TCP/IP-Protokollkategorie: Kennenlernen seiner Funktion und Bedeutung in Computernetzwerken

TCP/IP umfasst eine breite Palette von Protokollen, die für verschiedene Zwecke im Netzwerk verwendet werden. Die Protokolle, die Teil von TCP/IP sind, werden als TCP/IP-Protokollstapel oder TCP/IP-Protokollsammlung bezeichnet. Angesichts der vielen Protokolle, Nachrichtentypen, Ebenen und Dienste, die von TCP/IP-Netzwerken unterstützt werden, ist es wichtig, die verschiedenen Protokolle zu kategorisieren und den Beitrag der einzelnen Protokolle zum Netzwerkbetrieb zu definieren.

Leider wird diese Kategorisierung selten gründlich durchgeführt. Ich glaube jedoch, dass dies sehr hilfreich für diejenigen ist, die Networking lernen, um schneller und besser zu verstehen. Obwohl ich nicht garantieren kann, dass Experten mit der Kategorisierung, die hier bereitgestellt wird, einverstanden sind, sollte dies dem Leser helfen, ein Gesamtbild der verschiedenen Protokolle zu erhalten und die Gründe oder Bedürfnisse für jedes Protokoll zu verstehen.

Wie bereits erwähnt, gibt es bei TCP/IP vier Schichten: Link, Netzwerk, Transport und Anwendung. Die Verknüpfungsschicht ist die Hardwareschicht, die Messaging zwischen Standorten ermöglicht. Im Kontext dieses Dokuments stellt Ethernet solche Funktionen bereit. Im Folgenden definiere ich einige der Kategorien, die in die beschriebenen 4-Layer-Protokollstufen passen. Ich skizziere auch die Bedeutung jeder Kategorie für die allgemeine Funktionsfähigkeit des Netzwerks. Diese Wichtigkeitsstufen sind wesentlich, kritisch, wichtig, anspruchsvoll und nützlich.

1. Essentiell – Ohne dies sind alle anderen Kategorien irrelevant.
2. Kritisch – Ohne diese Funktion funktioniert das Netzwerk nicht.
3. Wichtig – Netzwerke können funktionieren, sind aber schwierig zu verwenden und zu verwalten.
4. Erweitert – Verbessert die Benutzerfreundlichkeit und das Netzwerkmanagement.
5. Nützlich – Funktionen, die Netzwerkbenutzer wünschen. Bestimmte Apps oder Funktionalitäten werden hier unterstützt. Ohne dies gibt es keinen Grund, ein Netzwerk aufzubauen.

Es gibt Ausnahmen in meiner Kategorisierung, die nicht in das normale Layer-Schema passen, wie z. B. IGMP, das normalerweise Teil der Link-Schicht ist. Ich versuche jedoch, diese Kategorisierungen nach der Funktion des Netzwerks und seiner Bedeutung für den Netzwerkbetrieb aufzulisten. Es ist zu beachten, dass Ethernet, das kein Protokoll ist, sondern ein IEEE-Standard zusammen mit PPP, SLIP, TokenRing und ArcNet, kein TCP/IP-Protokoll ist, sondern TCP/IP je nach Netzwerktopologie auf der Hardware- oder Verbindungsschicht unterstützen kann.

Hier finden Sie eine kurze Beschreibung der einzelnen Protokolle:

• ethernet – Ermöglicht den Informationstransport zwischen physischen Standorten über Ethernet-Kabel. Die Daten werden in Ethernet-Paketen übertragen.
• SLIP – Serial Line IP (SLIP), eine Form der Datenkapselung für serielle Leitungen.
• PPP – Punkt-zu-Punkt-Protokoll (PPP). Eine Form der Datenkapselung auf seriellen Pfaden, die eine Verbesserung von SLIP darstellt.
• IP – Internetprotokoll (IP). Mit Ausnahme von ARP und RARP werden alle Protokolldatenpakete in IP-Datenpakete verpackt. Bietet einen Mechanismus für die Verwendung von Software zum Adressieren und Verwalten von Datenpaketen, die an Computer gesendet werden.
• ICMP – Internet Control Message Protocol (ICMP) bietet Fehlerverwaltung und Berichterstellung, um den Prozess des Sendens von Daten zwischen Computern zu verwalten.
• ARP – Address Resolution Protocol (ARP) ermöglicht das Verpacken von IP-Daten in Ethernet-Pakete. Es handelt sich um ein Messaging-System und -Protokoll, das verwendet wird, um die Ethernet-Adresse (Hardware) einer bestimmten IP-Nummer zu finden. Ohne dieses Protokoll können Ethernet-Pakete nicht aus IP-Paketen generiert werden, da Ethernet-Adressen nicht ermittelt werden können.
• TCP – Ein zuverlässiges verbindungsorientiertes Protokoll wird verwendet, um die Dienstverwaltung auf Anwendungsebene zwischen Computern zu steuern.
• UDP – Ein unzuverlässiges Protokoll ohne Verbindung wird verwendet, um die Dienstverwaltung auf Anwendungsebene zwischen Computern zu steuern.
• DNS – Domain Name Service ermöglicht es dem Netzwerk, die IP-Adresse des Namens zu ermitteln und umgekehrt.
• RARP – Das Reverse Address Resolution Protocol (RARP) wird verwendet, um es einem Computer ohne lokales permanentes Datenspeichermedium zu ermöglichen, seine IP-Adresse aus seiner Ethernet-Adresse zu bestimmen.
• BOOTP – Das Bootstrap-Protokoll wird verwendet, um Computern ohne Festplatte IP-Adressen zuzuweisen und anzugeben, welche Server und Dateien geladen werden sollen, die das Betriebssystem bereitstellen.
• DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) ist eine Methode zum Zuweisen und Steuern der IP-Adressen von Computern in einem bestimmten Netzwerk. Es handelt sich um einen serverbasierten Dienst, der beim Hochfahren des Computers automatisch eine IP-Adresse zuweist. Auf diese Weise muss die IP-Adresse des Computers nicht manuell zugewiesen werden, was die Verwaltung von Netzwerkänderungen erleichtert. DHCP kann alle Funktionen von BOOTP ausführen.
• IGMP – Das Internet Group Management Protocol wird zur Unterstützung von Multicasting verwendet.
• SNMP – Simple Network Management Protocol (SNMP). Es wird verwendet, um alle Arten von Netzwerkelementen basierend auf den verschiedenen gesendeten und empfangenen Daten zu verwalten.
• RIP – Routing Information Protocol (RIP), das zum dynamischen Aktualisieren von Routertabellen im WAN oder Internet verwendet wird.
• OSPF – Dynamisches Routing-Protokoll Open Shortest Path First (OSPF).
• BGP – Border Gateway Protocol (BGP). Dynamisches Router-Protokoll zur Kommunikation zwischen Routern auf verschiedenen Systemen.
• CIDR – Classless Interdomain Routing (CIDR).
• FTP – File Transfer Protocol (FTP). Ermöglicht die Dateiübertragung zwischen zwei Computern mit der erforderlichen Anmeldung.
• TFTP – Trivial File Transfer Protocol (TFTP). Ermöglicht die Dateiübertragung zwischen zwei Computern, ohne dass eine Anmeldung erforderlich ist. Es ist begrenzt und für Diskless-Stationen gedacht.
• SMTP – Simple Mail Transfer Protocol (SMTP).
• NFS – Network File System (NFS). Ein Protokoll, das es UNIX- und Linux-Systemen ermöglicht, Dateisysteme remote gegeneinander zu mounten.
• Telnet – Eine Methode zum Öffnen einer Benutzersitzung auf einem Remote-Host.
• Ping – Ein Programm, das ICMP verwendet, um Diagnosemeldungen an andere Computer zu senden, um herauszufinden, ob sie über ein Netzwerk erreichbar sind.
• Rlogin – Remote-Anmeldung zwischen UNIX-Hosts. Es ist veraltet und wurde durch Telnet ersetzt.

Jedes Protokoll hat letztendlich seine Datenpakete, die in Ethernet-, SLIP- oder PPP-Pakete (auf Verbindungsebene) verpackt sind, die über Ethernet-Kabel gesendet werden. Einige Protokolldatenpakete werden vor dem Senden mehrmals nacheinander umgebrochen. Zum Beispiel werden FTP-Daten in ein TCP-Paket eingeschlossen, das in ein IP-Paket eingeschlossen ist, das in ein Link-Paket (normalerweise Ethernet) eingeschlossen ist. Das folgende Diagramm zeigt die Beziehung zwischen dem sequentiellen Wrapping von Protokolldatenpaketen.