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kostengünstige und leistungsfähige Prozessoren (-> PCs)schnelle Kommunikation über Hochleistungsnetze
Verteilte SystemeAnsammlung unabhängiger Rechner, die dem Benutzer als Einzelcomputer erscheinen (nach Tanenbaum)System, das nicht funktioniert, weil irgendein Rechner ausgefallen ist, von dem man bisher keine Ahnung hatte, dass es ihn gibt und wofür er gebraucht wird (nach Lamport)
Struktur von TCP/IPEinfache IP-ProtokolleSender/Empfänger-KoordinationTransmission Control Protocol (TCP)Überlastkontrolle
4. Vermittlungsschicht und RoutingDienstmodelle im NetzRouting-VerfahrenHierarchisches Routing und SubnetzbildungDas Internet-Protokoll IPAdressierung im InternetIP-Protokoll Version 6
Übersicht Teil 11.1 Einführung1.2 Netztopologien1.3 Anforderungen an ein Netz 1.4 ISO/OSI-Referenzmodell1.5 ISO/OSI und TCP/IP1.6 Bandbreite und Performance
ZuverlässigkeitNetz und seine Dienste sollen 99,9.. % verfügbar seinDaher: Maßnahmen zur Erhöhung der ZuverlässigkeitHardware
Stromversorgung (Unterbrechungsfreie Stromversorgung)Ausfallsichere Hardware für Netzserver (z.B. mit ausreichender Kühlung)Mehrere, redundante Verbindungen innerhalb des Netzes (z.B. durch Ringform)
SoftwareSpezialisiertes und optimiertes Betriebssystem für Hochlastnetzverteiler (Router, Switches)Stabile und fehlertolerante Systeme bei StandardhardwareStabile Anwendersoftware, aufeinander abgestimmt
SicherheitStandort der Server sicher vor Brand/Wasserschäden, Sabotage etc.Regelmäßige Datensicherungen der Server, sichere Verwahrung der Backup-Datenträgerverteilte Datenhaltung (z. B. Raid Systeme)Informationssicherheit
Authentisierung (Sicherstellen der Identität eines Teilnehmers/Knotens)
Abfrage von Kennwörtern, Überprüfung der Hardware-IdentitätAuthorisierung (Rechte der Teilnehmer für Zugriff auf Ressourcen im Netz)Verschlüsselung vertraulicher Daten
Z.B. verschlüsselte Übertragung von KennwörternSicherstellung der unveränderten Übertragung von Daten
Zugang von außen geschützt durch eine FirewallProxy-Server für das Surfen im Netz
SchichtenbildungVerwende Abstraktionen, um die Komplexität zu verbergenAbstraktion führt natürlicherweisezu SchichtenbildungVerschiedene Abstraktionen in jederSchicht
Rahmen für die Standardisierung von Kommunikationsprotokollen bezüglich ihres Verhaltens nach außen
ISO = International Standardization OrganizationSchaffung der Grundlage für offene Systeme:
OSI = Open Systems Interconnection
Offenes System:Systeme, die darauf angelegt sind, mit anderen Systemen zu kommunizierenBasis ist die Erfüllung von Standards für den DatenaustauschKompatibilität unterschiedlicher und heterogener Systeme miteinander
Geschlossenes System:proprietäre Kommunikationsmechanismeninkompatibel mit anderen Systemen
EntwurfsprinzipienReduzierung der Komplexität durch Definition einer Schichtenhierarchie
unterschiedliche Abstraktionsebenen der Schichtengenau definierte Funktion jeder Schichtgegenseitige Nutzung von Funktionen nur zwischen benachbarten Schichten
sinnvolle Balance zwischen Trennung unterschiedlicher Funktionenund Handhabbarkeit der Architekturminimaler Informationsfluss zwischen benachbarten SchichtenKompatibilität mit international genormten Protokollen bei Definition von Funktionen
Hierarchie aus 7 SchichtenHierarchie aus 7 Schichten
Zahlenformate (Byte-Ordnung), StringdarstellungUmwandlung von lokaler in Transfersyntax (z.B. Abstract Syntax Notation (ASN.1) oder External Data Representation(XDR)) und umgekehrt
englische Bezeichnung: Transport LayerEnde zu Ende-Kommunikation
Kommunikation zwischen Quelle und ZielAufbau und Trennung von Verbindungen, FlusssteuerungUnabhängigkeit von beteiligten Subnetzen, deren Qualität und deren verwendeter Technologie
Mechanismen zur Steigerung des Durchsatzesggf. Aufbau mehrerer Verbindungen und parallele Nutzungüberlappende Nutzung einer Verbindung (Multiplexing)
Dienstgüte und -artVerhandlung zwischen beteiligten Parteien z.B. über
Umfang der FehlerbehandlungForm der Verbindungsnutzung (Punkt-zu-Punkt, Broadcast ...)
englische Bezeichnung: Network LayerSteuerung des Subnetzes
Leitwegbestimmung für zu übermittelnde Paketestatische oder dynamische Festlegung der zu verwendenden Route
ÜberlastungssteuerungVermeidung bzw. Auflösung von Engpässen bei hohem Verkehrsaufkommen
Anpassung von Paketformaten und AdressierungsschemataUmsetzung beim Übergang zwischen heterogenen Netzen
vor allem wichtig im InternetSegmentierung von Paketen in Rahmen (senderseitig) bzw. Zusammenfügen von Rahmen zu Paketen (empfangsseitig)Abrechnungsfunktion
englische Bezeichnung: Data Link LayerStrukturierung des Bitstroms
Zerlegung des Bitstroms in Blöcke (Rahmen) fester oder variablerLängeKennzeichnung der Rahmengrenzen, z.B. durch Sondersymbole
Gesicherte Übertragung von DatenAustausch von Daten- und zugehörigen QuittungsrahmenFlusssteuerung zur Vermeidung von Datenüberflutung und -verlustFehlererkennung und -behebung
Kanalzugriffsregelungkonkurrierender oder gesteuerter Kanalzugriff
englische Bezeichnung: Physical LayerÜbertragung eines „rohen“ Bitstroms
über Kommunikationskanal, der zwei beteiligte Partnerinstanzen physisch miteinander verbindetungesicherte reihenfolgeerhaltende Datenübertragung
FestlegungenBetriebsart (Übertragungsrichtung, Parallelität, Synchronisation)Darstellungsform der Elementarinformation (Signalcodierung, Modulationsart, Trägerfrequenz)Übertragungsmedium (elektrische Spannung über Kabel, Lichtimpulse über Lichtwellenleiter, elektromagnetische Strahlung per Radio oder Mikrowellenübertragung)
konzeptuelle Unterscheidung zwischenDiensten: Leistungsangebot für andere SchichtenSchnittstellen: Beschreibung der Zugriffsmöglichkeiten aufLeistungsangeboteProtokollen: Implementierung bestimmter Dienste
TCP/IP-Modellkeine klare Unterscheidung zwischen Diensten, Schnittstellen und Protokollen
⇒ Protokolle im ISO/OSI-Modell leichter austauschbar
ursprünglich stark auf verbindungsorientierte Dienste und Protokolle ausgerichtetverbindungslose Dienste und Protokolle erst im Nachhinein berücksichtigtauf Vermittlungsschicht verbindungsorientierte und verbindungslose Kommuni-kationauf Transportschicht nur verbindungsorientierte Kommunikation
TCP/IP-Modellauf Vermittlungs- (Internet-)schicht nur verbindungslose Kommunikationauf Transportschicht verbindungsorientierte und verbindungslose Kommunikation
AufgabeBerechnen Sie die Latenz (vom ersten gesendeten bis zum letzten empfangenen Bit) für ein 10 MBit/s-Ethernet mit drei Speichervermittlern (Store-and-Forward-Switche) auf der Strecke und einer Paketgröße von 5.000 Bit. Gehen Sie davon aus, dass jede Verbindungsleitung eine Ausbreitungs-verzögerung von 10 µs einführt und dass jeder Switchsofort, nachdem er ein Paket vollständig empfangen hat, mit der erneuten Übertragung beginnt.