[7] Nu P 05 2

Institut für Kommunikationstechnikwww.ikt.uni-hannover.de

Offene KommunikationssystemeOSI-Referenzmodell (Übung)

Kapitel 5.2

Netze und ProtokolleDipl.-Wirtsch.-Ing. Henrik Schumacher

OSI : Open Systems Interconnection

(2)

Bedeutung OSI-Konzept (1)

Welche vier Aspekte des OSI-Referenzmodells haben heute die größte Bedeutung?

As|pekt * <lat.; „das Hinsehen“> der; -[e]s, -e: Gesichtspunkt

(3)

Bedeutung OSI-Konzept (2)

Aufteilung in Schichtendefiniert, wo Funktionen implementiert sind

Dienst definiert, was eine Schicht kann

Schnittstelledefiniert, wie eine Schicht angesprochen wirddefiniert angebotene Operationen und Dienste

Protokolldefiniert, wie Schichten kommunizieren

(4)

OSI-Konzept Vorteile (1)

Was sind die Vorteile des OSI-Konzeptes?

(5)

OSI-Konzept Vorteile (2)

Aufteilung in Aspekte Schnittstelle, Dienst, Protokoll, Schichten

Formalisierung des Entwurfs von Kommunikationssystemen

Einführung einer einheitlichen Begriffswelt

leichtere Änderbarkeit von Implementierungen durch Unabhängigkeit der Schichten und klare Definition von Schnittstellen

(6)

OSI-Konzept Nachteile (1)

Was sind die Nachteile des OSI-Konzeptes?

(7)

OSI-Konzept Nachteile (2)

die Einhaltung der OSI-Richtlinien kann zu schwerfälligen und komplexen Implementierungen führen

einige Funktionen sind auf mehr als einer Schicht definiert

verbindungslose Dienste erst nachträglich eingeführt

keine klare Trennung zwischen Steuerdaten und Nutzdaten

(8)

Horizontaler Aspekt (1)

Was versteht man unter dem „horizontalen Aspekt“ im OSI-Referenzmodell?

(9)

Horizontaler Aspekt (2)

Protokolle stellen die horizontale Komponente der Kommunikation dar.Protokolle sind zwischen gleichen Schichten definiert. Sie beschreiben die Regeln und Nachrichtenformate, mit welchen die Kommunikation stattfindet.

Protokolle

(10)

Vertikaler Aspekt (1)

Was versteht man unter dem vertikalen Aspekt im OSI-Schichtenmodell?

(11)

Vertikaler Aspekt (2)

Dienste repräsentieren die vertikale Komponente der Kommunikation.Dienste

Funktion oder Leistung, die eine Schicht für die Benutzung durch andere „nach außen“ zur Verfügung stelltwerden zwischen den Schichten unterschiedlicher Ebenen erbrachtobere Schicht kann über eine Schnittstelle (Service Access Point SAP) auf die Dienste der unteren Schicht zugreifenVon Protokollen vollkommen getrennt Protokoll ändern, Dienst bleibt gleichVerbergung der eigentlichen Abläufe in einer Schicht

(12)

Vertikaler Aspekt (3)

Schicht N-2

Schicht N-1

Schicht N-2

Schicht N-1

Dienste

1. request 2. indication4. confirm 3. response

Schicht N Schicht N

(N-1)SAP

Dienstoperation (Primitiv)

(13)

Vertikaler Aspekt (3)

Beispiel: Telefongespräch Mensch: Schicht NTelefongesellschaft: Schicht N-1

DienstoperationenCONNECT.request – Nummer wählenCONNECT.indication – Telefon klingeltCONNECT.response – Hörer abnehmenCONNECT.confirm – Freizeichen hört aufDATA.request – SprechenDATA.indication – HörenDATA.request – SprechenDATA.indication – HörenDISCONNECT.request – auflegenDISCONNECT.indication – Besetztzeichen

(14)

Vertikaler Aspekt (2)

Mehr Schichten:

(15)

Implementierung des OSI-Konzepts (1)

Mit welcher Softwaretechnik ist das OSI-Konzept vergleichbar?

(16)

Implementierung des OSI-Konzepts (2)

Objektorientiertes Programmieren

Objekte/Klassen Schichten

Protokoll Objektinterner Code

Schnittstellen Parameter und Ergebnisse der Methoden

Semantik der Methoden Dienst

(17)

Einheiten (Instanz, Entity) (1)

Was ist im Bezug auf das OSI-Modell unter einer Einheit (Instanz, Entity) zu verstehen?

(18)

Einheiten (Instanz, Entity) (2)

Aktives Element einer SchichtSoftware: z.B. ProzessHardware z.B. E/A-Chip

Partnereinheiten: Einheiten der gleichen Schicht auf verschiedenen Systemen

Einheit auf Schicht N (Service Provider) implementiert Dienst für Schicht N+1 (Service User)Schicht N kann Dienste von N-1 nutzen, um ihre eigenen Dienste bereitzustellenmehrere Dienste gleichzeitig möglich

schnell teuer, langsam günstig

(19)

CEP (1)

Was verstehen Sie unter der Abkürzung CEP und worin besteht der Unterschied zum SAP?

(20)

CEP (2)

SAP - Service Access Pointsdefiniert Dienst und zugehörige Dienstoperationenverfügt über eindeutige AdresseAnalogie: „Steckverbindung“ Telefonnetz und Telefon

CEP - Connection End Point„Ende einer Verbindung“ innerhalb eines SAPMittel um Diensterbringung zu strukturierenidentifiziert Einheiten auf benachbarten Schichten, die diesen Dienst in Anspruch nehmen oder erbringenstellt eine Relation zwischen Einheiten benachbarter Schichten dar, ohne direkten Zugriff erlauben zu müssenAnalogie: Port im TCP/IP

(21)

CEP (2)

Schicht N

N-SAP

Schicht N+1

N+1 entity

N entity

Schicht N

Schicht N+1

N entity

N-CEP

N+1 entity

N Connection

(22)

Multiplexen / Demultiplexen (1)

Was verstehen Sie unter den Begriffen Multiplexen und Demultiplexen (in Bezug auf das OSI-Referenzmodell)?

(23)

Multiplexen / Demultiplexen (2)

Auf einen Dienstzugangspunkt können mehrere Verbindungen von höheren Schichten zugreifen (Multiplexen).

Auf Empfängerseite müssen diese Verbindungen wieder getrennt werden (Demultiplexen).

(24)

Multiplexen / Demultiplexen (3)

Schicht N Schicht N

(N-1)-Verbindung

Multiplexen Demultiplexen

(25)

Splitten / Recombining (1)

Was verstehen Sie unter den Begriffen Splitten und Recombining (in Bezug auf das OSI-Referenzmodell)?

(26)

Splitten / Recombining (2)

Eine Schicht kann die Daten höherer Schichten auch auf mehrere Verbindungen aufteilen (Splitten).

Auf Empfängerseite muss dann dafür gesorgt werden, dass diese Daten wieder in der richtigen Reihenfolge zusammen gesetzt werden (Recombining).

(27)

Splitten / Recombining (3)

Schicht N Schicht N

(N-1)-VerbindungenSplitten Recombining

(28)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (1)

Was verstehen Sie unter den Abkürzungen SDU, PDU und PCI und in welchem Verhältnis stehen diese Begriffe zueinander?

(29)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (2)

SDU – Service Data UnitPCI – Protocol Control InformationPDU – Protocol Data Unitjede Schicht fügt an die Daten der jeweils höheren Schicht (dargestellt durch die SDU) Steuerinformationen an (in Form der PCI)die SDU und die PCI bilden die PDU der Schicht Nfür die Schicht N-1 stellt die PDU der Schicht N wiederum eine SDU dar

(30)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (3)

SDU

N

N+1

N-1

(31)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (4)

SDUPCI

N

N+1

N-1

(N+1) PDU = (N) SDU

(32)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (5)

SDUPCI

N

N+1

N-1

SDU

(N+1) PDU = (N) SDU

(N) SDU = (N+1) PDU

(33)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (6)

N

N+1

N-1

SDUPCI

(N) PDU = (N-1) SDU

(34)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (7)

N

N+1

N-1

SDUPCI

SDU (N-1) SDU = (N) PDU

(N) PDU = (N-1) SDU

(35)

OSI Datenpakete: SDU, PDU und PCI (8)

N

N+1

N-1 SDUPCI

(N-1) PDU = (N-2) SDU

(36)

ICI (1)

Was verstehen Sie unter der Abkürzung ICI und worin besteht der Unterschied zu PCI?

(37)

ICI (2)

ICI - Interface Control InformationSchnittstellensteuerinformationdient dazu, der darunter liegenden Schicht Steuerinformationen zu übermitteln, die die Behandlung der zugehörigen SDU durch die diensterbringende Schicht näher beschreibtwird in der dienstnutzenden Schicht erzeugt und in der diensterbringenden Schicht terminiert. sie nur Relevanz zwischen jeweils zwei Schichten, d.h. sie hat lokalen vertikalen Charakterdient zur vertikalen Kommunikation

PCIdient zur horizontalen Kommunikation.

(38)

ICI (3)

Schicht NSchicht N Protokoll

Schicht (N-1)

Schicht (N-1) Protokoll

(N-1) SAP

ICI (N-1) SDU

N PDUIDU

ICI

Schicht N

(N-1) SDU

(N-1) SDUPCI

(N-1) PDU

SAP Service Accesspoint (Dienstzugriffspunkt)IDU Interface Data Unit (Schnittstellendateneinheit)SDU Service Data Unit (Dienstdateneinheit)PDU Protocol Data Unit (Protokolldateneinheit)ICI Interface Control Informatin (Interfacesteuerinformation)

(39)

Physikalische Kommunikation

Zeichnen Sie den physikalischen Weg der Datenpakete der Schicht 7 von System A zu System B ein!

(40)

Physikalische Kommunikation

Zeichnen Sie den physikalischen Weg der Datenpakete der Schicht 7 von System A zu System B ein!

Übertragungssystem

A B

Vermittlungsstelle

(41)

OSI-Referenzmodel / TCP/IP-Referenzmodell (1)

Erläutern Sie den Unterschied des TCP/IP-Referenzmodells zum OSI-Referenzmodell!

(42)

OSI-Referenzmodel / TCP/IP-Referenzmodell (2)

Bitübertragung

Sicherung

Vermittlung

Transport

Sitzung

Darstellung

Anwendung

Host-an-Netz

IP

Transport

Anwendung

OSI-Stack TCP/IP-Stack

(43)

Verbindungsorientierte Übertragung (1)

Ist auf der Schicht N+1 ein verbindungsorientierter Dienst möglich (z.B. für Schicht N+2), wenn Schicht N einen verbindungslosen Dienst verwendet?

(44)

Verbindungsorientierte Übertragung (2)

JaWesentlich ist nur, dass die Schicht N+1 den Dienst der unteren Schicht zum Transport verwenden kann Da Verbindungsorientiert u.a. bedeutet, dass alle Pakete in der Reihenfolge bleiben, muss sie ggf. die Reihenfolge selber herstellen.Beispiel: Internet, TCP über IP

(45)

OSI-Schichten

Geben Sie für jede Schicht die charakteristischen Aufgaben an!

(46)

Schicht 1, Bitübertragung, Physical Layer:

physikalische Definition der Signale Steckerbelegung zum ÜbertragungsmediumTakt, synchron, asynchrontransparente Übertragung der Bits

(47)

Schicht 2, Sicherungsschicht, Data Link Layer

Fehlererkennung z.B.Paritybit oder checksum, bzw. -korrektur, z.B. Hamming CodeFehlermeldung an Schicht 3 (nicht behebbare)FlußkontrolleSplitten einer Verbindung auf zwei Wege, aus Sicherheitsgründen bei der DatenübertragungSteuerung des Medienzugriffs

(48)

Schicht 3, Netzwerkschicht, Network Layer

Verbindungsauf- und abbau (netzweit einheitliche Adressen erforderlich)WegewahlVereinbarung von Dienstgütemerkmalen mit dem TransitsystemMeldung nicht behebbarer Fehler an Schicht 4Rücksetzen einer Verbindung im FehlerfallMultiplexen mehrerer VerbindungenZuordnung der Daten zu DienstenSegmentieren und Blocken von Daten der VerbindungenFlußkontrolle (zusätzlich zur Schicht 2)

(49)

Transportschicht (4), Transport Layer

Herstellen eines transparenten Datenpfades für Teilnehmer

unabhängig vom darunter liegenden Netzfrei von Überlegungen zur Wegewahlmit erwarteter Qualitätkostengünstig

dazu bietet die Transportschicht die nötigen Transportdienste anErste Ende-zu-Ende Verbindung

(50)

Schicht 5, Kommunikationssteuerung, Session Layer

Bereitstellung von Sprachmitteln für die Durchführung einer KommunikationsbeziehungFehlerbehandlungPrioritätenWiederherstellung einer Sitzung nach FehlernAuf- und Abbau der SitzungsverbindungBerechtigungsverwaltung der Daten und Steuerinfo Synchronisation des Datentransports (Steuerung des Wiederaufsetzens nach Fehlern)

(51)

Schicht 6, Darstellungsschicht, Presentation Layer

Aushandlung einer Syntax beider, oder aller am Kommunikationsprozess beteiligten PartnerUmwandlung der Daten in die SyntaxDatenkompressionDatentransformationeins zu eins - Abbildung der Adressen auf die Schicht 5 (kein Multiplexen möglich)

(52)

Schicht 7, Anwendungsschicht, Application Layer

Frei-/besetzt-/Erreichbarkeits-PrüfungAbstimmen DatenschutzmechanismenAuthentizitätsprüfung / TeilnehmeridentifikationAutorisierung der KommunikationVerfügbare Ressourcen prüfenBestimmung der DienstqualitätSynchronisation kooperierender AnwendungenFestlegung, wer Fehler behebtFestlegung Prozedur zur Erhaltung der Datenkonsistenz Syntaxtests