Das Internetschichtenmodell

Das Internetschichtenmodell
Das Internetschichtenmodell ist ein Architekturmodell, auf dem die Kommunikation im
Internet beruht. Es besteht aus 4 Schichten (von unten nach oben): der
Netzwerkzugriffsschicht, der Internetschicht, der Transportschicht und der
Anwendungsschicht.
Jede dieser Schichten erbringt bestimmte Dienste bzw. Funktionen, welche sie der
jeweils höheren Schicht anbietet. Diese Dienste werden durch Protokolle geregelt. Dabei
stehen auf jeder Schicht mehrere Protokolle zur Auswahl (je nach Dienst).
Die Anwendungsschicht
Die oberste Schicht des DoD-Modells ermöglicht es Anwendungsprozessen (z. B. einem Browser) auf das
Internet und seine Kommunikationsdienste zuzugreifen. Diese Dienste sind dir schon bekannt, z. B. WWW
FTP, e-Mail. Ebenso hast du dich bereits mit den Protokollen beschäftigt, welche die jeweiligen Dienste regeln
(HTTP, FTP, SMTP/POP3)
Kommunikationsdienste: WWW, e-Mail, ...
Anwendungsschicht
Kommunikationsdienste: WWW, e-Mail, ...
FTP, HTTP,
SMT/POP3, DNS ...
Anwendungsschicht
Die Transportschicht
Diese Schicht bietet der Anwendungsschicht einen Verbindungsdienst (Ende-zu-Ende) an. Das bedeutet, sie
stellt eine virtuelle Verbindung zwischen zwei entfernten Computern her. Dieser Verbindungsdienst kann auf
zwei Arten erfolgen:
a) sicher und zuverlässig, d.h. Kontrolle der Korrektheit der übertragenden Daten. Dieser Dienst wird
durch das Transmission Control Protocol (TCP - eines der wichtigsten Protokolle im Internet) geregelt.
b) unzuverlässig, aber schnell. Dieser Dienst wird durch das User Datagram Protocol (UDP)
geregelt
Ende-zu-Ende-Verbindungsdienst
Transportschicht
Ende-zu-Ende- Verbindungdienst
TCP, UDP
Transportschicht
Die Internetschicht
Sie bietet der Transportschicht einen Datenpaket-Übertragungsdienst (Weitervermittlung, Wegewahl) an. Dies
beinhaltet das Versenden einzelner Datenpakete von einem Computer über das Internet zu einem anderen
Computer. Das wohl wichtigste Protokoll im Internet, das Internet Protocol (IP) regelt diesen Dienst. Dabei ist
es u. a. für die Adressierung der beteiligten Computer verantwortlich.
Datenpaket-Übertragung
Internetschicht
Datenpaket-Übertragung
Internetschicht
IP, ...
Die Netzwerkzugriffsschicht
Diese Schicht schließlich bietet der Internet-Schicht einen physischen Übertragungsdienst an, d. h. sie
kümmert sich um die Bitübertragung, die Steuerung des Netzzugriffs usw. Dieser Dienst wird durch die
jeweilige Datenübertragungstechniken (und die dazugehörigen Protokolle) geregelt, z.B. Ethernet, X.25,
WLAN.
physische Übertragung
Netzwerkzugriffsschicht
physische Übertragung
Ethernet, ...
Netzwerkzugriffsschicht
Anwendungsschicht
(FTP, HTTP, SMTP/POP3, DNS, ...)
Transportschicht
(TCP, UDP)
Internetschicht
(IP, ...)
Netzwerkzugriffsschicht
(Ethernet, X.25, WLAN, ...)
Ablauf der Kommunikation im Internetschichtenmodell
Computer A
Computer B
Anwendung
Anwendungsschicht
Daten
Nachricht
H
Anwendung
Daten
Transportschicht
Segment
Internetschicht
Netzwerkzugriffsschicht
Paket
Frame
H Nachrichten
H
H
Anwendungsschicht
Transportschicht
Segment
Internetschicht
Paket
Netzwerkzugriffsschicht
Übertragungsmedium
Eine Anwendung auf dem Computer A möchte mit einer Anwendung auf dem Computer B Daten austauschen
(z. B. Webbrowser ruft Website auf). Die Anwendung nutzt den Kommunikationsdienst, welchen die
Anwendungsschicht bietet (z.B. WWW beim Aufruf einer Website) und übergibt ihr die entsprechenden Daten.
Die Anwendungsschicht hängt an die zu sendenden Daten ihren Header (Steuerinformationen) an (z.B. HTTPHeader). Dieses Datenelement (Header+Daten) heißt in dieser Schicht Nachricht und wird an die
Transportschicht übergeben, um den Ende-zu-Ende-Verbindungsdienst zu nutzen (zur Herstellung einer
Verbindung zu Computer B).
Die Transportschicht ihrerseits nimmt die Nachricht entgegen, setzt ihren Header davor (z.B. TCP-Header:
enthält Quell- und Zieladresse) und reicht das Segment (Header+Nachricht) an die Internet-Schicht weiter, um
den Datenpaket-Übertragungsdienst zu nutzen.
Die Internetschicht fügt ihren Header (IP-Header: enthält Quell- und Ziel-IP-Adresse) an und übergibt das IPPaket (Header+Segment) an die Netzwerkzugriffsschicht.
Diese wiederum setzt ihren Header davor und sendet den Frame (Header+Paket) über das jeweilige
Übertragungsmedium (z.B. Telefonleitung) bis zum ersten Router. Dieser wertet die Header aus und leitet den
Frame weiter bis er schließlich beim Computer B ankommt.
Beim Empfänger wird zuerst in der Netzwerkzugriffsschicht der Header des Framms entfernt und ausgewertet.
Anschließend wird das IP-Paket der Internetschicht übergeben. Diese entfernt ihren Header, wertet ihn aus
(z.B. IP-Adressüberprüfung) und übergibt das Segment dann der Transportschicht. In dieser und der
Anwendungsschicht erfolgen die selben Schritte, bis die Daten schließlich bei der Anwendung (z. B. Anfrage
an HTTP-Server) ankommen.