Transmission Control Protocol

Stichpunkte

Allgemein
	verbindungsorientiertes Transportprotokoll in Computernetzwerken
	TCP im TCP/IP-Protokollstapel Anwendungsschicht FTP SMTP HTTP ... Transportschicht TCP Internetschicht IP Netzwerkschicht Ethernet TokenRing FDDI ... Das Transmission Control Protocol (TCP) ist ein zuverlässiges
	Es ist Teil der TCP/IP-Protokollfamilie
	TCP stellt einen virtuellen Kanal zwischen zwei Rechnern (genauer: Endpunkten zwischen 2 Anwendungen auf diesen Rechnern) her
	Auf diesem Kanal können in beide Richtungen Daten übertragen werden
	TCP setzt in den meisten Fällen auf das IP-Protokoll auf
	Es ist in Schicht 4 des OSI-Referenzmodells angesiedelt
	"Verbergen") 1 Verbindungsauf- und abbau 2 Datenintegrität und Zuverlässigkeit 3 Bestätigungen 4 Weitere Protokolleigenschaften 5 Problematik der Datenwiederholung 6 Geschichte 7 Weblinks [Bearbeiten]
	Folgende Schichten sind für eine erfolgreiche Kommunikation erforderlich: - Physical Layer (der eigentliche Datenaustausch) - Data Layer (beim Ethernet das statische MAC Protokoll) - Network Layer (bei TCP/IP ist es das unzuverlässige IP Protokoll) - Transport Layer (das TCP Protokoll
	die eine Netzwerkverbindung braucht) Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	es macht das unzuverlässige IP Protokoll zuverlässig) - Application Layer (die eigentliche Software
Verbindungsauf- und abbau
	TCP-Handshake TCP-Teardown Ein Endpunkt stellt ein Tupel bestehend aus IP-Adresse und Port dar
	Ports sind 16-bit Zahlen und reichen von 1 bis 65535
	z
	Ports unterhalb von 1024 sind reserviert (englisch: well known ports [1] (http://www.iana.org/assignments/port-numbers)) und werden von der IANA vergeben
	B. ist Port 25 für das SMTP Protokoll
	welches für das Senden elektronischer Post verantwortlich ist
	reserviert
	Allerdings ist das Benutzen der Ports trotzdem nicht bindend
	So kann jeder Administrator einen FTP-Server (normalerweise Port 21) auch auf einem anderen Port laufen lassen
	Jede TCP-Verbindung wird eindeutig durch zwei Endpunkte definiert
	So ist es möglich
	dass ein Webserver auf einem Port mehr als eine Verbindung zu einem anderen Rechner geöffnet haben kann
	der einen Dienst wie beispielsweise elektronische Post anbietet
	generiert einen Endpunkt mit dem Port und seiner Adresse (er kann auch beliebige Adressen zulassen)
	Ein Server
	Dies wird als passive open bezeichnet
	Will ein Client eine Verbindung aufbauen
	generiert er einen eigenen Endpunkt aus seiner Rechneradresse und einer noch freien Portnummer
	Mit Hilfe eines ihm bekannten Ports und der Adresse des Servers kann dann eine Verbindung aufgebaut werden
	Für den Aufbau der Verbindung sind drei Pakete erforderlich (3-Wege-Handshake)
	Während der Datenübertragungsphase (active open) sind die Rollen von Client und Server (aus TCP-Sicht) vollkommen symmetrisch. Insbesondere kann jeder der beiden beteiligten Rechner einen Verbindungsabbau einleiten
	die Verbindung kann also halb-offen sein
	Während des Abbaus kann die Gegenseite noch Daten übertragen
	da die Ack- und Fin-Operationen vom Server zum Client als 1 Weg gewertet werden. [Bearbeiten]
	handelt es sich um einen 3-Wege-Handshake
	Obwohl eigentlich 4 Wege genutzt werden
Datenintegrität und Zuverlässigkeit
	Im Gegensatz zum verbindungslosen UDP
	byte-orientierten
	implementiert TCP einen bidirektionalen
	zuverlässigen Datenstrom zwischen zwei Endpunkten
	in verkehrter Reihenfolge ankommen dürfen und sogar doppelt empfangen werden können
	Das darunterliegende Protokoll (meist IP) ist paketorientiert
	wobei Datenpakete verlorengehen können
	TCP prüft die Integrität der Daten mittels einer Prüfsumme und stellt die Reihenfolge durch Sequenznummern sicher
	falls keine Bestätigung innerhalb einer bestimmten Zeitspanne (Timeout) eintrifft
	Der Sender wiederholt das Senden von Paketen
	Die Daten der Pakete werden im Empfänger in einem Puffer zu einem Datenstrom zusammengefügt und doppelte Pakete verworfen
	Anmerkung Der Hinweis auf einen "zuverlässigen
	ob der Empfang von Daten vom Empfänger korrekt quittiert wurde oder nicht
	stabilen Datenstrom" stimmt nur insofern
	als dass der Sender zuverlässig erfährt
	Mehr aber nicht
	Der Datentransfer kann selbstverständlich jederzeit nach dem "Aufbau einer Verbindung" gestört
	verzögert oder ganz unterbrochen werden
	Das Übertragungssystem läuft dann in einen Timeout
	Der vorab getätigte "Verbindungsaufbau" stellt also keinerlei Gewähr für eine nachfolgende sichere Übertragung dar
	in welcher die gewünschten Daten übertragen werden
	Zudem ist die exakte Zeitspanne undefiniert
	Lediglich Timeouts können spezifiziert werden
	abgebrochene oder unvollständige Sendungen werden nicht selbsttätig wieder aufgenommen und vollendet
	Unterbrochene
	Eine harte Echtzeitfähigkeit ist nicht gegeben. [Bearbeiten]
Bestätigungen
	wird bestätigt (Windowing)
	Die jeweilige Länge des Puffers
	bis zu der keine Lücke im Datenstrom existiert
	Dadurch ist die Ausnutzung der Netzwerk-Bandbreite auch bei großen Strecken möglich
	Bei einer Übersee- oder Satellitenverbindung dauert das Eintreffen des ersten Acknowledges (ACK) aus technischen Gründen mehrere 100 ms
	in dieser Zeit können unter Umständen mehrere hundert Pakete gesendet werden
	Der Sender kann den Empfängerpuffer füllen
	bevor die erste Bestätigung eintrifft
	Alle Pakete im Puffer können gemeinsam bestätigt werden
	Bestätigungen werden zusätzlich zu den Daten in den TCP-Header des entgegengesetzen Datenstroms eingefügt (Piggybacking). [Bearbeiten]
Weitere Protokolleigenschaften
	Über ein Dringlichkeitsbit (Urgent) können Daten als vorrangig gekennzeichnet werden
	Dadurch ist beispielsweise die bevorzugte Behandlung von CTRL-C (Abbruch) bei einer Terminalverbindung (TELNET) möglich
	Um Bandbreite zu sparen
	wird auf der TCP Ebene meistens der Nagle-Algorithmus eingesetzt. [Bearbeiten]
Problematik der Datenwiederholung
	ist nicht unproblematisch
	Die Wiederholung von Daten für die noch keine Bestätigung empfangen wurde
	ist Datenverlust einzelner Pakete durchaus normal
	in dem viele Netzwerke mit unterschiedlichen Eigenschaften verbunden werden
	Im Internet
	werden immer mehr Pakete verworfen
	Wird eine Verbindung stark belastet
	die entsprechend wiederholt werden müssen
	Durch die Wiederholung steigt wiederum die Belastung
	ohne geeignete Maßnahmen kommt es zu einem Datenstau. Die Verlustrate wird von einem IP-Netzwerk ständig beobachtet
	Abhängig von der Verlustrate wird die Senderrate durch geeignete Algorithmen beeinflusst: Normalerweise wird eine TCP/IP-Verbindung langsam gestartet (Slow Start) und die Senderate schrittweise erhöht
	bis es zum Datenverlust kommt
	Ein Datenverlust verringert die Senderate
	ohne Verlust wird sie wiederum erhöht
	Insgesamt nähert sich die Datenrate so zunächst dem jeweiligen zur Verfügung stehenden Maximum und bleibt im Wesentlichen dann dort
	Eine Ãœberbelastung wird vermieden. [Bearbeiten]
Geschichte
	Entwickelt wurde TCP von Robert E
	Kahn und Vinton G
	Cerf
	Ihre Forschungsarbeit
	dauerte mehrere Jahre
	die sie im Jahre 1973 begannen
	Die erste Standardisierung von TCP erfolgte deshalb erst im Jahre 1981 als RFC 793. [Bearbeiten]
Weblinks
	RFC 793 - Transmission Control Protocol Congestion Avoidance and Control (http://citeseer.ist.psu.edu/593307.html) - TCP-Meilenstein 1988 TCP Vegas (http://citeseer.ist.psu.edu/367499.html) - TCP Meilenstein 1994 Vorlage:WikiReader Internet en:Transmission Control Protocol eo:TCP fi:TCP fr:Transmission Control Protocol he:TCP ja:Transmission Control Protocol nl:Transmission Control Protocol pl:TCP pt:Protocolo TCP ru:TCP sv:Transmission control protocol zh:传输控制å??è®®

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Transmission Control Protocol aus der freien Enzyklopädie wikipedia und steht unter der GNU Lizenz für freie Dokumentation. In der wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.