Das Transmission Control Protocol (TCP) ist ein Standard, der den Datenaustausch zwischen zwei Netzwerkkomponenten definiert. TCP ist eng mit dem Internet-Protokoll (IP) verknüpft und somit einer der zentralen Instanzen, die die Kommunikation über das Internet ermöglichen. Die Bedeutung von TCP liegt in seiner Fähigkeit, eine zuverlässige und geordnete Übertragung von Daten zwischen verschiedenen Geräten in einem Netzwerk sicherzustellen.
Die Entwicklung von TCP
Das Transmission Control Protocol wurde in den 1970er Jahren im Rahmen des ARPANET-Projekts entwickelt. Dabei handelt es sich um ein vom US-Verteidigungsministerium finanziertes Netzwerk, welches als Vorläufer des heutigen Internets gilt. Um in diesem Netzwerk einen zuverlässigen Datenaustausch zu ermöglichen, schlugen die Informatiker Robert E. Kahn und Vinton G. Cerf das Netzwerkprotokoll TCP vor. Die erste Version wurde 1973 vorgestellt. Die Standardisierung des Protokolls erfolgte jedoch erst im Jahr 1981 als RFC 793. Seither wird das Netzwerkprotokoll stetig weiterentwickelt und optimiert.
Die Funktionsweise von TCP
Innerhalb des OSI-Modells deckt das Transmission Control Protocol Funktionen auf der Transport- und Sitzungsschicht ab. Das Netzwerkprotokoll stellt eine verbindungsorientierte Kommunikation zwischen zwei Netzwerkteilnehmern her. Das bedeutet, dass vor dem eigentlichen Datenaustausch zunächst eine Verbindung zwischen Sender und Empfänger mittels eines Handshakes ausgehandelt wird.
Sobald die Verbindung hergestellt ist, gewährleistet TCP eine zuverlässige Datenübertragung. Dafür zerlegt es die einzelnen Daten in kleinere Pakete und sortiert sie in eine sinnvolle Reihenfolge. Nach der Übertragung an den Empfänger bestätigt dieser den Erhalt und fordert bei Bedarf beschädigte oder fehlende Pakete erneut an. Durch diese Methode stellt das Transmission Control Protocol eine fehlerfreie Datenübertragung sicher.
Mithilfe von Ports regelt das Protokoll den Versand der Daten an bestimmte Anwendungen. Hinter einer IP-Adresse können sich verschiedene Dienste verbergen. Jedem Dienst ist dabei ein bestimmter Port zugeordnet. Dies ermöglicht es, mehrere Anwendungen auf einem Gerät laufen zu lassen und den Datenfluss den einzelnen Diensten eindeutig zuzuordnen.
Ein Port besteht aus einer 16-Bit-Zahl im Bereich von 0 bis 65.535. Dabei sind die Ports bis 1.023 meist für standardisierte Anwendungen reserviert. Diese sind zum Beispiel
- Ports 20 und 21: FTP,
- Port 22: SSH oder
- Port 80: HTTP.
Ports werden sowohl auf dem Client- als auch auf dem Servergerät eingesetzt. Wenn eine Client-Anwendung eine Verbindung zu einem Server herstellt, gibt sie den Zielport an, an dem der Serverdienst läuft. Der Server horcht auf diesem Port und wartet auf eingehende Verbindungen. Sobald eine Verbindung hergestellt ist, können Daten über diesen Port zwischen dem Client und dem Server ausgetauscht werden.
Aufgaben von TCP
Das Netzwerkprotokoll erfüllt aufgrund seiner Funktionen vielfältige Aufgaben, die für den reibungslosen Datenaustausch im Internet essenziell sind.
Zu diesen Aufgaben gehören
- der Verbindungsaufbau und -abbau zwischen zwei Kommunikationspartnern,
- das Zerlegen und Zusammenfügen der Dateien,
- die anwendungsorientierte Zustellung von Daten mittels Ports,
- die Steuerung des Datenflusses und die Vermeidung von Netzwerküberlastung und
- die Kontrolle und Fehlerkorrektur der ankommenden Datenpakete.
Die Bedeutung von TCP
Das Transmission Control Protocol bildet zusammen mit anderen Netzwerkprotokollen die Grundlage für die moderne Kommunikation über das Internet. TCP standardisiert die Art und Weise der Datenübertragung innerhalb des World Wide Web, sodass eine Kommunikation unabhängig von Standort oder den verfügbaren Hard- und Software-Ressourcen möglich ist.
TCP ist sehr flexibel und skalierbar, sodass es problemlos mit zusätzlichen Protokollen wie HTTP (Hypertext Transfer Protocol), IP (Internet Protocol), FTP (File Transfer Protocol) oder SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) kombiniert werden kann.
Da TCP nicht proprietär ist, also keiner Person oder Organisation gehört, kann es von jedem Internetnutzer kostenfrei verwendet werden.
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