Post Office Protocol): Dient zum Herunterladen von E-Mails vom Server in den Posteingang des Clients.
• IMAP (Internet Message Access Protocol): Ähnlich wie POP, bietet aber zusätzliche Funktionen, die es in Situationen mit Überlastung empfehlenswerter machen.