Mit Google fortfahren
Wenn du eine Webseite öffnest, passiert mehr als nur ein Klick. Dein Gerät muss eine Anfrage versenden, den Weg zum Ziel finden und die Antwort wieder richtig anzeigen. Dafür arbeiten mehrere Regeln zusammen.
- Du erklärst, warum Netzwerkkommunikation aufgeteilt wird.
- Du beschreibst die Aufgaben wichtiger Ebenen.
- Du zeigst, wie eine Nachricht versendet und empfangen wird.
- Du ordnest wichtige Internetregeln ihren Aufgaben zu.
Viele Aufgaben teilen
Ein Protokoll ist eine festgelegte Regel dafür, wie Geräte Daten austauschen. Es legt zum Beispiel fest, welche Angaben eine Nachricht enthalten muss und wie ein Gerät darauf reagiert.
Ein Protokollstapel ist eine geordnete Sammlung solcher Protokolle. Die Protokolle sind gedanklich als Schichten angeordnet. Eine Schicht ist eine Ebene mit einer klaren Teilaufgabe. Sie nutzt die Dienste der Schicht darunter, ohne jedes Detail kennen zu müssen.
Du verschickst einen Brief.
Der Brief enthält deine Nachricht. Auf dem Umschlag steht die Zieladresse. Die Post bringt ihn über verschiedene Wege ans Ziel. Auch im Netzwerk teilen mehrere Schichten diese Aufgaben auf.
Ein Protokollstapel teilt eine große Aufgabe in kleinere, passende Aufgaben auf.
Die vier Schichten des TCP/IP-Modells
Das TCP/IP-Modell ist ein verbreitetes Modell für die Kommunikation im Internet. Es fasst die Arbeit in vier Schichten zusammen.
Die Anwendungsschicht legt fest, wie Programme Nachrichten austauschen. HTTP ist ein Protokoll für Anfragen und Antworten von Webseiten.
Die Transportschicht bringt Daten zur passenden Anwendung auf einem Gerät. TCP ist ein Protokoll, das Daten in der richtigen Reihenfolge übertragen und Verluste erkennen kann. Ein Port ist eine Nummer, die eine Anwendung auf einem Gerät unterscheidbar macht.
Die Internetschicht hilft Daten durch mehrere Netzwerke zum Ziel zu leiten. IP ist ein Protokoll, das dafür IP-Adressen verwendet. Eine IP-Adresse kennzeichnet einen Anschluss in einem Netzwerk.
Die Netzzugangsschicht überträgt Daten über den jeweiligen lokalen Weg, etwa über WLAN oder ein Kabel. Ethernet ist ein häufiges Protokoll für kabelgebundene lokale Netzwerke.
Du rufst eine Webseite auf.
- HTTP formuliert die Anfrage nach der Webseite.
- TCP ordnet die Daten der Browser-Anwendung zu.
- IP hilft, die Daten zum Zielanschluss zu leiten.
- Ethernet oder WLAN überträgt die Daten zum nächsten Gerät im Netz.
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Daten werden eingepackt
Beim Senden arbeitet die Nachricht von oben nach unten durch den Stapel. Jede Schicht ergänzt Angaben, die sie für ihre Teilaufgabe braucht. Dieser Vorgang heißt Datenkapselung.
Ein Header ist ein Vorspann mit Steuerinformationen, zum Beispiel Adressen oder Portnummern. Die Nutzlast ist der Inhalt, den eine Schicht gerade transportiert.
Ein Browser sendet eine Anfrage nach einer Startseite.
- HTTP erzeugt die Webanfrage.
- TCP ergänzt Angaben für die richtige Anwendung.
- IP ergänzt IP-Adressen für den Weg durch Netzwerke.
- Ethernet ergänzt Informationen für das lokale Netz und Prüfinformationen.
Die Anfrage steckt danach wie ein Brief in mehreren Umschlägen.
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Beim Sender wandern Daten von oben nach unten und erhalten dabei weitere Informationen.
Am Ziel wieder auspacken
Beim Empfänger läuft der Weg umgekehrt. Die unterste Schicht nimmt die Daten zuerst entgegen. Jede Schicht liest die Informationen, die für sie bestimmt sind, entfernt sie und gibt den Rest nach oben weiter.
Dieser Vorgang heißt Entkapselung. Am Ende erhält die Anwendung wieder den Inhalt, den sie verarbeiten soll.
Eine Webantwort erreicht deinen Laptop.
- WLAN oder Ethernet nimmt die Übertragung entgegen.
- IP prüft, dass die Daten für deinen Anschluss bestimmt sind.
- TCP ordnet die Daten der passenden Browser-Verbindung zu.
- HTTP beschreibt den Aufbau der Webantwort. Dein Browser wertet sie aus und zeigt die Webseite an.
Beim Empfänger geht es von unten nach oben: Die Daten werden wieder ausgepackt.
Warum die Aufteilung praktisch ist
Ein Router ist ein Gerät, das Daten zwischen Netzwerken weiterleitet. Er benötigt vor allem die Informationen der Internetschicht, nicht den Inhalt einer Webseite.
Die Schichten machen Netzwerke außerdem flexibel. Du kannst von einem Netzwerkkabel zu WLAN wechseln. Die Webanfrage und TCP können trotzdem weiterverwendet werden. Auch bei Fehlern hilft die Aufteilung: Du kannst nacheinander Übertragungsweg, Adresse, Verbindung und Webanfrage prüfen.
Nicht jede Schicht muss den gesamten Inhalt verstehen. Ein Router entscheidet mit IP-Informationen über den nächsten Weg. Der Browser wertet dagegen die Webantwort aus.
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Zusammenfassung
Ein Protokollstapel ordnet mehrere Kommunikationsregeln in Schichten. Im TCP/IP-Modell arbeiten Anwendung, Transport, Internet und Netzzugang zusammen.
Beim Senden werden Daten schrittweise gekapselt. Beim Empfangen werden sie wieder entkapselt. So kann dein Browser eine Webseite anzeigen, obwohl die Daten auf ihrem Weg viele unterschiedliche Netzwerke durchqueren.