TCP/IP-Protokolle im Internet: Was machen TCP und UDP?

TCP/IP-Protokollfamilie: Auf der Transportschicht (Layer 3) des IP-Modells sorgt TCP für sicheren Datentransport. UDP ist schneller, aber fehleranfällig.

Protokolle im Internet sind festgelegte Verfahrensweisen, Konventionen und Regeln über den Austausch von Informationen zwischen Rechnern. Hierdurch soll ein vollständiger und fehlerfreier Austausch der Daten gewährleistet werden.

Die Unterscheidung in zwei grundlegende Protokoll-Arten, nämlich die Basisprotokolle und die Dienstprotokolle, entspricht der Zuordnung dieser Protokolle zum Transport- bzw. Anwendersystem des TCP/IP-Modells (dies sowie das ISO/OSI-Modell sollte man sich zum besseren Verständnis unbedingt anschauen!).

Basisprotokolle: TCP/IP, UDP

TCP/IP bezeichnet eine ganze Protokollfamilie, die sich kennzeichnet durch:

  • Hardware-Unabhängigkeit
  • netzwerkweit einheitliche Adressen
  • Baukasten standardisierter Anwendungs-Protokolle für verschiedene Netzwerkdienste
  • herstellerunabhängig (nicht proprietär)

Die wichtigsten Protokolle dieser Familie sind das Internet Protocol (IP) und das Transmission Control Protocol (TCP) sowie UDP.

Transportschicht: TCP und UDP auf Layer 3

Während IP auf Layer 2 des TCP/IP-Modells angesiedelt ist und die Paketadressierung übernimmt, arbeiten TCP und das unbekanntere, aber dennoch nicht weniger wichtige UDP auf Layer 3, der Transport-Schicht. TCP und UDP benutzen das Internet-Protokoll (IP) und gewährleisten die netzwerkunabhängige Übertragung von Daten zwischen zwei Programmen. Beide zerteilen die Daten in kleine Pakete.

Das macht TCP: Sicherer Datentransport

Auf dem Empfängerrechner setzt das Transmission Control Protocol (TCP) die erhaltenen Datenpakete in der richtigen Reihenfolge wieder zusammen. TCP ist ein verbindungsorientiertes Protokoll, was es für den fehlerfreien, sicheren Datentransport prädestiniert: Sollten Fehler aufgetreten sein, fordert TCP ein fehlendes oder fehlerhaftes Datenpaket erneut beim Sende-Rechner an. Im Falle eines teilweisen Netzausfalles und daraus folgenden Umleitungen von Datenpaketen kann es allerdings dazu kommen, dass die Reihenfolge der angekommenen Datenpakete nicht der der abgeschickten entspricht.

Die Hauptaufgabe von TCP ist also der sichere Transport von Daten durch das Netzwerk. TCP erkennt und korrigiert Übertragungsfehler selbständig. Diese Methode ist aber aufwendig und hat zur Folge, dass sich TCP-Verbindungen verhältnismäßig langsam aufbauen.

UDP: schneller, aber nicht fehlerfreier Datentransport

UDP (UNIX Datagram Protocol) transferiert Daten zwischen zwei Internetrechnern und zerteilt die Daten in Pakete. Es garantiert weder, dass diese Pakete ankommen, noch dass sie in der richtigen Reihenfolge ankommen. UDP garantiert aber die Integrität der Daten, indem es jedem Datenpaket eine Prüfsumme hinzufügt, wodurch der Zielrechner in der Lage ist, einen Übertragungsfehler zu erkennen.

UDP ist als verbindungsloses Protokoll deutlich schneller als TCP und eignet sich z.B. für Multimedia-Anwendungen, beispielsweise der RealAudio-Technik, da es einen kontinuierlichen Datenstrom gewährleistet, der nicht durch die Fehlerkorrektur unterbrochen wird. Internet-Audioprogramme nutzen daher UDP. Ideal ist UDP auch für Kurz-Informationen, die sich ständig ändern, zum Beispiel Börsenkurse.

Treten bei der Übertragung Fehler auf, kommt ICMP zum Einsatz, das unter anderem für Kontrollmeldungen über Ausfälle, Fehler- und andere Diagnosen zuständig ist.

Übersicht über die TCP/IP-Protokollfamilie – Layer 3 (Transportschicht)

TCP (Transmission Control Protocol)

  • zerteilt Datenpakete und setzt sie beim Empfänger in der richtigen Reihenfolge zusammen
  • verbindungsorientiertes Protokoll: TCP gewährleistet sicheren Transport, Fehlerkontrolle und -korrektur

UDP (UNIX Datagram Protocol)

  • zerteilt Datenpakete und garantiert die Integrität der Daten
  • schneller als TCP, da verbindungsloses Protokoll: keine Fehlerkorrektur – Fehlerkontrolle beim Zielrechner über UDP-Prüfsumme
  • Anwendung: für Kurzinfos (Börsenkurse) oder Radioübertragung, da hier ein kontinuierlicher Datenstrom notwendig, Fehlerkontrolle aber nicht so wichtig

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