Protokolle & Kapselung

Was ist ein Protokoll?

Ein Protokoll ist ein vereinbartes Regelwerk dafür, wie zwei Kommunikationspartner Daten austauschen. Es legt fest, in welchem Format Nachrichten aufgebaut sind, in welcher Reihenfolge sie kommen und wie auf Fehler reagiert wird. Ohne Protokolle könnten Geräte verschiedener Hersteller nicht zusammenarbeiten. Man kann sich ein Protokoll wie eine gemeinsame Sprache mit fester Grammatik vorstellen: Beide Seiten müssen sie beherrschen, sonst entsteht nur Kauderwelsch.

Header und Payload

Fast jede Protokoll-Dateneinheit besteht aus zwei Teilen:

• Header (Kopf): Steuerinformationen – z. B. Absender, Empfänger, Prüfsummen, Längenangaben.
• Payload (Nutzlast): die eigentlichen Daten, die transportiert werden sollen.

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|      HEADER      |         PAYLOAD          |
| (Steuerung)      | (eigentliche Nutzdaten)  |
+------------------+--------------------------+

Kapselung (Encapsulation)

Das zentrale Prinzip der Netzwerkkommunikation: Beim Senden reicht jede Schicht ihre Daten an die nächsttiefere weiter, und jede Schicht packt ihre eigenen Header (manchmal auch einen Trailer) darum herum. Die Nutzlast einer unteren Schicht ist also stets die komplette PDU der darüberliegenden Schicht. Beim Empfänger wird Schicht für Schicht wieder ausgepackt – das nennt man Dekapselung.

[Eth |  IP  |  TCP  |  HTTP-Daten  | Eth-Trailer ]
  ↑      ↑      ↑        ↑
 MAC    IP-Adr. Ports   Nutzlast

Man spricht bildlich von „russischen Matrjoschka-Puppen“: Jeder Header umhüllt das Paket der höheren Schicht.

Standards und RFCs

Damit Protokolle weltweit kompatibel sind, werden sie in öffentlichen Dokumenten festgeschrieben. Die wichtigsten für das Internet sind die RFCs (Request for Comments) der IETF. Ein RFC hat eine eindeutige Nummer und beschreibt ein Protokoll bis ins Detail.

Hinweis & Sicherheit

Viele alte Protokolle wurden ohne Verschlüsselung entworfen – ihre Header und Payloads sind im Klartext lesbar. Wer den Verkehr abhört, sieht bei HTTP oder Telnet alles mit. Deshalb gibt es gesicherte Varianten wie HTTPS oder SSH, die den Payload verschlüsseln. Wichtig zu wissen: Auch bei HTTPS bleiben die unteren Header (IP-Adressen, Ports) sichtbar – verschlüsselt wird nur der Inhalt, nicht die Wegbeschreibung.