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Rechnernetze und Internettechnologien Dr. Harald Sack Institut für Informatik Friedrich-Schiller-Universität Jena Sommersemester 2008 http://www.informatik.uni-jena.de/~sack/SS08/

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Rechnernetze undInternettechnologien

Dr. Harald SackInstitut für Informatik

Friedrich-Schiller-Universität Jena

Sommersemester 2008

http://www.informatik.uni-jena.de/~sack/SS08/

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Rechnernetze und Internettechnologien

19.05.2008 – Vorlesung Nr. 5

3. Grundlagen der Rechnervernetzung

1 2 3 4 6 7 8 9 121110

13

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung3.2 Paketvermittlung3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell3.4 ISO/OSI-Referenzmodell3.5 TCP/IP Referenzmodell3.6 Internet Organisationen und Standards

Rechnernetze und Internettechnologien

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Problem: Wie vernetzt man Computer miteinander? Punkt-zu-Punkt Verbindungen

älteste Form der Vernetzung je zwei miteinander verbundenen Rechner verfügen über eigenen

Kommunikationskanal (z.B. Mietleitung) wird heute nur noch für Fernnetze und Sonderfälle genutzt

Kommunikationskanal

Kommunikations-kanal

Kommunikations-kanal

A

B

C

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Vorteile der Punkt-zu-Punkt Verbindung wahlfreie Benutzung der Kommunikationshardware Kommunikationskanal ist stets frei verfügbar Protokolle, Datenformate, Fehlererkennung zwischen den

Kommunikationspartnern sind frei wählbar Protokolle und Sicherheitsmechanismen sind einfach zu

implementieren

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Nachteile der Punkt-zu-Punkt Verbindung: es ist schwierig, mehr als zwei Computer miteinander kommunizieren

zu lassen

für n Computer ergibt sich ein quadratischer Anstieg derbenötigten Direktverbindungen !

Bsp.: 23 Rechner--> 253 Kabel6

454950499500

4101001000

# Kabel# Rechner

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Idee: Verwende gemeinsam genutzteKommunikationskanäle

Ende der 60er Jahre kehrte man vom Punkt-zu-PunktVerbindungsschema ab und führte die so genannten"Local Area Networks - LANs" ein

LANs basieren alle auf folgender Grundidee: gemeinsame Nutzung des Netzwerks. Computer senden abwechselnd Datenpakete über ein

gemeinsames Kommunikationsmedium

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Computernetzwerke lassen sich nach Reichweite und Größe inunterschiedliche Kategorien einteilen

WAN - Wide Area Network Vernetzung von mehreren Städten, Ländern, Kontinenten (skalierbar)

MAN - Metropolitan Area Network Vernetzung einer Stadt

LAN - Local Area Network Vernetzung von Gebäuden

PAN – Personal Area NetworkMini-Vernetzung im persönlichenUmfeld

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Kommunikation und Datenübertragung (1/3)

Grundkomponenten jeder Kommunikation sind auszutauschende Nachrichten Sender und Empfänger Kommunikationsmedium – Medium zur Übertragung der

Nachrichten Kommunikation kann stattfinden, wenn

Nachricht darstellbar in kommunizierbaren Zeichen Zeichen transformierbar in übertragbare physikalische Signale Empfänger kann empfangene Signale deuten und ursprüngliche

Bedeutung der Nachricht erschließen

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Kommunikation und Datenübertragung (2/3)

Sind die Kommunikationspartner Computer, spricht man vonDatenübertragung

Kommunikation erfolgt über Datenverbindungen Verbundene Rechner bilden ein Rechnernetz oder Netz System der Datenverbindungen heißt Übertragungsnetz oder

Netzwerk Rechner müssen bei der Kommunikation bis ins kleinste Detail

festgelegten Vorschriften – den Kommunikationsprotokollen - folgen

Rechner können direkt miteinander verbunden sein oder indirekt überverschiedene Zwischenkomponenten

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Kommunikation und Datenübertragung (3/3)

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

EndsystemRechner A

EndsystemRechner B

InternetNetzwerk 3

Netzwerk 1Netzwerk 2

Zwischensystem, VermittlungsstelleVermittlungsrechner

Verbindung

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Welche Arten der Rechnerkommunikation lasen sichunterscheiden?

1:1 Verbindung - Unicast 1:alle Verbindung - Broadcast 1:viel Verbindung - Multicast

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

Wie lassen sich diese Kommunikationsvarianten effizient umsetzen ?

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Empfänger

Unicast 1:1 Kommunikation (1 Sender 1 Empfänger)

Sender

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

z.B. klassisches Telefongespräch, persönlicher Brief, ...

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Broadcast 1:alle Kommunikation (1 Sender alle Empfänger)

Sender

Empfänger

Empfänger

Empfänger

Empfänger

Empfänger

Empfänger

Empfänger

Empfänger

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z.B. klassische Massenmedien Zeitung, Rundfunk, ...

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Multicast 1:viele Kommunikation (1 Sender Gruppe von Empfängern)

Sender

Empfänger

Empfänger

Empfänger

Empfänger

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

z.B. Telefonkonferenz, Pay-TV, ...

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Sicherheit in Rechnernetzen verschiedene Aspekte der Sicherheit spielt wesentliche/entscheidende

Rolle für die Nutzung Rechnernetzen

Geschlossene Netze bilden eigenständiges Inselnetzwerk, auf dieohne physikalischen Zugang nicht zugegriffen werden kann

Offene Netze verfügen über Anschluss an weltweites Internet undbieten so Zugriff von außerhalb

Offene Netze sind einer Vielzahl von Bedrohungen ausgesetzt

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Leistungskenngrößen von Rechnernetzwerken (1/6) Messgrößen zur objektiven quantitativen und qualitativen Beschreibung

der Leistungsfähigkeit eines Rechnernetzes heißenLeistungskenngrößen

Dienstgüte – QoS (Quality of Service) beschreibt Leistung einesNetzwerkdienstes.

Dienstgüteattribute sind

Durchsatz oder Throughput- zugesicherte Menge von Nutzdaten, die pro Zeiteinheit fehlerfrei übertragen werden. Maßeinheit: bps (bits per second)

Verzögerung oder Delay- zugesicherte maximale Zeit zwischen Start und Abschluss einer Datenübertragung

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Leistungskenngrößen von Rechnernetzwerken (2/6)

Leistungsschwankungen sind Abweichungen von zugesicherterMaximalleistung

Jitter – Schwankungen bei der Verzögerung

asynchrones Verhalten Verweildauer der Pakete im Netz völlig unbestimmt

synchrones Verhalten Verweildauer unbestimmt aber nach oben begrenzt

isochrones Verhalten gleiche Verweildauer für alle Pakete

zugesicherte maximale Zeit zwischen Start und Abschluss einerDatenübertragung

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Leistungskenngrößen von Rechnernetzwerken (3/6)

Zuverlässigkeit – Parameter zur Zuverlässigkeit der angebotenenNetzdienstleistung

Vollständigkeit – alle gesendeten Datenpakete erreichen ihr Zielwenigstens einmal

Eindeutigkeit – gesendete Daten erreichen ihr Ziel höchstenseinmal

Reihenfolgeeinhaltung – Pakete erreichen ihr Ziel in Sendefolge

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Leistungskenngrößen von Rechnernetzwerken (4/6) Bitfehlerrate ist Maß für Übertragungsfehler

über Zeitraum gemessenes Verhältnis(fehlerhafte übertragene Bits) / (Gesamtzahl Bits)

Zwei Ansätze zum Umgang mit Fehlern:

fehlererkennende Codes zur Veranlassung einerÜbertragungswiederholung

fehlerkorrigierende Codes ermöglichen automatischeRekonstruktion im Fehlerfall

fügen dem übertragenen Datenpaket jeweils Redundanz hinzu

Wichtige Verfahren: Paritätsbits, Hamming Code, MatrixParitätsprüfung, Prüfsummenverfahren, Blockcodes, Faltungscodes

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Leistungskenngrößen von Rechnernetzwerken (5/6)

Sicherheit – Parameter für Unversehrtheit und Authentizität derübertragenen Daten

Vertraulichkeit – unberechtigte Dritte können Kommunikation nichteinsehen

Integrität – Garantie für Unversehrtheit der empfangenen Daten

Authentizität – empfangene Nachricht stammt tatsächlich vomangegebenen Sender

Verbindlichkeit – Nachweis einer stattgefundenen Kommunikation

Verfügbarkeit – angebotenes Dienstangebot kann tatsächlichgenutzt werden

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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Leistungskenngrößen von Rechnernetzwerken (6/6) Qualitative Leistungskriterien

Verfügbarkeit / Availability – Netz steht Nutzer tatsächlich zurVerfügung; gemessen in Prozent von 24 Stunden pro Tag, 365Tage im Jahr

Brauchbarkeit / Usability – Zufriedenheit der Nutzer - schwermessbar

Kompatibilität– Nutzbarkeit der Netzschnittstellen für Anwender

Sicherheit – Zusammenfassung mehrerer Kriterien im Hinblick aufNetzsicherheit

Skalierbarkeit – Anpassungsfähigkeit an veränderten Umfang

Handhabbarkeit – laufende Überwachung und Anpassung desNetzwerks

Rechnernetze und Internettechnologien3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung3.2 Paketvermittlung3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell3.4 ISO/OSI-Referenzmodell3.5 TCP/IP Referenzmodell3.6 Internet Organisationen und Standards

Rechnernetze und Internettechnologien

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Leitungsvermittlung (1/3) Herkömmliche geschaltete Verbindungen

A

BRelais-knoten

Switched Circuitz.B. Telefonnetz

Relais-knoten

Relais-knoten

Relais-knoten

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Leitungsvermittlung (2/3) Herkömmliche geschaltete Verbindungen

A

BRelais-knoten

Relais-knoten

Relais-knoten

Relais-knoten

Ausfall eines Relaisknoten

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Leitungsvermittlung (3/3) Herkömmliche geschaltete Verbindungen

A

BRelais-knoten

Relais-knoten

Relais-knoten

Relais-knoten

Verbindung bricht zusammen

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Paketvermittlung (1/3) nutze das gesamte Netzwerk (alle Wege…) zerlege die Nachricht zum Senden in einzelne Pakete setze die Nachricht beim Empfänger wieder zusammen

Netzwerke auf dieser Basis heißen Paketvermittlungsnetze(Packet Switching Networks).

Nachricht

zerlegen

Nachricht

zusammensetzen

Übertragung

Übertragung

Übertragung

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Paketvermittlung (2/3) Netzwerke auf dieser Basis heißen Paketvermittlungs-

netze (Packet Switching Networks).

Die Grundidee der Packet Switching Netzwerke stammtaus den frühen 60er Jahren

A

BRelais-knoten

Relais-knoten

Relais-knoten

Relais-knoten

Paul Baran(1960)

LeonardKleinrock

(1961)

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Paketvermittlung (3/3)

Nachricht wird dazu in einzelne Pakete zerlegt Fragmentierung

Damit die Ursprungsnachricht am Ziel wieder korrektzusammengesetzt werden kann, muss das Paket Zusatz-informationen enthalten:

Adressinformation (…wohin soll das Paket?)

Paketnummer (…wie kann die Ursprungsnachricht wiederzusammengesetzt werden?)

Fehlererkennung/-korrektur (…ist etwas verlorengegangen?)

Nachricht

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Datenpaket

Fehlererkennung bei der Paketvermittlung: System versendet kleine Mengen zusätzlicher Informationen

zusammen mit den Daten:

Sender erzeugt zusätzliche Information aus den Nutzdaten einesPakets (z.B. Paritätsprüfung - Parity Check, Prüfsummen und zyklischeRedundanzprüfung CRC, Kombination von Blöcken)

Empfänger führt gleiche Berechnung an den empfangenen Nutzdatendurch, um Übertragungsergebnis zu prüfen.

NutzdatenZusatzinfo

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Vorteile der Paketvermittlung

Gemeinsam genutztes Kommunikationsnetz (Kostenersparnis) Hohe Netzauslastung Gleichberechtigten und fairen Zugang für alle Teilnehmer

angeschlossene Geräte versenden abwechselnd der Reihe nachjeweils ein Paket (Zeitmultiplexverfahren)

Geringe Wartezeit, da Pakete viel kleiner als Gesamtnachricht Einfacheres und schnelleres Entdecken und Beheben von

Übertragungsfehlern Hohe Ausfallsicherheit

Vereinfachung der Kommunikation zwischen Sender undEmpfänger

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Nachteile der Paketvermittlung

Überlast (Congestion) – da Übertragungsrouten nicht festliegen, kannes zur Überlastung bei einzelnen Vermittlungsstationen kommen –vorhandener Zwischenspeicher läuft über, Pakete gehen verloren

komplexes Kommunikationsprotokoll – Datenübertragung beiLeitungsvermittlung ist vollkommen transparent, Teilnehmern könnenkommunizieren, wie sie wollen. Bei Paketvermittlung müssen alleNetzteilnehmer gleichem Netzwerkprotokoll folgen

keine Dienstgütegarantie – keine konstante Bandbreite überÜbertragung garantiert, Verzögerung kann relativ groß werden

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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Auch paketvermittelte Netze können neben verbindungslosen undverbindungsorientierte Netzwerkdienste anbieten:

verbindungsloser Dienst – die einzelnen Pakete einer Nachricht werdenunabhängig voneinander auf eigenen Wegen durch das Netzwerktransportiert

verbindungsorientierter Dienst – vor Übertragung der Pakete einerNachricht wird virtuelle Verbindung aufgebaut entlang der dann allePakete übertragen werden

Vorteile - Vertauschung der Pakete ist unmöglich / Entscheidung überSenderoute wird nur einmal getroffen (beim Aufbau der Verbindung)

Nachteil – Zuordnung der Betriebsmittel ist starrer / Reaktion aufÜberlast oder Leitungsausfall weniger flexibel

Rechnernetze und Internettechnologien3.2 Paketvermittlung

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung3.2 Paketvermittlung3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell3.4 ISO/OSI-Referenzmodell3.5 TCP/IP Referenzmodell3.6 Internet Organisationen und Standards

Rechnernetze und Internettechnologien

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Netzprotokoll oder Kommunikationsprotokoll (1/3) Sammlung von Vereinbarungen und Regeln nach denen sich die

Kommunikationspartner richten sollen Spezifiziert Nachrichtenformate und erforderliche Aktionen zur

Nachrichtenübermittlung

z.B. Telefonieren (Wählen, Klingeln, Abheben, „Hallo?“, „Hallo!“…)

z.B. jemanden zu Hause besuchen (Klingeln oderAnklopfen, durch Türspion schauen,…)

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Netzprotokoll oder Kommunikationsprotokoll (2/3)

Protokoll-Software implementiert Netzprotokoll komfortable und anspruchsvolle Schnittstelle zum

Netzwerk kümmert sich automatisch um den Großteil der

Kommunikations-Einzelheiten und Probleme auf denunteren Ebenen

Anwendungsprogramm 1 Anwendungsprogramm 2

Protokoll-Software

Netzwerk

Protokoll-Software

Protokoll-Software

Protokoll-schichten

Anwendungsprogramme, diein einem Netz kommunizieren,interagieren nicht direkt mit derNetzwerk-Hardware, sondernüber die zwischengeschalteteProtokoll-Software

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Netzprotokoll oder Kommunikationsprotokoll (1/3)

Protokoll-Funktionen Basisfunktionen

Datentransfer und Verbindungsverwaltung Fehlerbehandlung

Fehlererkennung / Fehlerkorrektur Übertragungswiederholung und Zeitüberwachung

Längenanpassungen Systemleistungsanpassungen

Flusssteuerung / Überlaststeuerung / Steuerung derÜbertragungsrate

Übertragungsleistungsanpassungen Multiplexing / Demultiplexing

Nutzerbezogene Protokollmechanismen Verbindungsklassen / Rechteverwaltung / Dienstgüteverwaltung

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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ISO/OSI Schichtenmodell das ISO/OSI-Referenzmodell Modell war historisch das erste

Schichtenmodell. Es wurde Anfang der 70er Jahre von derInternational Organisation for Standardization entwickelt

Bitübertragung1

Sicherung2

Vermittlung3

Transport4

Sitzung5

Darstellung6

Verarbeitung7

Sender

Bitübertragung1

Sicherung2

Vermittlung3

Transport4

Sitzung5

Darstellung6

Verarbeitung7

Empfänger

Übertragungsmedium

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (1/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie...

1874: Papst Pius IX. möchte dem Maharadscha von Pannahzum Geburtstag gratulieren

Problem

TantiAuguri!

????

italiano hindi

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (2/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie,,,

das Kardinalskollegium findet die Idee toll und lässt die vom Papst diktierte Botschaftins Lateinische übersetzen

TantiAuguri!

italiano

lingua latine

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (3/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie,,,

allerdings gibt man zu bedenken, dass der Maharadscha sicherlich kein Lateinsprechen kann….und man gibt den Auftrag, die Botschaft weiter ins Englische zu übersetzen

TantiAuguri!

italiano lingua latineenglish

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (4/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie...

…und da das Ganze recht schnell gehen soll, denn derGeburtstag des Maharadschas steht ja vor der Tür, lässt man die Botschaft über den kurz zuvor erfundenenMorsetelegrafen senden

TantiAuguri!

italiano lingua latine english

morse code

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (5/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie...

in Indien erhält der dort ansässige Telegrafendienst die Botschaft des Papstes. Die übertragenen Morsezeichenerweisen sich als eine in Englisch abgefasste Botschaft, diean den Maharadscha von Pannah adressiert ist

morse code

english

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (6/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie...

…daher wird die Botschaft in den Palast gebracht.Allerdings schreibt es das Protokoll vor, dass die Nachricht zunächst in Hindi übersetzt werden muss,bevor Sie dem Maharadscha eröffnet werden kann

englishmorse code

hindi

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (7/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie...

!!!!!!

…der Maharadscha lässt sich die Botschaftvorlesen, ist hoch erfreut und lässt eine gebührlicheAntwort auf dieselbe Weise zurück übermitteln

englishmorse code hindi (schriftl.)

hindi (mündl.)

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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Rechnervernetzung – ein kleiner Exkurs (8/8) Schichtenmodell der Kommunikation – eine Analogie...

diktiert initalienisch

Latein

Englisch

Morsezeichen

Stromsignale

Morsezeichen

Hindi

Englisch

lässt sich Hindi vorlesen

Schicht 1

Schicht 2

Schicht 3

Schicht 4

Rechnernetze und Internettechnologien3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung3.2 Paketvermittlung3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell3.4 ISO/OSI-Referenzmodell3.5 TCP/IP Referenzmodell3.6 Internet Organisationen und Standards

Rechnernetze und Internettechnologien

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ISO/OSI Schichtenmodell (1/7)

das ISO/OSI-Referenzmodell Modell war historisch das ersteSchichtenmodell. Es wurde Anfang der 70er Jahre von derInternational Organisation for Standardisation entwickelt

Bitübertragung1

Sicherung2

Vermittlung3

Transport4

Sitzung5

Darstellung6

Verarbeitung7

Sender

Bitübertragung1

Sicherung2

Vermittlung3

Transport4

Sitzung5

Darstellung6

Verarbeitung7

Empfänger

Übertragungsmedium

Rechnernetze und Internettechnologien3.4 ISO/OSI Referenzmodell

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ISO/OSI Schichtenmodell (2/7)

der modulare Aufbau des Protokollstapels erleichtert

die Implementierung

die Umstellung auf technologische Weiterentwicklungen und

die Wartung

Sitzung5

Vermittlung3

Transport4

Sender Empfänger

Sitzung5

Vermittlung3

Transport4

Rechnernetze und Internettechnologien3.4 ISO/OSI Referenzmodell

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ISO/OSI Schichtenmodell (3/7)

Schicht 1: Bitübertragung (Physical)

Übertragung einzelner Bits Umwandlung Bits / elektrische (optische) Signale

Schicht 2: Sicherung (Data Link)

Organisation von Daten in Paketen Übertragung von Paketen

(Paketformate, Bitstopfen, Prüfsummen, ...)

Bitübertragung1

Sicherung2

Vermittlung3

Transport4

Sitzung5

Darstellung6

Verarbeitung7

…0110010010

…0110010010

Rechnernetze und Internettechnologien3.4 ISO/OSI Referenzmodell

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ISO/OSI Schichtenmodell (4/7)

Schicht 3: Vermittlung (Network)

Zuweisung von Adressen Weiterleitung von Paketen im Netz

(Adressierung, Routing,...)

Schicht 4: Transport (Transport)

zuverlässigen Übertragung (…umfasst komplexeste Protokolle)

Bitübertragung1

Sicherung2

Vermittlung3

Transport4

Sitzung5

Darstellung6

Verarbeitung7

Rechnernetze und Internettechnologien3.4 ISO/OSI Referenzmodell

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ISO/OSI Schichtenmodell (5/7)

Schicht 5: Sitzung (Session) Aufbau einer Übertragungssitzung zu entfernten System

Spezifikation von Sicherheitstechniken (z.B. Passwörter)

Schicht 6: Darstellung (Presentation) Darstellung der Daten

(Übersetzung der Datendarstellung einesRechnertyps in die des anderen)

Schicht 7: Verarbeitung (Application) Benutzung des Netzes durch eine Anwen-

dung (z.B. wie kann Datei von einem anderenRechner geladen werden)

Bitübertragung1

Sicherung2

Vermittlung3

Transport4

Sitzung5

Darstellung6

Verarbeitung7

Login…

ABC ΖωΩ

Rechnernetze und Internettechnologien3.4 ISO/OSI Referenzmodell

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ISO/OSI Schichtenmodell (6/7) Grundprinzip der Kapselung

zu versendende Daten

Datenkopf mitSteuerinformationder Schicht 7

Datenkopf mitSteuerinformationder Schicht 6

Datenkopf mitSteuerinformationder Schicht 5

Sender

Rechnernetze und Internettechnologien3.4 ISO/OSI Referenzmodell

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ISO/OSI Schichtenmodell (7/7) Grundprinzip der Kapselung

empfangene Daten

Datenkopf mitSteuerinformationder Schicht 7

Datenkopf mitSteuerinformationder Schicht 6

Datenkopf mitSteuerinformationder Schicht 5

Empfänger

Verarbeitung

Rechnernetze und Internettechnologien3.4 ISO/OSI Referenzmodell

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung3.2 Paketvermittlung3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell3.4 ISO/OSI-Referenzmodell3.5 TCP/IP Referenzmodell3.6 Internet Organisationen und Standards

Rechnernetze und Internettechnologien

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TCP/IP Schichtenmodell (1/3)

Referenzmodell für das Internet nur 5 Schichten

entsprechen Schicht 1,2,3,4,(5-7) des ISO/OSI-Modells

einfachere Implementation

geringerer Overhead

defacto-Standard, Spezifikation erfolgte erst nach Implementierung

Robert Kahn Vinton Cerf

1973 Beginn der Entwicklung von TCP/IP1981 TCP/IP Standard in RFC 793

Rechnernetze und Internettechnologien3.5 TCP/IP Referenzmodell

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TCP/IP Schichtenmodell (2/3)

ISO/OSI TCP/IP

Rechnernetze und Internettechnologien3.5 TCP/IP Referenzmodell

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TCP/IP Schichtenmodell (3/3) Bitübertragungsschicht

umfasst Schichten 1 + 2 des ISO/OSI Modells (im LAN) unterteilt in

Media Access Control (MAC) Logical Link Control (LLC)

Internetschicht Wichtigstes Protokoll: IP (Internet Protocol)

Transportschicht Wichtigstes Protokoll: TCP (Transport Control Protocol)

Anwendungsschicht Fasst Schichten 5-7 des ISO/OSI-Modells zusammen

Rechnernetze und Internettechnologien3.5 TCP/IP Referenzmodell

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung3.2 Paketvermittlung3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell3.4 ISO/OSI-Referenzmodell3.5 TCP/IP Referenzmodell3.6 Internet Organisationen und Standards

Rechnernetze und Internettechnologien

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Internet Organisationen (1/5) Internet besitzt keine Leitstelle oder zentrale Administration (kein

einheitliches internationales Recht) es existieren jedoch Organisationen, die sich mit

der Entwicklung, dem Betrieb und der Standardisierung des Internets beschäftigen

Internet Society (ISOC) und deren Unterorganisationen World Wide Web Consortium (W3C) Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN)

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

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Internet Organisationen (2/5)

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

Board of Trustees

IABInternet Architecture Board

IANAInternet AssignedNumbers Authority

RFC-editor

Number ResourceOrganization

ICANNInternet Corporation for

Assigned Names & Numbers

IETFInternet Engineering

Task Force

IRTFInternet Research

Task Force

IESGInternet Engineering

Steering Group

IRSGInternet Research

Steering Group

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Internet Organisationen (3/5)

Internet Society - ISOC 1992 gegründete internationale, nicht-staatliche und gemeinnützige

Organisation und Interessenvertretung 150 Unterkapitel mit 16.000 Mitgliedern aus 170 Ländern Mitglieder verpflichten sich, zur weltweiten Verbreitung des Internet

beizutragen und dessen Fortbestehen zu garantieren Leitung durch Board of Trustees (15 Mitglieder) Beaufsichtigung und Koordination des Internet-

Standardisierungsprozesses

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

„..to assure the open development, evolution, and use of theInternet for the benefit of all people throughout the world...“

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Internet Organisationen (4/5)

IANA und ICANN Vergabe von weltweit eindeutigen Adressen und Namen im Internet Bis 1998 alleinige Aufgabe der IANA (Jon Postel) danach gliedert sich die IANA als Unterorganisation in die

neugegründete ICANN ein Delegiert IP-Adressvergabe an regionale Unterorganisationen (RIR) Verwaltet Root-Nameserver Daten (DNS) ICANN ist Zusammenschluss aus Interessenvertretern aus

Industrie und Wirtschaft Verwaltung von Namen und Adressen sowie Festlegung von

technischen Verfahrensstandards

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

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Internet Organisationen (5/5)

World Wide Web Committee (W3C) 1994 von Tim Berners-Lee gegründet Internationales Gremium zur Standardisierung der das WWW

betreffenden Sprachen und Technologien Alle Technologien müssen frei von Patenten und Rechten Dritter

sein (Open Standards) 433 Mitglieder

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

„..to lead the WWW to ist full potential by developing protocols andguidelines that ensure long-term growth for the Web.“

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Internet Standardisierungsprozess (1/4) Request for Comments (RFC)

RFC = Vorschlag für einen neuen Standard

Autor reicht einen Vorschlag beim IAB ein RFC wird darauf hin von IAB oder IETF als RFC veröffentlicht bis RFC als Standard verabschiedet werden kann, muss dieser

den Internet-Standardisierungsprozess durchlaufen

RFCs werden fortlaufend durchnummeriert RFCs sind über Internet/WWW frei verfügbar und RFCs können öffentlich diskutiert werden RFCs enthalten nur technische Informationen / Spezifikationen

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

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Internet Standardisierungsprozess (2/4)

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

Internet Society(ISOC)Board of Trustees

IAB

IETF

IRTFIESG

IRSGRFC Editor

Working Group 1

Working Group 2Working Group 3Design

TeamsEinzel-

personenandereStandards

InternetCommunity

verwaltet

wähltberät

berätbeauftragt

verwaltetStandarisierungs-prozess

überblicktStandarisierungs-prozessmanaged

managedgibt Kritik undAnregungen

integriert

initiiert

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Internet Standardisierungsprozess (3/4)

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

Internet Draft

RFC(Proposed Standard)

RFC(Draft Standard)

RFC(Internet Official Standard)

changed?

changed?

Internet Draft(DS Version)

Internet Draft(STD Version)

nach IESG Genehmigung

nach IESG Genehmigung

Eingesandt durch WGoder Einzelperson

min. 6 Monate

min. 4 Monate +2 unabhängige Implementationen

ja

ja

nein

nein

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Internet Standardisierungsprozess (4/4) Einige wichtige RFCs

RFC 1160: Internet Architecture Board RFC 821: Email RFC 822: SMTP

RFC 791: Internet Protokoll – IP RFC 793: TCP Protokoll RFC 1034/1035: Domain Name Service – DNS

RFC 1630: URIs für World Wide Web RFC 1866: HTML RFC 1945/2068: HTTP

Rechnernetze und Internettechnologien3.6 Internet Organisationen und Standards

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

3.1 Grundbegriffe der Rechnervernetzung3.2 Paketvermittlung3.3 Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell3.4 ISO/OSI-Referenzmodell3.5 TCP/IP Referenzmodell3.6 Internet Organisationen und Standards

Rechnernetze und Internettechnologien

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3. Grundlagen der Rechnervernetzung

Literatur Ch. Meinel, H. Sack:

WWW– Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien,Springer, 2004.

A. Tanenbaum:Computer Networks,4th ed., Pearson, 2003.

Rechnernetze und Internettechnologien