EinProtokollstapel (vom englischenprotocol stack, auchProtokollstack,Netzwerkstack oderNetzwerkstapel genannt) ist in derDatenübertragung eine konzeptuelle Architektur vonKommunikationsprotokollen.[1] Anschaulich sind die einzelnen Protokolle dabei als fortlaufend nummerierteSchichten (layers) eines Stapels (stacks) übereinander angeordnet. Jede Schicht benutzt dabei zur Erfüllung ihrer speziellen Aufgabe die jeweils tiefere Schicht im Protokollstapel, indem sie diese über derenService Access Point anspricht.
Daten, die über einNetz übertragen werden, werden von einemNetzwerkprotokoll des Stapels nach dem anderen verarbeitet. Beim Senden fügt jedes Protokoll den Daten bestimmteSteuerinformationen hinzu, bevor sie dem nächsttieferen Netzwerkprotokoll übergeben werden – eine Nachricht trägt also auf der Leitung sämtlicheHeader der darüberliegenden Schichten. EineHTTP-Nachricht, die viaEthernet versandt wird, lässt sich wie folgt veranschaulichen (detailliertere Darstellung unterDatenframe #Der Datenframe bei Ethernet (IEEE 802.3)):
| HTTP-Nachricht | |||||||||
| TCP-Segment | |||||||||
| IP-Paket | |||||||||
| Ethernet-Frame | |||||||||
Beim Empfang entfernt jedes Netzwerkprotokoll aus den Daten wieder diejenigen Steuerinformationen, die nur für dieses Protokoll selbst bestimmt sind, und übergibt die verbliebenen Daten dem nächsthöheren Netzwerkprotokoll.
Untergliedert man die Funktionen einer Protokollschicht in einzelne Abläufe, die unabhängig voneinander und nacheinander ablaufen, so kann man sie in Teilschichten aufteilen.
Die Abbildung zeigt als Beispiel für einen Protokollstapel auf der rechten Seite die Teilschichten vonEthernet. Als Referenz dazu ist links dasOSI-Modell abgebildet. Während Ethernet nur Funktionen besitzt, die im OSI-Modell der Schicht 1 (Physical Layer) und der Schicht 2 (Data Link Layer) zugeordnet sind, werden diese beiden Schichten bei genauer Betrachtung beim Ethernet-Protokollstapel in 7 Teilschichten aufgelöst.
Dieses Beispiel zeigt einen Protokollstapel, der beim gegenwärtigenStand der Technik, derÜbertragungsgeschwindigkeiten von 100 Mbit/s und mehr erlaubt, vollständig in einemIntegrierten Schaltkreis (IC), also inHardware, realisiert wird. Verfahren wie ATM sind für noch wesentlich höhere Übertragungsgeschwindigkeiten entworfen: Bei ihnen wird auch dieVermittlungsschicht (Schicht 3) in Hardware realisiert.
Das Beispiel zeigt außerdem zweiSchnittstellen zwischen den Protokollschichten:
Die Aufteilung der Teilschichten von Ethernet wurde so gewählt, dass die Schichten oberhalb des MII unabhängig vomÜbertragungsmedium sind, also unabhängig davon, ob Ethernet z. B. über einKoaxialkabel oder einenLichtwellenleiter übertragen wird. Damit wurde es möglich, ICs mit einer standardisierten Schnittstelle MII herzustellen, die für unterschiedliche Übertragungsmedien geeignet sind und deswegen kostengünstig in höherer Stückzahl produziert werden können.
