Die TCP/IP-Protokollfamilie – TCP und UDP im Detail

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Die Übertragungssicherung bei TCP

Welche Funktionen bietet TCP/IP für die Sicherung einer Übertragung? TCP kann als Basic Data Transfer via Fenstermechanismus (wie bei HDLC) einen kontinuierlichen bidirektionalen Datenstrom austauschen, in dem Daten in Segmente verpackt werden. Die Größe dieser Segmente wird zwischen den TCPs festgelegt. Das TCP hat Sicherungsmechanismen für Daten, die zerstückelt, verloren, dupliziert, außerhalb der Reihenfolge etc. vom Internet Kommunikations-System kommen. Jedes Segment erhält eine Sequenz-Nummer und muss vom Partner-TCP bestätigt werden.

Falls diese Bestätigung nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls kommt, wird das Segment erneut übertragen. Der Empfänger bringt anhand der Sequenznummer die Pakete in die richtige Reihenfolge und entfernt Duplikate. Eine CRC-Überprüfung verhindert fehlerhafte Segmente.

Auch einen Multiplexmechanismus gibt es in TCP. TCP unterstützt mehrere Adressen oder Ports im Host, um die gleichzeitige Kommunikation mehrerer Applikationen zu ermöglichen. Zusammen mit der Netzwerk- und Host-Adresse vom Internet Communication Layer identifizieren sie eindeutig jede Verbindung.

Die Flusskontroll-Mechanismen erfordern die Initiierung und Aufrechterhaltung von Statusinformationen über den Datenfluss. Die Kombination dieser Informationen, einschl. Adressen, Sequenz-Nummer und Fenstergrößen wird „Connection“ genannt. Diese Connection muss bei Initiierung einer Kommunikation aufgebaut und nach Beendigung wieder abgebaut werden. Die Informationen darüber werden im Transmission Control Block festgelegt. Ein Handshake-Mechanismus mit zeitabhängigen Sequenznummern wird benutzt, um fehlerhafte Connection zu vermeiden. Die Verbindung kann duplex betrieben werden.

Die Sicherungsmechanismen und der aufwändige Routing-Mechanismus wirken sich allerdings gleichzeitig auch nachteilig aus. So ist die Leistung des Netzes, also der Durchsatz der reinen Benutzerdaten auf LANs beim Einsatz von TCP/IP erheblich schlechter als wenn speziell für die LAN-Umgebung optimierte Protokolle, z.B. Novell IPX/SPX, verwendet werden würden. Dies muss bei der Netzauslegung berücksichtigt werden.

Als Alternative bietet sich noch das User Datagram Protocol (UDP) an. UDP besitzt ebenfalls einen portorientierten Multiplexalgorithmus, Flusskontrolle und Verbindungsmanagement, baut aber keine logischen Verbindungen zwischen den Kommunikationspartnern auf und führt keine wesentliche Fehlerkontrolle durch. Weder die Ablieferung eines Datagramms als solche, noch die reihentreue Übermittlung oder das Erkennen von Duplikaten werden realisiert. UDP ist sozusagen TCP-light.