TCP/IP-Modell: Die 4 Schichten einfach erklärt

Zu jedem Begriff, Protokoll, Gerät oder Port die passende Schicht im TCP/IP- und im OSI-Modell mit Begründung. Gibst du 443 ein, zeigt es 443/TCP (HTTPS) auf den TCP/IP-Schichten Transportschicht / Anwendungsschicht: Die Portnummer gehört zur Transportschicht, der Dienst zur Anwendungsschicht. Ein Klick auf eine Schicht zeigt Aufgabe, Dateneinheit, Adressierung und Protokolle.

Das TCP/IP-Modell, auch TCP/IP-Referenzmodell, beschreibt in vier Schichten, wie Daten im Internet übertragen werden. Es ist nach seinen wichtigsten Protokollen benannt: TCP (Transmission Control Protocol) auf der Transportschicht und IP (Internet Protocol) auf der Internetschicht. Festgehalten ist es in RFC 1122. Anders als das OSI-Modell entstand es aus der Praxis, die Protokolle gab es zuerst.

Von unten nach oben: 1 Netzzugangsschicht (Link Layer) für Kabel, Funk und MAC-Adressen, 2 Internetschicht (Internet Layer) mit IP und Routing, 3 Transportschicht (Transport Layer) mit TCP und UDP und 4 Anwendungsschicht (Application Layer) mit Protokollen wie HTTP, DNS, SMTP oder SSH.

Vier, so beschreibt es RFC 1122. Manche Lehrbücher, etwa von Tanenbaum oder Kurose, teilen die Netzzugangsschicht in Bitübertragung und Sicherung auf. So entstehen fünf Schichten: Bitübertragung, Sicherung, Vermittlung, Transport und Anwendung. Das ist ein Lehrmodell zwischen OSI und TCP/IP, keine eigene Norm. Gemeint ist dieselbe Technik.

Weil es aus dem ARPANET stammt, das das US-Verteidigungsministerium (Department of Defense, DoD) finanziert hat. Im DoD-Schichtenmodell heißen die Schichten Network Access, Internet, Host-to-Host und Process/Application. Gemeint sind dieselben vier Schichten wie im TCP/IP-Modell.

Das OSI-Modell hat sieben Schichten und dient als Referenz zum Lernen und zur Fehlersuche. Das TCP/IP-Modell hat vier Schichten und beschreibt das Internet, wie es tatsächlich arbeitet. Die OSI-Schichten 5, 6 und 7 bilden zusammen die Anwendungsschicht, die OSI-Schichten 1 und 2 die Netzzugangsschicht.

Netzzugang: Ethernet, WLAN, ARP und PPP. Internet: IP (IPv4, IPv6), ICMP und IPsec. Transport: TCP und UDP. Anwendung: HTTP, HTTPS, DNS, DHCP, SSH, FTP, SMTP, IMAP, POP3 und viele mehr. TLS gehört im TCP/IP-Modell zur Anwendungsschicht, weil es über TCP liegt.

TCP baut mit dem Drei-Wege-Handshake eine Verbindung auf, vergibt Sequenznummern, bestätigt den Empfang und wiederholt Verlorenes. Das ist zuverlässig, aber langsamer, etwa für Webseiten, E-Mail und SSH. UDP schickt Datagramme ohne Verbindung und ohne Bestätigung, schnell und schlank, etwa für DNS, Live-Streaming, Internet-Telefonie (VoIP) und Online-Spiele.

Die wichtigsten: 20/21 FTP, 22 SSH, 23 Telnet, 25 SMTP, 53 DNS, 67/68 DHCP, 80 HTTP, 110 POP3, 123 NTP, 143 IMAP, 161 SNMP, 389 LDAP, 443 HTTPS, 445 SMB, 587 SMTP Submission, 993 IMAPS, 995 POP3S und 3389 RDP. Im Übungsmodus fragt das Port-Quiz Standardports in zehn Fragen ab: Port zum Dienst, Dienst zum Port und TCP oder UDP.

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