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Internet-Protokolle

Inhalt

ARP
FTP
Gopher
HTTP
ICMP
IP
NNTP
POP3
SMTP
Telnet

ARP

Das "Address Resolution Protocol" weist die IP-Adresse einer physikalischen Adresse eines Netzwerk-Interfaces zu.

Der Ursprungsrechner schickt ein ARP Broadcoast an alle Rechner, die physikalisch am selben Netzwerk angeschlossen sind um nach Daten zu suchen. Die Antwort des Broadcoast's enthält die Paarung zwischen physikalischer Adresse und IP-Adresse. Die Antwort muss nicht unbedingt vom lokalen Rechner kommen, sondern kann auch von einem anderen kommen, auf dem sie gespeichert ist.

Sobald die ARP-Antwort den Ursprungsrechner erreicht, beginnt der mit dem Datentransfer - wobei er die IP Pakete nur an das Netzwerk-Interface des Rechners schickt, dessen physische Adresse er erfragt hat. Die anderen Rechner reagieren darauf nicht, also wird keine unnötige Rechenzeit verbraucht. Das ist der Grund, wegen dem das ARP eingeführt wurde.

FTP

FTP steht für File-Transfer-Protocol (Port 21). FTP ist die Standardmethode zur Datenübertragung zwischen zwei entfernten Systemen. Ausgeführt wird das in der Client-/Server-Umgebung und funktioniert so:

Der anfragende Rechner startet einen FTP-Client und stellt eine Anfrage, die an den Host eines anderen Netzwerkes übertragen wird. Damit eine Verbindung zu diesem Host auch funktioniert, muss auf diesem auch ein FTP-Server bzw. ein FTP-Daemon laufen. FTPD ist ein Standard-FTP-Server-Daemon der normalerweise in den meisten Unix-Versionen integriert ist. Dieser Daemon hat die einfache Aufgabe auf Verbindungsanfragen zu reagieren. Wenn diese Verbindung steht, verlangt der FTP-Server den Benutzername, und ein Passwort. Ist ein Benutzer über FTP eingeloggt, kann er Dateien downloaden und/oder auch uploaden, das hängt natürlich ganz von den Sicherheitsmaßnahmen des Servers ab.

Die Aufgaben von FTP sind laut RFC 0765:

  • das gemeinnützige Verbreiten von Dateien (Programme und/oder Daten),
  • die indirekte oder implizite (durch Programme) Benutzung entfernter Rechner zu fördern,
  • dem Benutzer die Mühseligkeit der strukturellen Unterschiede der Dateisysteme zwischen verschiedenen Systemen zu ersparen und
  • Daten zuverlässig und effektiv zu übertragen.

Obwohl FTP auch direkt auf einem Terminal benutzt werden kann ist es hauptsächlich für die Benutzung über Programme entwickelt.

Gopher

Der Gopher-Dienst arbeitet eigentlich größtenteils im Textmodus und eignet sich für Textdokumente, Sound und andere Medien. Daher ist er im Vergleich zu HTTP (Hypertext Transfer Protocol), welches über einen Browser läuft, viel schneller.

Zu der Benutzung von Gopher startet der Benutzer wie üblich einen Gopher-Client (Gopher-Clients sind heute eigentlich für jedes Betriebssystem verfügbar) und kontaktiert einen Gopher-Server. Danach überträgt der Gopher-Server ein Auswahlmenü, das vorgegebene Ziele oder Dateiverzeichnisse und Suchmasken enthalten kann. Der Gopher-Server antwortet nur mit Informationen, welche der Client angefordert hat, und sonst nichts weiter, bis der Benutzer ein Objekt anfordert.

In einem FYI (For Your Interest) der Universität von Minnesota vom März 1993 wird Gopher so beschrieben:

"Das Internet Gopher Protocol ist hauptsächlich als ein hierarchisches Informationssystem entwickelt. Während Dokumente (und Dienste) auf vielen Servern liegen, präsentiert die Gopher-Client-Software dem Benutzer eine Hierarchie von Dokumenten und Verzeichnissen, ähnlich einem Dateisystem. Tatsächlich wurde das Gopher-Interface so entwickelt, das es einem Dateisystem ähnelt, da ein Dateisystem für das Ablegen von Dateien und Diensten hervorragend geeignet ist."

HTTP

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) macht das Internet erst für alle Leute zugänglich. Es funktioniert in mancher Hinsicht eigentlich so wie Gopher, also auf einem Frage/Antwort-Schema. HTTP bietet auch den Vorteil (wie Gopher) das es nur dann Systemressourcen verbraucht, wenn es aktiv ist, also nur dann wenn man eine Anfrage stellt und/oder eine Antwort darauf bekommt. Telnet dagegen verlangt das der Benutzer eingeloggt bleibt und somit Systemressourcen verbraucht.

Über HTTP kann man jegliche Formen von Multimedia anfordern, welche entweder eingebettet sind oder über HTML-basierte Webseiten übermittelt werden können. Dies macht HTTP zu einem sehr effektiven Protokoll, welches extrem einfach ist.

HTTP ist in RFC 1945 so erklärt:

"Ein einfaches und schnelles Protokoll der Anwendungsschicht für hierarchische, kollaborative Hypermedia-Informationssysteme. Es ist ein auswählbares, statusloses, objktorientiertes Protokoll, das für viele Aufgaben wie Name-Server und verteilte Objekt-Management-Systeme durch die Erweiterung seiner Anfragemethoden (Befehle) eingesetzt werden kann. Ein Merkmal von HTTP ist die Wahl der Datendarstellung, was einen Aufbau von Systemen unabhängig von den übertragenen Daten ermöglicht."

Die HTTP-Befehle:

DELETE
Clientseitiger Befehl zum Löschen von Ressourcen auf einem Webserver.
GET
Clientseitiger Befehl zur Anforderung von Ressourcen von einem Webserver.
HEAD
Entspricht dem GET-Befehl mit der Ausnahme, dass der Server bei seiner Antwort die angegebene Ressource nicht mit übertragen muss. Dieser Befehl wird oft benutzt, um z.B. vorhandene Hyperlinks nur zu testen.
OPTIONS
Clientseitiger Befehl zur Übergabe von Informationen über die Kommunikation zwischen Client und Server.
POST
Der POST-Befehl wird benutzt, um Formulardaten direkt an ein serverseitiges Programm zu schicken (im Gegensatz zum GET-Befehl, der Formulardaten serverseitig zunächst in eine Variable speichert, die von einem CGI-Programm ausgelesen werden muss).
PUT
Dieser Befehl positioniert eine beigelegte Ressource an den angegebenen Ort innerhalb des Webservers.
TRACE
Dieser Befehl fungiert als Echo-Befehl, d.h. der Server sendet dem Client bei diesem Befehl genau das zurück, was er von ihm erhalten hat.

ICMP

Das "Internet Control Message Protocol" ist wichtig für die Diagnose von Netzwerkproblemen. Es sammelt z.B. Informationen darüber, ob ein Host heruntergefahren ist, ob ein Gateway betriebsunfähig oder ausgelastet ist oder ob ein anderer Fehler innerhalb des Netzwerks aufgetreten ist.

Ein Beispiel für die Verwendung von ICMP:
Wenn man einen Rechner "anpingt" um z.B. sicherzustellen, dass er momentan am Netz hängt, dann sendet man IP Pakete über ICMP und wartet auf das Echo. Wenn kein Echo am Ursprungsrechner vom Zielrechner zu vermerken ist, wird der Host als "nicht erreichbar" klassifiziert. Wenn es ein Echo gibt, dann sieht man die Zeit, die es gedauert hat bis das Echo eintraf.

IP

Das "Internet Protocol" ist für die Datenübertragung jedes Protokolls der TCP/IP Protokollfamilie verantwortlich. Ein IP Datagramm besteht aus mehreren Teilen. Der erste Teil, der Header besteht u.a. aus der jeweiligen IP-Adresse des Absenders und Empfängers. Der Rest enthält die zu versendenden Daten.

Etwas Besonderes am Internet Protokoll ist, das Datagramme während des Übertragens fragmentiert und wieder zusammengesetzt werden. Auch wenn sie nicht in derselben Reihenfolge ankommen.

Ein IP Datagramm enthält noch weitere Infos wie z.B. die Identität des benutzten Protokolls, eine Header-Prüfsumme und eine Time-to-Live Spezifikation. Diese Spezifikation ist nichts anderes als eine Zahl. Während das Datagramm sich durch das Netz bewegt, wird die Zahl andauernd verkleinert. Wenn die Zahl gleich 0 ist, dann wird das Datagramm verworfen. Viele Paket Typen haben Time-to-Live Einschränkungen.

NNTP

Jeder kennt Usenet, oder hat schon ein Mal davon gehört. NNTP (Network News Transfer Protocol) ermöglicht den Zugang zu diesem Nachrichtendienst und benutzt üblicherweise den TCP-Port 119. Es ist eigentlich so ziemlich gleich wie SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) indem es TCP als Netzwerkprotokoll benutzt und einfache Befehle von einem Prompt akzeptiert.

Der Zweck ist in RFC 977 so beschrieben:

"NNTP spezifiziert ein Protokoll für die Verteilung, die Recherche, die Wiedergewinnung und die Veröffentlichung von Nachrichtenartikeln durch eine zuverlässige Datenstrom-basierte Übertragung von Nachrichten innerhalb der ARPA-Internet-Gemeinde. NNETP ist so aufgebaut, dass Nachrichtenartikel in einer zentralen Datenbank gespeichert werden. Dem Abonnent wird ermöglicht, nur auf die Artikel zuzugreifen, die er lesen möchte. Indexierung, Querverweise und das Löschen von veralteten Artikeln sind ebenfalls vorgesehen."

POP3

Das "Post Office Protocol 3" dient zum Download von E-Mails vom Server. Die folgenden Befehle führt ein E-Mail-Programm, etwa Microsoft Outlook, selbständig aus. In manchen Fällen ist es aber sinnvoller diese Befehle manuell einzugeben.

Stelle eine Verbindung mit dem POP3-Server her. Falls kein besseres Programm zur Verfügung steht, kann auch mit Microsoft Telnet gearbeitet werden. Das POP3-Protokoll läuft auf dem Port 110. Alle Rückmeldungen des Servers beginnen entweder mit "+OK" oder mit "-ERR". "+OK" steht für einen erfolgreichen Befehl, "-ERR" für einen fehlgeschlagenen Befehl.

Die POP3-Befehle:

(Hier ist die Reihenfolge der Befehle einzuhalten!)

user [benutzername]
Legt bei der Anmeldung den angegebenen Benutzer fest.
("user" muss vor "pass" angegeben werden.)
pass [passwort]
Sendet das eingegebene Passwort an den Server.
stat
Zeigt die Anzahl der verfügbaren Nachrichten an. Dahinter folgt die Gesamtgröße der Nachrichten in Bytes.
list [n]
Zeigt die Nummer der Nachricht [n] und die Länge der Nachricht in Bytes an. Wird [n] nicht angegeben, werden alle Nachrichten mit der dazugehörigen Länge angezeigt.
top [n] [z]
Zeigt die ersten [z] Zeilen der Nachricht [n] an.
dele [n]
Löscht die Nachricht mit der Nummer [n].
retr [n]
Ruft die Nachricht [n] ab.
quit
Beendet die Verbindung zum POP3-Server.

SMTP

Das Simple Mail Transport Protocol dient zum Versenden von E-Mail Nachrichten an einen Mailserver. Wie auch beim POP3 Protokoll kann man diese Befehle mit Telnet eingeben. Das SMTP Protokoll läuft auf dem Port 25.

Die SMTP-Befehle:

(Hier ist die Reihenfolge der Befehle einzuhalten!)

helo [computername] oder ehlo [computername]
Meldet den Computer [computername] am Mailserver an.
mail from:[name@absender.com]
Gibt die E-Mail Adresse des Absenders an.
rcpt to:[name@empfänger.com]
Gibt die E-Mail Adresse des Empfängers an.
data
Gibt an, dass jetzt der Nachrichtentext folgt. Hier werden auch die eigentlichen Headerzeilen angeführt. Diese werden durch eine Leerzeile vom Nachrichtentext getrennt.
.
Ein einzelner Punkt in einer Zeile beendet die Eingabe und versendet die Nachricht.
quit
Beendet die Verbindung zum SMTP-Server.

Meldungscodes

Der Mailserver gibt am Beginn jeder Meldung eine Nummer aus, die angibt, um welche Meldung es sich handelt. Die folgende Liste ist nicht vollständig.

220
Normale Meldung, kein Fehler.
221
Bestätigung des Befehls quit (die Verbindung wurde geschlossen).
250
Bestätigung für einen gültigen Befehl.
354
Fordert zum Eingeben der Nachricht auf. Diese Meldung wird nach dem Befehl data übermittelt. Nach dem Code folgt der Text "Enter mail, end with "." on a line by itself".

Telnet

Telnet bietet dem Benutzer nicht nur die Möglichkeit sich in einem entfernten Host einzuloggen, sondern auch noch Befehle auf ihm auszuführen. So kann jemand auf einem weit entfernten Rechner Programme aufrufen oder ausführen, als ob er selbst vor diesem sitzen würde.

Telnet ist im Wesentlichen eine Textbasierte Applikation, welche sehr beliebt durch ihre vielen Funktionen wie z.B. auch das Abrufen von E-Mails geworden ist. Noch dazu belegt Telnet kaum Systemressourcen.

Telnet ist in RFC 854 beschrieben:

"Zweck des Telnet-Protokolls ist es, eine eher generelle, in beide Richtungen gerichtete, 8-bit Byte-Orientierte Kommunikationsmöglichkeit zur Verfügung stellen. Das Hauptziel ist das realisieren einer Standard-Methode, um Endgeräte oder Endgerät-basierende Prozesse miteinander zu verbinden."

Obwohl FTP auch direkt auf einem Terminal benutzt werden kann ist es hauptsächlich für die Benutzung über Programme entwickelt.

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