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Dienste und Protokolle
Netzwerkprotokolle
Ein Netzwerkprotokoll ist ein Kommunikationsprotokoll für den Austausch von Daten zwischen Computern bzw. Prozessen,
Der Austausch von Nachrichten erfordert häufig ein Zusammenspiel verschiedener Protokolle, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Um die damit verbundene Komplexität beherrschen zu können, werden die einzelnen Protokolle in Schichten organisiert. Im Rahmen einer solchen Architektur gehört jedes Protokoll einer bestimmten Schicht an und ist für die Erledigung spezieller Aufgaben zuständig (beispielsweise Übermitteln an einen bestimmten Knoten – Schicht 2). Protokolle höherer Schichten verwenden Dienste von Protokollen tieferer Schichten (Schicht 3 bildet ein logisches Netzwerk und verwendet Schicht 2 für die physische Zustellung). Zusammen bilden die so strukturierten Protokolle einen Protokollstapel – in Anlehnung an das ISO-OSI-Referenzmodell. Nachrichten einer bestimmten Schicht werden auch als Protokolldateneinheiten bezeichnet.
Aufgaben eines Protokolls:
- Sicherer und zuverlässiger Verbindungsaufbau zwischen den an der Kommunikation beteiligten Computern herstellen
- Verlässliche Zustellen von Paketen
- Wiederholtes Senden nicht angekommener Pakete
- Zustellen der Datenpakete an den/die gewünschten Empfänger
- Sicherstellen einer fehlerfreien Übertragung
- Zusammenfügen ankommender Datenpakete in der richtigen Reihenfolge
- Verhindern des Auslesens durch unbefugte Dritte (durch Verschlüsselung)
- Verhindern der Manipulation durch unbefugte Dritte (durch MACs oder elektronische Signaturen)
Funktionsbeispiel:
Anhand des Verbindungsaufbau-Prozederes des TCP-Protokolls soll ein einfaches praktisches Beispiel gezeigt werden (Handshake-Verfahren):
- 1. Zunächst schickt Computer 1 ein Datenpaket, in dem steht, dass er eine Verbindung zu Computer 2 aufbauen möchte.
- 2. Darauf antwortet Computer 2, dass er dazu bereit ist.
- 3. Computer 1 bestätigt anschließend Computer 2, dass er verstanden hat, dass Computer 2 bereit ist.
Die Verbindung ist damit hergestellt, und der eigentliche Datenaustausch kann beginnen, im Beispiel eine Dateiübertragung auf Anwendungsebene:
- 1. Computer 1 schickt ein Datenpaket, in dem angefragt wird, welche Dateien verfügbar sind
- 2. Darauf antwortet Computer 2 mit einer Liste der verfügbaren Dateien.
- 3. Computer 1 schickt ein Datenpaket, in dem eine bestimmte Datei angefordert wird.
- 4. Darauf antwortet Computer 2, dass die Datei existiert, beschreibt die Datei und beginnt mit der Übertragung.
Netzwerkdienste
Ein Netzwerkdienst ist eine abstrahierte Funktion, die von einem Computernetzwerk den Anwendern bzw. teilnehmenden Geräten bereitgestellt wird. Der Fokus liegt dabei darauf, dass ein Dienst eine in sich geschlossene Funktionskomponente aus Anwendersicht darstellt, diese Funktion kann technisch über eines oder auch mehrere Netzwerkprotokolle der Anwendungsschicht realisiert werden. So ist beispielsweise das World Wide Web ein Dienst, den das Internet bereitstellt; dieser Dienst wird technisch über das Netzwerkprotokoll Hypertext Transfer Protocol realisiert.
Bei Netzwerkdiensten werden vorhandene Ressourcen gemeinsam genutzt.
Netzwerkdienste im Überblick:
Welche Dienste im Netzwerk vorhanden sind und wie sie genutzt werden, hängt davon ab, welches Netzwerkbetriebssystem eingesetzt wird.
Netzwerkdienste mit Protokollbeispielen für grundlegende Funktionen in Netzwerken:
- Adressierung: DHCP
- IP-Adress-Management: IPAM
- Authentifizierung: RADIUS
- Konfiguration: TFTP
- Namensauflösung: DNS
- Datum und Uhrzeit: NTP
weitere Netzwerkdienste sind z. B.:
- Druckservice
- Nachrichtenservice (E-Mail)
- Anwendungsservice
- Datenbankservice
