5. TCP (Transmission Control Protocol)

Wie wir gesehen haben, kann auf Ebene des IP eine Menge mit den Datenpaketen passieren (emphunzuverlässig, verbindungslos). Damit man eine sinnvolle und funktionierende Datenübertragung aufbauen kann, kommt auf der Ebene 4 des ISO/OSI-Referenzmodells das TCP zum Einsatz. Auf dieser Schicht wird nicht mehr von Paketen, sondern von Segmenten geredet. Ein IP-Paket kann einem TCP-Segment entsprechen, dies muß aber nicht sein (mögliche Fragmentierung durch das IP).

Das TCP stellt eine bidirektionale, gesicherte Verbindung mit den folgenden Ausprägungen her:

Fehlerkontrolle:

Um eine verlustfreie Übertragung zu erreichen, wird der Empfang aller Pakete quittiert (Acknowledgement).

Zeitüberwachung:

Wird der Datenempfang nicht innerhalb einer bestimmten Zeit quittiert, so wird ein Übertragungsfehler vermutet und die Datenpakete werden automatisch nocheinmal gesendet.

Flußkontrolle:

Durch Pufferbereiche kann zwischen verschieden schnellen Systemen vermittelt werden, ohne daß es zu Datenverlust kommt. Dazu werden alle Datenpakete fortlaufend mit Sequenznummern numeriert. Über einen Fenstermechanismus (Windowing) in Kombination mit den Acknowledgement-Meldungen wird dafür gesorgt, daß nicht mehr Daten verschickt werden, als der Empfänger verarbeiten kann.

Multiplexing:

Ein Rechner kann mehrere TCP-Verbindungen gleichzeitig bearbeiten. Dafür werden verschiedene Ports definiert.

1. Multiplexing

Damit ein Rechner gleichzeitig mehrere Verbindungen (Multiplexing) bearbeiten kann, müssen diese unterschieden werden. Dazu bedient sich das TCP der sogenannten Ports. Jeder Anwendung, die das TCP benutzen will, wird ein Port zugeordnet. Es gibt 65536 verschiedene Ports, sie sind fortlaufend numeriert. An dieser Stelle kommen folgende Definitionen ins Spiel:

• Ein Paar aus IP-Adresse und Port wird Socket genannt.

• Eine Verbindung zwischen zwei Rechnern ist wiederum eindeutig durch zwei Sockets definiert.

Ein Port wird meißt hinter einem Doppelpunkt an die IP-Adresse (oder den DNS-Namen) gehängt: 192.168.0.101:80 oder poldi:80.

Ein Beispiel: poldi (Adresse 192.168.0.101) läßt einen Webserver auf Port 80 laufen. Sowohl mitch (192.168.0.104) als auch andi (192.168.0.102) wollen jetzt mit einem Browser über ihre lokalen Ports 80 Daten vom Webserver abrufen.

In diesem Beispiel kommen die folgenden drei Sockets vor:

Rechner	Adresse	Port
poldi	192.168.0.101	80
andi	192.168.0.102	80
mitch	192.168.0.104	80

Nun könnte man meinen, daß sich poldi verheddert, da ja beide Rechner auf denselben Socket zugreifen. Hier kommt das Multiplexing ins Spiel: Es wird zwar auf denselben Socket zugegriffen, aber da eine Verbindung durch zwei Sockets definiert wird, kann poldi die beiden folgenden Verbindungen getrennt voneinander bearbeiten:

Rechner	Adresse	Port	Rechner	Adresse	Port
poldi	192.168.0.101	80	andi	192.168.0.102	80
poldi	192.168.0.101	80	mitch	192.168.0.104	80

Das ist aber noch nicht alles. mitch könnte in diesem Fall nur eine einzige Verbindung zu poldi aufbauen. Daher benutzt der Client (mitch) nicht den Standardport 80, um die Verbindungen zu einem Server aufzubauen. Vielmehr benutzt er dynamische Portnummern, die für jede Verbindung neu aufgebaut werden. So können beispielsweise im WWW gleichzeitig mehrere Bilder von einem Server geladen werden, indem die Verbindungen parallel bestehen.

Es seien folgende Sockets im Spiel, während mitch gleichzeitig eine HTML-Seite und zwei darin enthaltene Grafiken von poldi herunterlädt:

Rechner	Adresse	Port
poldi	192.168.0.101	80
mitch	192.168.0.104	1111
mitch	192.168.0.104	1112
mitch	192.168.0.104	1113

Jetzt hat mitch also diese drei Verbindungen zu poldi geöffnet:

Rechner	Adresse	Port	Rechner	Adresse	Port
poldi	192.168.0.101	80	mitch	192.168.0.104	1111
poldi	192.168.0.101	80	mitch	192.168.0.104	1112
poldi	192.168.0.101	80	mitch	192.168.0.104	1113

Durch diese Verfahrensweise ist es einem Server möglich, durch einen definierten Port (also eine eindeutige, immer gleiche Adreßangabe) gleichzeitig mit mehreren Clients in Verbindung zu stehen (und das auch noch mit mehreren Verbindungen pro Client).

2. geläufige Ports

Hier eine Auflistung der wichtigsten Standard-Portnummern. Die Portnummern sind in der RFC 1700 aufgelistet.

Auf den meisten Systemen sind die Ports über 1024 für jede Anwendung offen, während die Ports 1-1024 nur Systemprozessen (oder Anwendungen, die über entsprechende Privilegien verfügen) zur Verfügung stehen.

Dienst	Port	Erklärung
ftp-data	20	File Transfer [Default Data]
ftp	21	File Transfer [Control]
telnet	23	Telnet
smtp	25	Simple Mail Transfer
domain	53	Domain Name Server
finger	79	Finger
www-http	80	World Wide Web HTTP
pop3	110	Post Office Protocol - Version 3
uucp-path	117	UUCP Path Service
nntp	119	Network News Transfer Protocol
ntp	123	Network Time Protocol
netbios-ns	137	NETBIOS Name Service
netbios-dgm	138	NETBIOS Datagram Service
netbios-ssn	139	NETBIOS Session Service
imap2	143	Interim Mail Access Protocol v2
xdmcp	177	X Display Manager Control Protocol
irc	194	Internet Relay Chat Protocol
ipx	213	IPX
imap3	220	Interactive Mail Access Protocol v3
uucp	540	uucpd
uucp-rlogin	541	uucp-rlogin Stuart Lynne
doom	666	doom Id Software
lotusnote	1352	Lotus Note
ingreslock	1524	ingres
orasrv	1525	oracle
ccmail	3264	cc:mail/lotus
aol	5190	America-Online
x11	6000-6063	X Window System