IP Internet Protocol

Was ist das Internet Protocol (IP)

Dies ist das am häufigsten genutzt Protokoll und bildet gleichzeitig die Grundlage des Internets. Das gewährleistet weder die Reihenfolge der Daten noch einen gleichen Weg zum Empfänger. Auch eine Integration einer Prüfsumme oder einer Flusskontrolle ist nicht geschehen. Diese Aspekte werden in anderen Schichten abgehandelt. So können mit Hilfe einer IP-Adresse und einer Subnetzmaske Computer innerhalb eines Netzwerkes in Gruppen, sogenannte Subnetze, eingeteilt werden. Dies ermöglicht eine Ansprache eines PC in einem größeren Netzwerk, um ihm beispielsweise Datenpakete zu senden. Einzelne Netzwerkprotokolle sind Teil einer Protokollfamilie. Die Bekannteste dieser Familien sind die TCP/IP-Protokolle, das IDP-Protokoll von Xerox aus der XNS-Familie, das von der Open Systems Interconnection (OSI) standardisierte Protokoll ISO-IP und das IPX-Protokoll von Novell.

Wesentliche Vorteile des Internet Protocols sind jedoch, dass im gesamten Netzwerk einheitliche Adressen angesprochen werden können und dass es vereinheitlichte High-Level-Protokolle für diverse Dienste gibt. Darüber hinaus besteht eine hohe Unabhängigkeit von der Hardwareschnittstelle.

Welche Aufgaben hat das Internet Protocol?

Die wesentliche Aufgabe des Internet Protocols ist es, eine Nachricht über mehrere Netze zum Empfänger zu versenden. Die Versendung geschieht in der Vermittlungsschicht, welche paketorientiert und verbindungslos arbeitet. Die maximale Länge von IP-Datenpaketen beträgt 65.535 Bytes. FDa einige Netze zu kurze Datenpakete nicht verarbeiten können, wurde eine Mindestlänge von 576 Bytes festgelegt. Manchmal werden Datenpakete in kleinere Einheiten aufgespalten. Dies nennt man Fragmentieren. Den Zusammenbau dieser Fragmente nennt man dann Reassemblieren. So kann eine Sendung an die Netzleistung angepasst werden. Das Internet Protocol steht in Kontakt zur Vermittlungsschicht. Diese ist für das IP-Routing durch ein Netzwerk verantwortlich. So können einzelne Computer mit Hilfe der IP-Adresse identifiziert werden.

Was ist das IPv6?

Hinter IPv6 verbirgt sich die sechste Version des Internet Protocols. Sie ist die aktuelle Version und ist Nachfolger des IPv4. Diese Version wurde aktualisiert, weil es zunehmend zu Adressknappheit kam. In der vierten Version standen nur vier Milliarden IP-Adressen zur Verfügung, deren Volumen kurz vor dem Verbrauch stand. Dies lag daran, dass immer mehr Menschen das Internet nutzen. Somit reichten die IPv4-Adressen nicht mehr aus. Ein Wechsel von IPv4 zu IPv6 ist in der Regel problemlos möglich. In vielen der Windows-Betriebssysteme ist IPv6 bereits enthalten. Lediglich bei Windows XP muss es gesondert aktiviert werden. Bei Hubs, Switches etc. ist es irrelevant, welche Version des Internet Protocols genutzt wird. Lediglich bei Routern, hier besonders in der Privatnutzung, kann es zu Problemen kommen, da sie mit IPv6 noch nicht im Handel erhältlich sind. Hierfür müssen zunächst die Internetanbieter mit IPv6 verbunden werden. Dies ist jedoch bisher noch nicht geschehen.

Was steckt hinter Sende- und Empfangsprimitiv?

Grundsätzlich gibt es mehrere Möglichkeiten von Übertragungsqualitätsparametern.

Mit Hilfe des Sendeprimitivs werden Datagramme auf das Datennetz übermittelt. Es kommen hierfür folgende Parameter zur Anwendung:

  • Quelladresse (Source IP-Address)
  • Zieladresse (Destination IP-Address)
  • Protokoll (Protocol)
  • Servicetyp-Indikator (Type of Service)
  • Identifikatior (Identificator)
  • Don’t fragment Identifikator (Don’t fragment Flag)
  • Lebenszeit (Time of Live)
  • Datenlänge (Total Length)
  • Optionen (Options)
  • Daten (Data)

Das Empfangsprimitiv hingegen dient dem Empfang von Datagrammen und wendet hierfür folgende Parameter an:

Wie läuft der Datenfluss im Internet Protocol ab?

Die Ausgangssituation ist, dass PC A eine Nachricht an PC B senden möchte. Dies geschieht über einen Router, der beide Netzwerke miteinander verbindet. Nun kommt das Sendeprimitiv zur Anwendung. Das Transmission Control Protocol (TCP) nutzt dieses, um dem Internet Protocol mitzuteilen, dass eine Nachricht versendet werden soll. Ziel dieser Nachricht ist das Transmission Control Protocol (TCP) des empfangenden PCs. Die Nachricht, das Datagramm, wird nun mittels der IP-Protokolle von PC A und PC B über den Router und das Empfangsprimitiv an die Zielstation geleitet.

Wie leistungsfähig ist das Internet Protocol?

Trotz zahlreicher Übermittlungspfade gibt es keine Garantie, dass ein Datenpaket komplett übertragen worden ist. Der Grund dafür liegt in den oberen Protokollschichten. IPv6 (Internet Protocol Version 6) analysiert die maximale Übertragungseinheitsgröße einer lokalen Verbindung und den hierfür geplanten Weg. Die IPv4-Zwischennetzwerkanschlussschicht kann Datenpakete automatisch in kleinere Stücke aufteilen. Beispiel hierfür ist das bereits genannte Transmission Control Protocol (TCP). Es richtet sich nach der maximal erlaubten Übertragungsgröße. Sie wird als Maximum Transmission Unit (MTU) bezeichnet. Um diese bestimmte Größe nicht zu überschreiten, zerlegt das Transmission Control Protocol (TCP) seine Segmente in kleine Teile. Diese Funktion haben das Benutzerdatenpaket-Protokoll (UDP) und das Internetkontrollnachrichtenprotokoll (ICMP) jedoch nicht. Für sie ist die Maximum Transmission Unit (MTU) nicht relevant. Somit versenden sie größere Segmente. Dennoch müssen diese in kleinere Einheiten geteilt werden. Dies übernimmt das Internet Protocol (IP) nun selbst, was sich zum Nachteil für die Leistungsfähigkeit auswirkt