Die Internetprotokollfamilie ist eine Familie von rund 500 Netzwerkprotokollen, die die Basis und die Standards für die Netzkommunikation im Internet bilden. Häufig wird auch die Bezeichnung TCP/IP-Protokollfamilie verwendet.
Ursprünglich als DOD Internet Architecture Model bezeichnet, hat die Internetprotokollfamilie ihre Wurzeln in Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die Ende der 1960er Jahre von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) gefördert wurden. Das DoD Internet Architecture Model weicht in zwei Bereichen vom etwa zeitgleich entwickelten OSI-Modell ab. Zum einen hatte die DARPA weniger homogene als vielmehr sehr verschiedene Netzwerkschnittstellen und daher Bedarf, den Network Layer etwas anders zu definieren und über ihm einen Internetwork Layer einzufügen. Zum anderen hatte die DARPA weder Software noch Bedarf für eine Unterscheidung zwischen Session Layer und Presentation Layer, sodass sie für Session und Presentation zusammen einen Utility Layer definierte.
Nachdem DARPA 1969 das wegweisende ARPANET ins Leben gerufen hatte, gründete Steve Crocker eine „Networking Working Group“, die ein Host-zu-Host-Protokoll entwickelte – das Network Control Program (NCP).
Ende der 1960er Jahre begann die Entwicklung mit einer Studie der DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), die dem Verteidigungsministerium der Vereinigten Staaten (DoD) untersteht, zur Entwicklung von Protokollen zur Datenkommunikation. Dabei entstand das DoD-Schichtenmodell, in dem die Aufgaben in vier Schichten unterteilt wurden. Dieses Modell ist Grundlage der Internetprotokollfamilie.
Kommunikation wird in Rechnernetzen durch Netzwerkprotokolle umgesetzt und in der Praxis in funktionale Schichten (layer) unterteilt. Für das Internet und die Internetprotokollfamilie ist dabei die Gliederung nach dem sogenannten TCP/IP-Referenzmodell, welches 4 aufeinander aufbauende Schichten beschreibt, maßgebend. Dieses ist auf die Internet-Protokolle zugeschnitten, die den Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netze hinaus ermöglichen (dies sind vor allem TCP und IP). Hier werden weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertragungstechnik definiert. Vielmehr sind die Internet-Protokolle dafür zuständig, Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Hops) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzteilnehmern über mehrere Hops herzustellen.
Um Probleme der Netzkommunikation im Allgemeinen zu betrachten, greift man auf das detailliertere ISO/OSI-Referenzmodell zurück. Es ist jedoch zu beachten, dass sich die Benennung der einzelnen Schichten in den Modellen unterscheidet, und nachfolgende Zuordnungen zwischen OSI-Schichten und TCP-IP-Ebenen nicht immer vollständig übereinstimmen.
| OSI-Schicht | TCP/IP-Schicht | Beispiel |
|---|---|---|
| Anwendungen (7) | Anwendungen | HTTP, UDS, FTP, SMTP, POP, Telnet, DHCP, OPC UA |
| Darstellung (6) | ||
| Sitzung (5) | ||
| Transport (4) | Transport | TCP, UDP, SCTP |
| Vermittlung (3) | Internet | IP (IPv4, IPv6), ICMP (über IP) |
| Sicherung (2) | Netzzugang | Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI |
| Bitübertragung (1) |
Die einzelnen Schichten erfüllen folgende Funktionen:
| OSI- Schicht | TCP/IP-Schicht | Struktur | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | Transport | TCP-Header | Nutzlast (1460 bytes) | |||||||||
| 3 | Internet | IP-Header | Nutzlast (1480 bytes) | |||||||||
| 2 | Netzzugang | MAC-Empfänger | MAC-Absender | 802.1Q-Tag (opt.) | EtherType | Nutzlast (1500 bytes) | Frame Check Sequence | |||||
| 1 | Präambel | Start of Frame | Nutzlast (1518/1522 bytes) | Interframe Gap | ||||||||
| Oktette | 7 | 1 | 6 | 6 | (4) | 2 | 20 | 20 | ≤1460 | 4 | 12 | |