| TCP/IP Special (Teil 1 von 4) |

TCP/IP Special

Egal, ob man nur zwei Rechner verbinden möchte, oder mit Millionen von Computern im weltweiten Internet kommunizieren will, überall stößt man auf das TCP/IP Protokoll. Für uns ein Grund, darüber eine mehrteilige Serie zu verfassen. Im ersten Teil erfährt der Leser die Grundlagen, in den weiteren Teilen werden wir auf die Amiga-spezifischen Implementierungen sowie die wichtigsten TCP/IP Applikationen für den Amiga eingehen.

Zuerst etwas Historisches:

Im Jahr 1969 startete die DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) ein Projekt zur Entwicklung eines Netzwerks, welches Computer an den kalifornischen Universität von Utah, dem Standford Research Institute, Santa Barbara und in Los Angeles verbinden sollte. Diese Computer sollten an vier sogenannte IMPs (Inter Message Processors), kleine Vorrechner, die die Kommunikation abwickeln, angeschloßen werden. Hierbei sollte besonders auf folgende Punkte wert gelegt werden:

Das Datennetz soll auf der aktuelle Telefontechnik basieren (2.400 bit/s), jedoch alle Merkmale eines modernen Datennetzes erfüllen (hohe Zuverlässigkeit, geringe Kosten u.s.w.)

Es mußten Protokolle entwickelt werden, die alle an den IMPs angeschlossenen Computer trotz verschiedenster Betriebsysteme Zugriff auf die gemeinsamen Datenressourcen ermöglichen.

Als erste Host zu Host Protokolle in diesem neuen Netzwerk wurde ein virtuelles Terminal-Protokoll (ähnlich dem Telnet) und ein File-Transfer-Protokoll (ähnlich dem heutigen FTP) entwickelt.

Dieses Netzwerk, genannt ARPANET, wurde 1972 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt und damit die Möglichkeit der Realisierung eines paketvermittelnden Weitverkehrnetzes demonstriert. Zu diesem Zeitpunkt bestand das Netz aus 20 Paketvermittlungsknoten und 50 Hosts.

Da das damals verwendete Protokoll (NCP) noch einige Probleme bereitete (z.B. war keine gesicherte Verbindung über fehlerbehafteten Übertragungsstrecken möglich), begannen Bob Kahn und Vincent Cerf mit der Entwicklung der Kahn-Cerf-Protokolle. Diese später in TCP/IP umbenannten Netzwerkprotokolle sollten den Grundstein für das Internet legen. Als Vermittlungsrechner wurden dabei die PDP-11 Systeme der Firma Digital eingesetzt.

1975 wurde die gesamte Verwaltung dieses Netzwerks der DCA (Defense Communications Agency) übergeben, da diese Organisation über weitaus höhere Geldmittel für die Errichtung eines USA-weiten Netzwerkes verfügt.

Am 1.1.1983 ersetzte das TCP/IP Protokoll entgültig das alte NCP-Protokoll und das Arpanet wurde in 2 Teile geteilt: Das eigendliche Arpanet sollte weiteren Forschungen dienen, der andere Teil, MILNET getauft, sollte alle militärischen Aktivitäten zusammenfassen.

1990 schließlich wurde das ursprüngliche Forschungsprojekt eingestellt, doch das mittlerweile unter dem Namen Internet bekannt gewordene Computer-Netzwerk weigerte sich beharrlich, wieder in irgendwlechen theoretischen Abhandlungen zu verschwinden. Heute ist das Internet größer denn je und umfaßt weltweit viele einzelne kleinere Netzwerke.

Ein Zeichen des Erfolgs dieses Netzwerks ist die Verwirrung, die den Begriff Internet umgibt: Ursprünglich war er nur der Name des Netzwerks, das auf dem IP (Internet Protocol) beruhte. Mittlerweile bezeichnet er aber die Allgemeinheit der Netzwerke überhaupt.

Die Fähigkeiten von TCP/IP:

Ursprünglich war TCP/IP nur dazu vorgesehen, ein Protokoll für die Datenübertragung auf "längeren" (angefangen bei Verbindungen zwischen verschiedenen Gebäuden) Wegen zu bieten, mit dem Bekannterwerden seiner Fähigkeiten wurde TCP/IP aber von immer mehr Firmen in der UNIX-Welt auch für LANs (Local Area Networks), also für Verbindungen innerhalb von Gebäuden, eingesetzt.

Mitgrund dafür sind die ganzen Features, die das TCP/IP Protokoll zu bieten hat. Ein Hauptgrund für die Popularität ist sicher der, daß das Netz zur richtigen Zeit das Richtige ermöglichte: weltweite Kommunikation. Zusätzlich bietet das Protokoll aber neben freier Verfügbarkeit auch weite Verbreitung auf verschiedensten Plattformen, dadurch ist es ideal zur Vernetzung der verschiedensten Rechner geeignet. Außerdem ist TCP/IP ein reines Software-Protokoll, damit ist es von der darunterliegenden Hardware völlig unabhängig. TCP/IP wird zum Beispiel sowohl über Verbindungen über ein Ethernet-LAN als auch über Modemverbidungen zu einem Internet-Provider verwendet. Ein weiter großer Pluspunkt ist die hohe Erweiterungsmöglichkeit. So wurde z.B. WWW, heute einer der wichtigsten Dienste im Internet, erst in den 90er Jahren entwickelt. Zur Zeit der Entstehung von TCP/IP war aufgrund der bescheidenen Datenraten mit solchen Entwicklungen in keinster Weise zu rechnen.

Das Innenleben eines Netzwerksprotokolls:

Das TCP/IP Protokoll kann, so wie andere Netzwerkprotokolle auch, in verschiedene Schichten zerlegt werden. Jede Schicht darf aus technischer Sicht (mit kleinen Ausnahmen) nur mit der Schicht über oder unter ihr kommunizieren. Logisch gesehen kommunizieren nur die gleichen Schichten auf verschiedenen Rechnern miteinander.

Um diesen etwas komplizierten Sachverhalt leichter zu verstehen, kann man sich folgenden Situation vorstellen:

Ein französicher Firmenchef will einem spanischen Firmenchef ein Fax senden. Leider spricht der Franzose kein Spanisch und (erraten) der Spanier kein Französisch. Beide haben aber (zum Glück :-) einen Dolmetscher, der neben seiner Muttersprache auch Englisch spricht.

Der Franzose diktiert also seinem Übersetzer das Schreiben in Französich, der Dolmetscher übersetzt es ins Englische und schickt den Brief mittels Fax nach Spanien. Der spanische Übersetzer nimmt das Schreiben aus dem Fax, übersetzt es ins Spanische und gibt es an seinem Chef weiter.

Auch hier kann jede Schicht technisch nur mit ihrer Nachbarschicht kommunizieren (Chef <-> Dolmetscher, Dolmetscher <-> Fax ...). Logisch kommunizieren aber die Chefs miteinander, ebenso wie die Dolmetscher miteinander die Nachricht austauschen.

Aber nun zurück zu unserem TCP/IP Protokoll.

Die unterste Schicht (eigendlich gar kein Teil von TCP/IP) bildet die Hardware auf die ein kleiner hardwareabhängiger Teil aufsetzt. Am Amiga ist das fast immer ein Device in devs:networks (z.B. das A2065.device für die Ethernetkarte oder das ppp.device bzw. das slip.device für eine Verbindung über die serielle Schnittstelle).

Auf diese Schicht setzt die Netzwerk- oder Vermittlungsschicht auf. Die Aufgaben dieser Schichten sind im wesentlichen die Wegfindung (Routing), die Adressierung der einzelnen Geräte, die Anpassung an verschiedene physikalische Bedingungen (z.B. die Paketlänge), sowie die Fehlererkennung. Mehrere einzelne Subnetze können zu einem logischen Netzwerk zusammengekoppelt werden. Dadurch ist der Aufbau von logisch strukturierten Netzen möglich. Dieser Bereich wird am Amiga vom eigentlichen TCP/IP Stack abgedeckt, ebenso wie die nächste Ebene, die Transportschicht.

Diese Schichte stellt eine transparente Datenverbindung zwischen zwei Endsystemen zur Verfügung. Daher ist sie für den Auf- und Abbau der Datenverbindung, sowie für den eigentlichen Datentransfer zuständig. Im TCP/IP Protokoll werden zwei Mechanismen zur Datenübertragung unterschieden: Zum einen die Übertragung mittels TCP (verbindungsorientiert) oder mittels UDP (verbindungslos). Bei einer TCP Verbindung wird sichergestellt, das alle gesendeten Packete auch wirklich beim Empfänger einlangen, zusätzlich wird auch noch die Reihenfolge der Pakete überprüft. Bei der UDP Verbindung werden die Daten einfach in Richtung Empfänger losgeschickt, ob und in welcher Reihenfolge sie dort ankommen, muß von der nächst höheren Schicht überprüft werden.

Die letzte Schicht, die eigentlich gar kein Teil vom TCP/IP mehr ist, ist die Applikation Schicht. Hier laufen alle Programme, die im allgemeinen als TCP/IP Programme bekannt sind, wie zum Beispiel FTP, Telnet, WWW, mail, news u.v.a. Einige dieser Programme sind normalerweise Bestandteil des TCP/IP Stacks, andere müssen extra dazugekauft werden.

Um im weltweiten Internet, mit seinen Millionen von Computer, einen Rechner eindeutig adressieren zu können, muß jeder Rechner mindestens eine eigene Nummer bekommen. Diese sogenannte IP Adresse besteht derzeit aus 4x8 Bit. Um diese Zahl etwas übersichtlicher zu gestalten, wird sie normalerweise in dezimaler Schreibweise mit einem Punkt nach jedem Byte dargestellt, also in der Form aaa.bbb.ccc.ddd

In unserer nächsten Ausgabe werden wir uns intensiv mit den IP Adressen beschäftigen. Wir möchten uns den genauen Aufbau und ihre Einteilung genauer ansehen und auch eine Möglichkeit kennenlernen, diese schwer merkbaren Zahlenkombinationen durch einen Namen zu ersetzen.

Dieter Sabathi Oliver Gerler ...........

....