Referent: Kiron Mirdha Betreuer: Rene Hilden 5.3 28. Juli 2012 Das TCP/IP-Protokoll Referent: Kiron Mirdha Betreuer: Rene Hilden 5.3 28. Juli 2012

Themen Geschichtlicher Hintergrund Das Internet-Protokoll: Funktionen, Fragmentierung, Eigenschaften Protokollnummern im IP-Header Das Transmission Control Protocol (TCP) Der 3-Way-Handshake: Verbindungsaufbau, Protokollszenarien Der TCP-Header Verwendung von Portnummern Zusammenfassung

Themen Geschichtlicher Hintergrund Das Internet-Protokoll: Funktionen, Fragmentierung, Eigenschaften Protokollnummern im IP-Header Das Transmission Control Protocol (TCP) Der 3-Way-Handshake: Verbindungsaufbau, Protokollszenarien Der TCP-Header Verwendung von Portnummern Zusammenfassung

Geschichtlicher Hintergrund Auftrag des DoD: Entwicklung einer sicheren Netzwerktechnologie gegen Ausfälle im Falle eines Atomkrieges Paketvermitteltes Netz: ARPANET der UCLA, UCSB, SRI und der University of Utah Problem: bestehende Protokolle für rasant wachsendes Netz ungeeignet

Geschichtlicher Hintergrund 1974: Entwicklung des TCP/IP-Protokolls Ziel: Verknüpfung mehrerer verschiedenartiger Netze zur Datenübertragung Integration von TCP/IP in Berkeley UNIX 1983: Abtrennung des MILNET ARPANET als Netzverbund  INTERNET

Themen Geschichtlicher Hintergrund Das Internet-Protokoll: Funktionen, Fragmentierung, Eigenschaften Protokollnummern im IP-Header Das Transmission Control Protocol (TCP) Der 3-Way-Handshake: Verbindungsaufbau, Protokollszenarien Der TCP-Header Verwendung von Portnummern Zusammenfassung

Das Internet Protocol (IP): Funktionen Definition von Datengrammen (Basiseinheiten für Datenübermittlung) Definition des Adressierungsschemas Datenübermittlung von der Transport- zur Netzwerkschicht Routing von Datengrammen im Netz Fragmentierung und Zusammensetzen von Datengrammen

Das Internet Protocol (IP): Fragmentierung Jedes Netzwerk besitzt eine maximale Paketgröße (MTU) Zu versendendes Datenpaket muss in kleinere Pakete aufgeteilt werden. Jedes Fragment erhält einen eigenen IP-Header.

Das Internet Protocol (IP): Fragmentierung Wiedererkennung aller Fragmente über das Identifikationsfeld Ermittlung der Lage der Daten eines Fragments innerhalb der Gesamtnachricht im Frame Offset

Das Internet Protocol (IP): Eigenschaften Verbindungsloses Protokoll: Unzuverlässiges Protokoll: Keine Mechanismen zur Fehlererkennung und zur Fehlerbehebung Zustellung der Datenpakete nicht garantiert

Besteht eine Verbindung? Wie ist die Reihenfolge der Datenpakete? Probleme: Besteht eine Verbindung? Wie ist die Reihenfolge der Datenpakete? Lösung: Protokoll auf Transportschicht Transmission Control Protocol (TCP)

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Der IP-Header

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Das Transmission Control Protocol (TCP): Ziel: Sicherer Transport von Daten durch das Netzwerk Zuverlässiges Protokoll durch PAR: Datenübertragung wird bis zur Bestätigung des Empfängers wiederholt Austausch von Segmenten Segment = TCP-Header + Daten als IP-Datengramm

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Das Transmission Control Protocol (TCP): Der 3-Way-Handshake TCP ist ein verbindungsorientiertes Protokoll Host A Host B Anfrage Bestätigung Beispiel: Die Nachricht wird in 5 Pakete aufgeteilt und auf der besten Route auf die Reise geschickt. Das verbindungslose IP-Protokoll sorgt zusammen mit den Routern für den Weg. Wenn eine Strecke überlastet ist, werden die Pakete 3, 4 und 5 auf einer anderen Strecke weiter transportiert. Dieser Transport erfolgt zufälligerweise schneller als jener der Pakete 1 und 2. Die Pakete wandern ihrem Bestimmungsnetz entgegen. Das erste Paket ist bereits angekommen. Paket 3 kommt vor Paket 2 am Ziel an. Die Pakete 1, 2 und 3 sind - in falscher Reihenfolge - am Zielrechner angekommen. Auf der Strecke, auf der Pakete 4 und 5 transportiert werden, tritt eine Störung auf. Paket 4 ist bei der Störung verloren gegangen. Paket 5 wird auf einer anderen Route zum Zielnetz geschickt. Alle überlebenden Pakete sind am Zielrechner angekommen. Das TCP-Protokoll setzt die Pakete wieder in der richtigen Reihenfolge zusammen und fordert das fehlende Paket 4 nochmals beim Sender an. Bestätigung Daten

Der 3-Way-Handshake: Verbindungsaufbau TCP ist ein verbindungsorientiertes Protokoll Host A Host B FLAGS= SYN, SEQ=x FLAGS=SYN,ACK SEQ=y, ACK=x+1 FLAGS=ACK SEQ=x+1, ACK=y+1 Daten

Der 3-Way-Handshake: Protokollszenarien

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Der TCP-Header

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Verwendung von Portnummern Empfangene Daten an korrekte Anwendung weiterleiten 16 Bit groß: 65.535 verschiedene TCP-Verbindungen pro Host möglich Socket = IP-Adresse + Portnummer Eindeutige Identifizierung der Verbindung durch Socketnummern von Quelle und Ziel

Verwendung von Portnummern 0 - 1023 well-known ports: Standarddienste, incl. UNIX-spezifische Dienste 1.024 - 49.151 registered ports: Dienste, die üblicherweise auf bestimmten Ports laufen 49.152 - 65.535 dynamic and/or private ports: zur Kommunikation zwischen den beiden an der Kommunikation beteiligten Ports; nicht von Standarddiensten belegt

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Zusammenfassung IP ermöglicht das Senden von Datenpaketen zu einer bestimmten Adresse. TCP sorgt für den Verbindungsaufbau zwischen Quellhost und Zielhost. TCP kontrolliert die richtige Zustellung der Datengramme. TCP sorgt für die korrekte Reihenfolge der Datenpakete.

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