Institut für Kommunikationsnetze und Rechnersysteme - Universität ...

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Client
TCP/IP-Pakete
Server
SYN
SYN + ACK
IP-Adresse 129.69.170.156
Port-Nr.: 1234
ACK
IP-Adresse 212.227.118.82
Port-Nr.: 80
Bild 2.4: Beispiel eines TCP-Verbindungsaufbaus
Während das Internet-Protokoll nur einen verbindungslosen Datagrammdienst anbietet, arbeitet
TCP verbindungsorientiert. Das bedeutet, dass ein Verbindungsauf- und -abbau mit Hilfe
von Steuerpaketen – gekennzeichnet durch Kombinationen der Steuerbits SYN, FIN und ACK
im Kopf der TCP-PDU (protocol data unit) – erfolgt. Die Kommunikationsendpunkte sind
dabei neben den Feldern für IP-Sender- und Empfängeradresse sowie Transportprotokoll durch
16-bit-Portnummern auf Sender- und Empfängerseite festgelegt. Über die Portnummern wird
gleichzeitig der Zugang zu einem bestimmten Dienst, der auf TCP aufsetzt, ermöglicht. Dazu
werden hauptsächlich vordefinierte Portnummern (well-known ports) für die verschiedenen
Dienste verwendet. Es können aber auch freie Portnummern für proprietäre Dienste eingesetzt
werden.
Der Verbindungsaufbau erfolgt in drei Schritten (three-way handshake), was am Beispiel einer
Client-Server-Beziehung wie im Fall von HTTP gezeigt werden soll (Bild 2.4). Zunächst gibt
der Client in einem Verbindungsaufbaupaket (mit SYN = 1 und ACK = 0) die spezielle Portnummer
für diesen Dienst (z. B. 80 für HTTP) als Empfängerportnummer im TCP-PDU-Kopf
sowie die IP-Adresse des Servers im IP-Paketkopf an. Als Senderportnummer kann prinzipiell
eine beliebige beim Client noch freie Portnummer gewählt werden; diese dient lediglich der
Identifikation der TCP-Verbindung. Trifft das Paket beim Server ein, wird anhand der im Verbindungsaufbaupaket
angegebenen Empfängerportnummer überprüft, ob der angesprochene
Dienst unterstützt wird. In diesem Fall wird das Paket an den für diesen Dienst zuständigen
Prozess weitergeleitet, der ggf. den Verbindungswunsch akzeptiert und das Senden eines
Bestätigungspakets (mit SYN = 1 und ACK = 1) auslöst. Nachdem der Client wiederum eine
Gegenbestätigung (mit SYN = 0 und ACK = 1) gesendet hat, gilt die Verbindung als aufgebaut
und es kann eine Datenübertragung stattfinden. Der Verbindungsaufbau wird ebenso wie der
Abbau durch einen endlichen Automaten auf beiden Seiten der Verbindung und mit Hilfe von
Zeitüberwachungsmechanismen gesteuert.
Ist eine Verbindung aufgebaut, kann darüber bidirektional kommuniziert werden, indem an
beiden Endpunkten ein Datenstrom (stream) in Segmente aufgeteilt wird, die jeweils in einem
TCP/IP-Paket gesendet werden. Auf der Empfängerseite werden die Segmente wieder zu