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Referat-Protokolle

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                 Netzwerk-
I. Welchen Zweck erfüllen Protokolle?
    Protokolle legen fest, wie etwas zu geschehen hat.



                 Protokolle
    Bsp.:   Wenn sich zwei hohe Staatsleute
            verschiedener Nationen treffen,
            dann halten sie sich auch an ein
            Protokoll, welches ihnen vorschreibt,
            wie sie sich zu verhalten haben.
            Ohne Protokolle würde sich jeder so
            verhalten, wie es ihm gerade einfällt.
            Der Erfolg eines solchen Treffens
            wäre kaum vorhersagbar.
2              Netzwerk-Protokolle
Um eine Kommunikation durchzuführen, müssen sich die Kommuni-
kationspartner an bestimmte Regeln halten und die gleiche
„Sprache“ sprechen.
Auch bei Computernetzen ist eine Vereinbarung über den
      Das von neue
                                 ?
Austausch ist der Daten zwingend erforderlich: Ich verstehe
         Entwurf!
                Übertragungsrichtung          hier absolut
                Prioritäten
                                                  nichts.
                Fehlerüberwachung
                Reihenfolgeüberwachung
                Flusskontrollmechanismen
                Segmentierung und Zusammensetzen von Nachrichten
                Multiplexing
                Routing usw.

    Ein Protokoll ist definiert als die Gesamtheit aller Vereinbarungen
    zwischen Anwendungsprozessen zum Zweck einer gemeinsamen
    Kommunikation.
3               Netzwerk-Protokolle
                  II. Kommunikationsarten

    Rechner A           Rechner B   Eigenschaften:
                                    • Einfache Kommunikationsmethode
                                    • Fester Weg zwischen den Teilnehmern
                                    • Vermittlungsknoten schalten die Leitungen durch
                                    • Exklusive Nutzung der Leitung
                                                      Telefon = Leitungsvermittlung
                                         virtuelle Verbindung = Paketvermittlung
    Rechner C



Verbindungsorientierte Kommunikation (z.B. Telefon) - sog. Vermittlungsnetze:

 • Verbindungsaufbau:
       - Auswahl des Kommunikationspartners bzw. des Endgeräts,
       - Überprüfen der Kommunikationsbereitschaft,
       - Herstellen der Verbindung
 • Nachrichtenübertragung: Informationsaustausch zwischen den Partnern
 • Verbindungsabbau: Freigabe der Endgeräte und Übertragungskanäle
4               Netzwerk-Protokolle
                 II. Kommunikationsarten
    Rechner A           Rechner B


                                    Eigenschaften:
                                    • Nachricht wird in Pakete zerlegt
                                    • Zugriff ist immer möglich
                                    • geringe Störanfälligkeit
                                    • es existieren alternative Pfade für die Pakete
    Rechner C
                                    • zusätzlicher Aufwand in den Zwischenknoten



Verbindungslose Kommunikation       (z.B. Local Area Network):

• Die Daten werden durch den Transport von Paketen mit fester Länge
   übertragen.
• Das Senden erfolgt spontan ohne Reservierungen, dabei werden Absender
  und Zieladresse angegeben.
 5                   Netzwerk-Protokolle
                   Sie Mehrschichtiges Kommunikationsmodell
                 III. benötigen zur Kommunikation diedas Sekretariat benötigt.
                  Übertragung der Informationen wird Übersetzer.
              ZurDie beiden Philosophen sprechen unterschiedliche Sprachen.

                  Standort A                                      Standort B
Philosoph A                          Nachricht                                 Philosoph B
  Indien                  J‘aime                                  Ich mag      Deutschland
                            les                                    Kanin-
                                             Gleichrangige
                          lapins.                                  chen.
                                          Kommunikationspartner
                                              (Schicht 3)


                                    Information
Übersetzerin                          für die
                         Sprache:                                 Sprache:     Übersetzer
                                    Übersetzung
                         Englisch                                 Englisch
                          I like                                   I like
                         rabbits.            Gleichrangige        rabbits.
                                          Kommunikationspartner
                                              (Schicht 2)


                                    Information
                                      für die
  Sekretär               E-Mail 5                                 E-Mail 5
                                    Übermittlung                               Sekretärin
                         Sprache:                                 Sprache:
                         Englisch                                 Englisch
                                             Gleichrangige
                          I like          Kommunikationspartner    I like
                         rabbits.             (Schicht 1)         rabbits.
6              Netzwerk-Protokolle
III. Mehrschichtiges
Kommunikationsmodell
 Gleichrangige Kommunikations-
  partner (Peers) nutzen die
  Dienste der jeweils unterge-
  ordneten Ebene (Schicht).
    Die Philosophen bedienen sich ihrer
    Übersetzer; die wiederum nutzen
    die Dienste des Sekretariats.

 Die Art und Weise, wie die Kommunikation stattfindet ist für den Dienst-
  nutzer (die übergeordnete Schicht) transparent.
    Die Übersetzer könnten sich auch in einer anderen Sprache verständigen.

 Die Kommunikationsmittel innerhalb einer Schicht können von beiden Part-
  nern jederzeit einvernehmlich geändert werden.
     Im Sekretariat könnte man statt der E-Mail auch ein Fax benutzen.
7               Netzwerk-Protokolle
              „Grundlegendes Architekturkonzept“
          Aus dem Kommunikationsmodell entsteht ein …
                    für Netzwerk-Software

                   Protokoll von Schicht 5   • Schicht (layer)
Schnittstelle
                                               Aufgabe ist die Bereitstellung
Schicht 4/5                                    von Diensten für die überge-
                   Protokoll von Schicht 4     ordnete Schicht
Schnittstelle                                • Schnittstelle (interface)
Schicht 3/4
                   Protokoll von Schicht 3     definiert welche Dienste und
                                               Operationen die darunter-
Schnittstelle                                  liegende Schicht anbietet
Schicht 2/3
                   Protokoll von Schicht 2   • Protokoll (protocol)
                                               definiert das Regelgefüge
Schnittstelle
                                               der Kommunikation
Schicht 1/2
                   Protokoll von Schicht 1
                                             • Dienst (service)
                                               besteht aus einer Gruppe von
                                               Operationen (Methoden)
                   Übertragungsmedium
8                Netzwerk-Protokolle
          Unabdingbare Voraussetzung für den praktischen Einsatz von
                Kommunikationssystemen (Netzwerken) ist die
                        IV. Standardisierung.
Erfolgreiche Standardisierung ist sehr schwierig, weil:
• komplizierte technische Probleme zu lösen sind
• die beteiligten Partner, z.B. Firmen, z.T. eher gegeneinander als miteinander arbeiten
• Konsequenz: Die Standardisierung erfolgt sehr langsam (Bsp.: DVD-Standard)

International Standards Organization - ISO                                www.iso.ch
• Organisation, die auf freiwilliger Basis arbeitet (seit 1946)
• Mitglieder sind Standardisierungsorganisationen aus ca. 90 Ländern
• Beschäftigt sich mit einem sehr weiten Spektrum von Standards
• Hat 200 Technical Committees (TC) mit spezifischen Aufgaben
  (z.B. TC97 für Computer und Informationsverarbeitung)


Eine besondere Leistung der ISO bzgl. der Datenkommunikation ist
das Konzept des       „ISO / OSI-Referenzmodells“.
 OSI: Open Systems Interconnection
9                    Netzwerk-Protokolle
    V. Das ISO / OSI-7-Schichtenmodell (Referenzmodell)
                       Sender                                             Empfänger
                                           Anwendungsprotokoll
             7       Application                                          Anwendung          7
                                           Darstellungsprotokoll
             6    Representation                                          Darstellung        6     anwendungs-
                                             Sitzungsprotokoll                                     orientiert
             5         Session                                              Sitzung          5
                                            Transportprotokoll
             4       Transport                                            Transport          4
                                                                                                    netz-
                                            Netzwerk-Router-                                        orientiert
             3        Network                                            Vermittlung         3
                                                Protokoll
                                            Data-Link-Protokoll
             2           Link                                              Sicherung         2

                       Physical             Bit-Übertragungs-          Bitübertragung 1
             1                                   Protokoll

Bitübertragungsschicht
Vermittlungsschicht
Sitzungsschicht
Darstellungsschicht
Anwendungsschicht
Sicherungsschicht
Transportschicht
  Schicht 6
   Schicht 5
  Schicht 73
           2
           41    Die Schicht 2 wandelt die den Dialog die Anwendungsschicht inher. geeignetes Formatfindet Daten.
                  Diese Schicht organisiert zeitliche undden unterenEndsystemen. Sie enthält Steuerungsmechanismen
                                steuert Verbindung denzwischen Schichten ein Auf Informationen oder
                                 ist verantwortlich für     physikalischen Transport der dieser
                                             Daten zur
                 Diese Schicht stellt die mechanischedar,logische getrennte Kommunikation zwischen den und den
                 Diese Schicht enthält ProzedurenfürzuFehlererkennung, Fehlerbehebung und Datenflusskontrolle.
                                stellt die Verbindung zwischen den den anwendungsorientiertenEbene um. die
                                                                                                Schichten
   Network
     Link
   Session
  Application
Representation
    Physical
  Transport      für den die elektrische,die Daten
                 Diese Schicht wandelt Schichten. von und Anwendungsschicht in ein geeignetes Format um.
                 Dateneingabe und -ausgabe unabhängig von Medium und Topologie. zum Übertragungsmedium.
                  Sie ist Datenaustausch.               der funktionale Schnittstelle
                 verschiedenen Endgeräten, statt.
                 transportorientierten
                  Das Übertragungsmedium ist jedoch kein Bestandteil der Schicht 1.
10            Netzwerk-Protokolle
VI.    Netzwerk-Protokolle

Das Protokoll ist die Sprache, mit
der sich die Computer unterhalten.
Der Datenaustausch erfolgt in
Datenpaketen (Frames). Diese Frames
haben je nach verwendetem Protokoll
einen unterschiedlichen Aufbau.

Damit sich ein Rechner mit einem
zweiten Rechner oder anderem Gerät
unterhalten kann, müssen beide wissen,
in welcher Sprache sie dies tun sollen.

Deshalb müssen bei der Einbindung von
Rechnern in ein Netzwerk ein oder
mehrere Protokolle installiert werden.
11             Netzwerk-Protokolle
     IPX/SPX
     IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange)
     ist ein Netzwerkprotokoll von Novell,
     das zur Kommunikation zwischen
     Netware-Server und Client dient.




                       Diese Kommunikation erfolgt mittels
                       Datenpaketen (Frames) und ist verbindungslos,
                       das heißt, sie enthalten Absender- und Zieladresse.

                       IPX kontrolliert nicht, ob die Pakete angekommen sind.
                       Die Fehlerfreiheit wird durch SPX realisiert.
12             Netzwerk-Protokolle
     NetBEUI

NetBEUI (Net BIOS Extended User Interface)
ist ein nicht routingfähiges Standard-Protokoll für Intranet-Anwendungen
in Microsoft-Netzwerklösungen.

 Nicht routingfähig bedeutet, dass die Datenpakete keine vollständige
 Sende- und Empfangsadresse enthalten und daher nicht über einen Router
 über das LAN hinaus in ein WAN übertragen werden können.

NetBEUI sollte nicht mit NetBIOS verwechselt werden:
  NetBIOS ist das API (Application Program Interface), also die Programmier-
   schnittstelle zum Schreiben von Anwendungssoftware z.B. für Betriebs-
   systeme und Kommunikationsprotokolle
  NetBEUI ist das Transportprotokoll.
13               Netzwerk-Protokolle
        TCP/IP
     Alle Rechner, die im Internet miteinander Daten austauschen, tun dies über
     das TCP/IP Protokoll.     TCP = Transmission Control Protocol,
                                IP = Internet Protokoll.
                                               Das Internet Protocol (IP) ist auf der
                                               Netzwerkschicht (Ebene 3) angesiedelt
                                               und bildet zusammen mit dem
                                               Transmission Control Protocol (TCP)
                                               (Transportschicht) ein Protokollpaar
                                4    TCP/IP istder Internet-Architektur. Die Haupt-
                                                 eine Protokoll-Kombination, die die
                                3              aufgabe des IP Vermittlung aus
                                     Schichten Transport undProtokolls ist das dem
                                     OSI-Schichtenmodell erfolgreich verbindet.
                                               Adressieren von Rechnern sowie das
                                               Fragmentieren von Paketen der darüber
                                               liegenden Schicht. IP stellt die End-
                                               systemverbindung der Partnerrechner
                                               her.
Das Transmission Control Protocol (TCP), das in der Stapelstruktur direkt über dem IP
liegt (Ebene 4), sorgt für verlustfreien Datentransfer. Durch Prüfsummenbildung und
andere Kontrollmechanismen stellt es sicher, dass z.B. Dateien, die zur schnelleren Über-
tragung in einzelne Pakete getrennt wurden, vollständig und in der richtigen Reihenfolge
beim Empfänger ankommen.
14             Netzwerk-Protokolle
                   Die IP-Adresse stellt im Internet eine Art Hausnummer für jeden
IP-Adresse         angeschlossenen Rechner dar. Nur durch diese Nummer wissen die
                   Router, wohin sie die Pakete zustellen müssen.
Eine gültige IP-Adresse besteht aus vier Zahlen zwischen 0 und 255, die durch drei
Punkte getrennt werden (z.B.: 194.230.245.21). In dieser Form braucht die Adresse
nur 4 Bytes an Platz (jede Zahl verbraucht 1 Byte) und bieten einen theoretischen
Adressraum von über 4 Milliarden möglicher IP-Adressen.
                                     Weitere Informationen zur IP-Adressierung
                                     siehe Referat „TCP/IP Protokollkombination“.

 Damit eine IP-Adresse im Falle einer geplanten Anbindung an das Internet
 eindeutig ist, muss sie an einer zentralen Stelle beantragt werden und darf
 nicht beliebig verwendet werden.

 InterNIC = Internet Network Information Center (http://www.internic.net)
   EUNIC = Europäisches NIC
   DENIC = Deutsches NIC (http://www.denic.de)

 Das Deutsche Network Information Center mit Sitz im Rechenzentrum der
 Universität Karlsruhe verwaltet die Vergabe von IP-Nummern und Namen
 der .de-Domains. Es betreibt den Primary NameServer für die .de-Domains.
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 VII. Quellenangaben:   http://www-i4.informatik.rwth-aachen.de
                        (Prof. Dr. Otto Spaniol / Dipl.-Inform. Dirk Thißen)

                        http://www.fh-duesseldorf.de
                        (Prof. Dr. Ing. Thomas Zielke)

                        http://www.stefan-lenz.ch

                        http://www.e-online.de

                        http://www.netzmafia.de
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