Wie wir alle wissen, ist der Serial Port Server ein Datenkommunikationsgerät, das die serielle Schnittstelle in eine TPC/IP-Netzwerkschnittstelle umwandelt. Was also ist TCP/IP?
Obwohl die TCP/IP-Kommunikation (und das Sammeln von Daten von TCP/IP-Geräten) auf den ersten Blick einschüchternd wirken mag, ist es eigentlich ein sehr einfaches Kommunikationswerkzeug.
Was ist das Kommunikationsprotokoll TCP/IP und woher stammt es?
Das Kommunikationsprotokoll TCP/IP steht für “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”. Es ist im Grunde ein Netzwerkprotokoll, das im Detail festlegt, wie Daten über Netzwerkadapter, Hubs, Switches, Industrierouter und andere Netzwerkkommunikationshardware gesendet und empfangen werden. Sein Zweck ist es, die Computersysteme der Regierung über ein globales, fehlertolerantes Netzwerk miteinander zu verbinden. Das Netzwerk des Verteidigungsministeriums wurde für Forschungseinrichtungen und schließlich auch für die Öffentlichkeit geöffnet, um das zu schaffen, was heute das Internet ist. Die Website TCP/IP-Protokoll wurde ebenfalls in den öffentlichen Bereich gestellt, so dass jedes Softwareunternehmen Netzwerksoftware auf der Grundlage des Protokolls entwickeln kann. Da es sich um das wichtigste Protokoll im Internet handelt, ist es gemeinfrei.
Wie funktioniert das TCP/IP-Kommunikationsprotokoll?
Das TCP/IP-Protokoll ist so konzipiert, dass jeder Computer oder jedes Gerät im Netz eine eindeutige “IP-Adresse” (Internet-Protokoll-Adresse) hat, und jede IP-Adresse kann bis zu 65535 verschiedene “Ports” öffnen und darüber kommunizieren, um Daten zu senden und zu empfangen. Eine IP-Adresse identifiziert einen Computer oder ein Gerät in einem Netz eindeutig, und eine “Portnummer” identifiziert eine bestimmte Verbindung zwischen einem Computer oder Gerät und einem anderen (d. h. zwischen zwei IP-Adressen). Einen TCP/IP-“Port” kann man sich als eine dedizierte Zwei-Wege-Kommunikationsleitung vorstellen, bei der die Portnummer dazu dient, eine eindeutige Verbindung zwischen zwei Geräten zu identifizieren.
Die Protokolle des TCP/IP-Modells haben erhebliche Vorteile: Sie funktionieren unabhängig von der Hardware und der zugrunde liegenden Software. Diese Protokolle sind standardisiert und können in jeder Situation verwendet werden, unabhängig von dem Betriebssystem oder dem Gerät, das über das Netz kommuniziert.
Das Protokoll umfasst die Schichten 3 und 4 des OSI-Modells. Die Transport- und Verbindungsschichten sind direkt für die Verbindung zweier Geräte im Netz zuständig. So werden beispielsweise IP-Adressen und Internet-Protokolle verwendet, um Datenpakete an den richtigen Empfänger zu senden. TCP hingegen ist für den Aufbau einer Verbindung zwischen zwei Geräten und die Aufrechterhaltung der Verbindung für die Datenübertragung zuständig. Wenn die Paketübertragung fehlschlägt, versucht das Protokoll, das Paket erneut zu senden.
TCP/IP-Modell
Da das TCP/IP-Kommunikationsprotokoll nur ein Oberbegriff für die wichtigsten Internetprotokolle ist, wird der Begriff auch in anderen Fällen verwendet. Aus diesem Grund gibt es auch ein Referenzmodell, das TCP/IP regelt. Ähnlich wie das OSI-Modell zielt dieses Modell darauf ab, alle Aspekte der Netzwerkkommunikation abzubilden. Allerdings besteht das TCP/IP-Modell aus vier verschiedenen Schichten, während das OSI-Modell aus sieben Schichten besteht. Den Schichten im TCP/IP-Modell sind verschiedene Aufgaben und damit Protokolle zugeordnet.
● Netzzugangsschicht: Diese Schicht ist im Referenzmodell enthalten, es sind jedoch keine spezifischen Protokolle definiert. In der Praxis werden hauptsächlich die Protokolle Ethernet (kabelgebunden) und IEEE 802.11 (drahtlos) verwendet. Die Netzzugangsschicht wird verwendet, um verschiedene Teilnetze für Anwendungen zu verbinden, z. B. um ein Wi-Fi-Heimnetzwerk über einen Router mit dem Internet zu verbinden.
● Internet-Schicht: Internetprotokolle laufen auf dieser Schicht und sorgen dafür, dass die übertragenen Daten das richtige Ziel erreichen. Die Pakete werden anhand der IP-Adresse durch das Netz geleitet.
● Transportschicht: TCP wird im Referenzmodell für den Transport verwendet. Dieses Protokoll ermöglicht eine Ende-zu-Ende-Kommunikation, das heißt, es ist für die Verbindung zwischen zwei Geräten zuständig. Neben TCP gehört auch UDP zu dieser Schicht.
● Anwendungsschicht: Die oberste Schicht steuert die Kommunikation zwischen den Anwendungen im gesamten Netz. Protokolle wie HTTP und FTP sind für die Anwendungsschicht entscheidend. E-Mail-Kommunikationsprotokolle wie POP oder SMTP laufen ebenfalls über diese Schicht.
TCP/IP Client- und Server-Verbindungen
Eine TCP/IP-Verbindung funktioniert ähnlich wie ein Telefongespräch, bei dem jemand die Verbindung durch einen Telefonanruf einleiten muss. Die Person am anderen Ende der Verbindung muss zunächst auf den Anruf warten und dann den Anruf entgegennehmen, wenn er eingeht.
In der TCP/IP-Kommunikation ähnelt eine IP-Adresse einer Telefonnummer und eine Portnummer einer Telefonnummer. Die spezifische Nebenstelle, an die der Anruf entgegengenommen wurde. Der “Client” in einer TCP/IP-Verbindung ist der Computer oder das Gerät, das “den Anruf tätigt”, und der “Server” ist der Computer, der auf eingehende Anrufe “hört”. Mit anderen Worten: Der Client muss die IP-Adresse des Servers kennen, mit dem er sich verbinden will, sobald die Verbindung hergestellt ist, und er muss auch die Portnummer kennen, über die er Daten senden und empfangen will.
Sobald eine Verbindung über einen TCP/IP-Anschluss zwischen einem TCP/IP-Client und einem TCP/IP-Server hergestellt ist, können Daten in beide Richtungen genauso gesendet werden wie über jede andere Art von Anschluss an Ihrem PC. Daten (seriell, parallel, usw.). Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Daten über das Netz gesendet werden. Die Verbindung zwischen Client und Server bleibt so lange bestehen, bis der Client oder der Server die Verbindung beendet (d. h. den Hörer auflegt).
Ein sehr angenehmer Vorteil des TCP/IP-Kommunikationsprotokolls ist, dass die Low-Level-Treiber, die das Senden und Empfangen von Daten implementieren, eine Fehlerprüfung aller Daten durchführen, so dass Sie sicher sein können, dass alle Daten, die Sie senden oder empfangen, fehlerfrei sind.