SMTP, SFTP, SPX oder UDP

Was ist was bei Netzwerkprotokollen?

10.08.2012
Von Thomas Hümmler
Es gibt einige hundert verschiedene Netzprotokolle für die Kommunikation und den Austausch von Anwendungen. Wichtig sind aber nur einige wenige wie IP, SMTP oder DHCP. Wir zeigen, welche Protokolle für die Datenübertragung im Netzwerk die größte Rolle spielen.

Wenn von Netzwerkprotokollen die Rede ist, fällt rasch der Begriff OSI-Schichtenmodell oder OSI-Referenzmodell. OSI steht für Open Systems Interconnection, und das Referenzmodell ist die Designgrundlage von Kommunikationsprotokollen in Netzwerken. Das Modell kennt sieben unterschiedliche Schichten.

Grundlagen: Prinzipieller Aufbau des OSI-Schichtenmodells, das als Designgrundlage für die Kommunikation in einem Netzwerk dient..
Grundlagen: Prinzipieller Aufbau des OSI-Schichtenmodells, das als Designgrundlage für die Kommunikation in einem Netzwerk dient..

Die Schichten des OSI-Modells kann man grob in Transport- und Anwendungsschichten unterteilen. Zu den transportorientierten Schichten gehören die ersten vier: Hier finden sich Protokolle wie IP, IPsec, IPX, SPX, TCP und UDP. In den anwendungsorientierten Schichten sind andere Protokolle zu Hause, beispielsweise FTP, HTTP, HTTPS, SMTP. Die folgende Übersicht bringt Ihnen kurz und prägnant die wichtigsten Netzwerkprotokolle näher.

Appletalk und Ethertalk

Wie üblich kochte Apple auch beim Netzwerk wieder mal sein eigenes proprietäres Süppchen: 1983 entwickelte der Konzern mit Appletalk seine eigene Netzprotokoll-Gruppe - etwa für den Zugriff auf Dateien oder auf Drucker. Per Appletalk kann man notfalls sogar ohne Ethernet-Kabel eine Verbindung zwischen zwei Computern aufbauen: über die serielle Schnittstelle.

Mehrere Rechner kann man über ein Gerät verbinden, das die Netzverbindung durchschleift. Werden Macs über Ethernet verbunden, spricht man von Ethertalk. Appletalk wurde dann endlich 2009 mit der Betriebssystemversion Mac OS 10.6 zugunsten IP-basierter Netzwerke aufgegeben. Das Finden von Geräten und Servern im Netzwerk übernimmt beispielsweise Bonjour.

DHCP

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) vereinfacht die Vergabe von IP-Adressen im Netz: Ein DHCP-Server verteilt IP-Adressen an die verschiedenen Clients. Auf Serverseite wird hierzu ein Adressraum festgelegt. IP-Adressen aus diesem Pool werden an die Clients vergeben, sobald sie den DHCP-Server darum bitten. Damit das geschieht, muss die Netzwerkkonfiguration der Clients entsprechend eingestellt sein. Das ist heutzutage standardmäßig bei Betriebssystemen wie Linux und Windows der Fall, sodass sich ein Administrator nicht um die Einstellungen der Clients kümmern muss.

Ein DHCP-Server weist IP-Adressen automatisch, dynamisch oder manuell zu. Automatisch können Adressen nur einmal zugewiesen werden. Dabei erhält ein Client, der anhand der MAC-Adresse seiner Netzwerkschnittstelle identifiziert wird, bei der ersten Anmeldung im Netzwerk eine freie IP-Adresse. Die wird an die MAC-Adresse gebunden, und der Client bekommt sie auch künftig bei jeder Anmeldung. Im Gegensatz dazu werden dynamisch verteilte IP-Adressen nicht auf Dauer vom Server verteilt. Meldet sich ein Client nach einer bestimmten Zeit (lease time) nicht beim Server, so gibt dieser die IP-Adresse wieder frei.

Die Methode sollte unbedingt in einem größeren Netzwerk genutzt werden, da dort sonst die IP-Adressen knapp werden könnten. Vorsicht: Das kann sogar in kleineren Netzwerken geschehen, falls man öfter mal virtuelle Umgebungen wie VMware Workstation, Parallels Desktop oder Citrix XenServer einsetzt. Diese erzeugen je nach Konfiguration mehrere virtuelle Netzwerkschnittstellen. Die umständlichste Methode, die aber durchaus zum Einsatz kommt, ist die manuelle Zuweisung von IP-Adressen. Hier kann ein Administrator einem oder mehreren Clients eine ganz bestimmte Adresse zuweisen - etwa einem Router oder einem Netzwerkdrucker.

Die Anfrage seitens der Clients erfolgt mittels Broadcast. Damit wird getestet, wie viele DHCP-Server im Netzwerk vorhanden sind. Der Angesprochene verschickt als Antwort einen Konfigurationsvorschlag. Akzeptiert der Client diesen, sendet er eine DHCP-Anforderung (DHCP Request). Der Server wiederum schickt im Gegenzug die IP-Adresse und die erforderlichen Parameter. Am Ende der Sitzung schickt der Client eine Freigabe zurück an den Server und meldet so, dass die IP-Adresse nicht mehr benötigt wird (DHCP Release).