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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/
Rechnernetze und InternettechnologieDr.rer.nat. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik GmbH, Universität Potsdam, E-Mail: [email protected] 2
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
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Wie lassen sich diese Kommunikationsvarianten effizient umsetzen ?
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Empfänger
Unicast 1:1 Kommunikation (1 Sender 1 Empfänger)
Sender
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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
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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
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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
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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
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Internet Standardisierungsprozess (2/4)
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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)
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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
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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.
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