EMZETT.OSI-Schicht: Transport
Kurz: Die 4. Schicht des OSI-Modells — regelt die Ende-zu-Ende-Übertragung zwischen zwei Geräten, hier sitzen TCP und UDP.
Genauer: Während die darunterliegende Network-Schicht (Schicht 3, IP) nur dafür sorgt, dass Pakete irgendwie ihr Ziel erreichen, kümmert sich die Transportschicht um Dinge wie Reihenfolge, Zuverlässigkeit (TCP) und die Unterscheidung mehrerer gleichzeitiger Verbindungen über Ports.
Im Detail
Zwei grundverschiedene Übertragungsarten
Die Transport-Schicht bietet zwei grundverschiedene Übertragungsarten, je nach Anwendungsbedarf. TCP ist verbindungsorientiert und zuverlässig — es baut vor der Datenübertragung per Three-Way-Handshake eine Verbindung auf, garantiert die richtige Reihenfolge, bestätigt jedes Segment und sendet verlorene Pakete automatisch erneut, was aber zusätzliche Latenz kostet. UDP ist verbindungslos und “best effort” — Pakete werden einfach losgeschickt, ohne Zustellgarantie, Reihenfolgegarantie oder Verbindungsaufbau, dafür mit minimalem Overhead und geringerer Latenz. Die Wahl zwischen beiden hängt vom Anwendungsfall ab: TCP für HTTP/E-Mail/Dateiübertragung (Vollständigkeit zählt mehr als Tempo), UDP für VoIP/Video-Streaming/Online-Gaming/DNS-Anfragen (Aktualität zählt mehr als ein einzelnes verlorenes Paket, und der Verbindungsaufbau-Overhead lohnt sich bei kurzen Anfragen nicht).
Ports: Vom Gerät zur Anwendung
Ports sind das zweite zentrale Konzept dieser Schicht: Eine IP-Adresse identifiziert nur das GERÄT im Netzwerk, der Port identifiziert zusätzlich die konkrete ANWENDUNG auf diesem Gerät — die Kombination aus IP-Adresse, Port und Protokoll (TCP oder UDP) bildet einen sogenannten Socket, der eine einzelne Verbindung eindeutig identifiziert. Ports im Bereich 0–1023 sind als “Well-Known Ports” für Standarddienste reserviert (80 für HTTP, 443 für HTTPS, 22 für SSH), Ports ab 49152 werden typischerweise dynamisch als “Ephemeral Ports” für den Client einer Verbindung vergeben.
Segmentierung und Multiplexing
Diese Schicht erlaubt außerdem Multiplexing mehrerer gleichzeitiger Verbindungen über eine einzige physische Netzwerkschnittstelle: Ein Rechner kann gleichzeitig einen Webbrowser (Port 443), einen E-Mail-Client (Port 993) und eine SSH-Sitzung (Port 22) betreiben, obwohl alle Daten über dieselbe IP-Adresse laufen — das Betriebssystem sortiert eingehende Pakete anhand des Zielports der richtigen Anwendung zu. Fehler auf dieser Schicht äußern sich typischerweise als “Connection Refused” (kein Dienst lauscht auf dem angefragten Port) oder Timeout (eine Firewall blockiert den Port stillschweigend, ohne eine Fehlermeldung zurückzugeben).