Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Kommunikationssysteme
Kommunikation und NetzeJürgen Schüler
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Inhaltsfolie 1
• Literatur• Kommunikation - Einführung• Prinzip der Datenübertragungssysteme• Technische Grundlagen der Kommunikation
– Datenstationen
– Datenübertragungsweg - physikalische Übertragungsmedien• Beurteilungskriterien für physikalische Übertragungsmedien• Übertragungsmedien im Vergleich• Beispielhafte Anwendungen der Übertragungsmedien
– Datenübertragungsverfahren• Übertragungsverfahren• Gleichlaufverfahren• Signalübertragungsverfahren• Darstellungsformen von Impulsen für die Datenübertragung• Betriebsarten
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Inhaltsfolie (2)
• Rechnernetze– Netzwerktopologien
• Telekommunikationsnetze– Angebotene TK-Netze
– Faktoren der Grundpreise (G) und der Verbindungspreise (V)
– Vermittlungsverfahren
– Verfahren für die digitale Übertragung
– ISDN
– Digitale Übertragung auf Telefonkabeln mit xDSL
– Aufbau eines ADSL-Systems
• Protokolle und ihre Verwendung in Netzwerken– OSI-Referenzmodell für DÜ
• Transportnahe Standards– Netzzugangsschicht: Leitungsvermittelte analoge Telefonnetze
– Netzzugangsschicht: Paketvermittelte Datendienste
• Anwendungsnahe Standards• Schichteneinteilung bei ISO/OSI und TCP/IP
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Inhaltsfolie (3)
– LAN-Techniken im Vergleich– Beurteilungskriterien für die Datenübertragung– Bewertungskriterien Rechnernetze
• TK-Dienste: Internet und Sicherheit– TK-Dienste: Internetdienste– TK-Dienste: Sicherheitsdienste
• Ausprägung von Unternehmensnetzwerken– Klassisches Terminalnetz– Anschlußformen entfernter Datenstationen– Netzverbund– Sprach- und Datenkommunikation mit TK-Anlagen– Klassische verteilte Verarbeitung– Alternativen der Aufgabenverteilung bei verteilter Verarbeitung– Prinzip des Client/ Server-Modells– Formen der Aufgabenverteilung im Client/Server-Modell– Alternativen der IV-technischen Verteilung– Zentral gesteuerter Client/Server-Betrieb
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Literatur
• Stahlknecht, P.; Hasenkamp, U.: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl., Berlin 1999.
• Alpar, P. et al.: Anwendungsorientierte Wirtschaftsinformatik, 2. Aufl., Braunschweig 2000
• Hohmann, Peter: Datenverarbeitung für Betriebswirte. Köln, 1997• Hansen, H.R.: Wirtschaftsinformatik I, 9. Aufl., Stuttgart 2005.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Kommunikation - Einführung
• Kommunikation ist der Austausch von Informationen zwischen Sendern und Empfängern. Dazu gehört auch, dass Sender und Empfänger einander verstehen. Informationen (Bilder, Texte, Daten, Sound, Videos) werden für die Kommunikation digital umgesetzt. – Mensch-Mensch-Kommunikation
– Mensch-Maschine-Kommunikation
– Maschine-Maschine-Kommunikation
• Kommunikationssystem ist die Gesamtheit aller Sender-, Empfänger- und Übertragungseinrichtungen wie Datenstationen, Leitungen, Übertragungsverfahren und Protokolle, etc.)
• Nach der Form ausgetauschter Informationen wird unterschieden:– Sprachkommunikation
– Datenkommunikation
– Textkommunikation
– Bildkommunikation (Standbilder (Fax), langsame Bewegtbilder (WWW), Bewegtbilder (Videokonferenz)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Kommunikation - Einführung
• In der WI wird unterschieden zwischen– Individualkommunikation, d.h. die Kommunikation zwischen einer
beschränkten Anzahl von Partnern (Rechnerkommunikation in standortübergreifenden und standortspezifischen Netzen auf Basis von Vermittlungsnetzen) und der
– Massenkommunikation, d.h. die Kommunikation zwischen einer Quelle und einer unbegrenzten Anzahl von Empfängern, i.d.R. ohne Rückkanal zum Empfänger (Einwege-Kommunikation, bspw. Hörfunk, Fernsehen). Ausnahme: Breitband-Kabelnetze
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Datenstation Datenstation
Kommunikations-einrichtung
Prinzip der Datenübertragungssysteme
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
• Datenübertragungswege • Datenübertragungsverfahren
Endein-richtungen
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
• Neben den Geräten, Leitungen und Verfahren werden– Schnittstellen für den Anschluß der Geräte an die Netze und
– Protokolle zur Verständigung zwischen den an der Kommunikation beteiligten benötigt.
• DIN 44331 definiert das Netz als die Gesamtheit der Leitungen, Vermittlungsstellen und Teilnehmereinrichtungen. – Standortübergreifend - unter Nutzung von Übertragungswegen von
staatlich lizenzierten Betreibern - und
– innerhalb desselben Standorts
• Netzwerkarchitektur: Gesamtheit der Netzstrukturen, Hardware-Komponenten, Übertragungswegen und Steuerungssoftware
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Schnittstellen
• Schnittstellen sind Übergabestellen zwischen den Datenendeinrichtungen und den Übertragungswegen. Zu einer Schnittstelle gehören:
– die physikalischen Eigenschaften der Schnittstelle: mechanische und elektrische Eigenschaften
– die Bedeutung der an der Schnittstelle ausgetauschten Signale, wie etwa Aufbau von Befehlen und Meldungen und
– die gegenseitige Abhängigkeit der ausgetauschten Signale, wie die Richtung der Signale und die Reihenfolge der Bit
• Schnittstellennormierungen erfolgen durch die ISO, ANSI und DIN; auf internationaler Ebene die ITU-TSS (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector)
– Serie V für das analoge Telefonnetz• V.24: Serielle Schnittestelle für die analoge Übertragung• V.32: DÜ für Modems (9.600 bit/s) u.a. V.90 für 56.000 Bit/s
– Serie X für die digitale Netze, bspw.• X.21: Schnittstelle zwishen DEE und DÜE für synchronen Betrieb in
Datennetzen• X.25: Schnittstelle zwischen DEE und DÜE für Paketvermittlung• X.31: Paketvermittlung über ISDN
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Protokolle
• Zur Steuerung des Ablaufs der Datenübertragung werden Protokolle benötigt. Sie sind Vereinbarungen über den organisatorischen Ablauf jeder Übertragung.
• Der Ablauf jeder Übertragung besteht aus den Phasen– Verbindungsaufbau
– Aufforderung zur Übertragung
– Übertragung
– Beendigung der Übertragung
– Verbindungsauflösung
• OSI (Open System Interconnection) hat das Ziel, offene Kommunikationssysteme zu standardisieren. – ISO / OSI Referenzmodell
– ....
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Technische Grundlagen der Kommunikation
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Technische Grundlagen der Kommunikation
D aten s ta tion en D aten ü b ertrag u n g s -w eg
D aten ü b ertrag u n g s -verfah ren
D aten ü b ertrag u n g s -sys tem e
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Datenstationen
Datenstation
DEE DÜE
Datenstation
DEE DÜE
ÜbertragungswegÜbertragungsverfahrenl
• Datenendeinrichtung (DEE):• Datenübertragungseinrichtung (DÜE): Die DÜE setzt die von der DEE
gesendeten Daten und Steuerinformationen entsprechend der vom Datenübertragungsweg geforderten Protokolle und Übertragungsverfahren zur Datenübertragung um. Sie besteht aus einem Signalumsetzer und einer Anschalteinheit.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Datenübertragungsweg - physikalische Übertragungsmedien
Kabel-Verbindung
PhysikalischeVerbindung
OptischeVerbindung
Funk-Verbindung
Kupfer-kabel
Glasfaser-kabel
TerrestrischerFunk
Satelliten-funk
Adern-paare
Koaxial-kabel
Zellular-funk Richtfunk
Infrarot-Verbindung
Laser-Verbindung
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Übertragungsmedien im Vergleich
Bestandteile Übertragungs-geschwindig-keit
Max. Länge Vorteile Nachteile
Kuperkabel 4 verdr. Aderpaaremit untersch.vielen Windungenpro Meter
4 Mbps bis 100Mbps
Bis ca 100m;Verstärker bis5000merforderlich
leicht zu ver-legen, billig
FürKurzstreckenund geringeDatenvoluminageeignet
Koaxial-kabel
Kupferkabel mitIsolationsschichtund metall. Ab-schirmung sowieäusserem Mantel
10 Mbps bis800 Mbps
Bis zu 3000m; leicht zu ver-legen, einfacheAnschluß-technik, kosten-günstig,preiswert
Für Kurzstrec-ken u. geringeDatenvoluminageeignet.Anwendungs-bezogen
Glasfaser-kabel
Glasfaser ist innendünner Zylinderumgeben v. Glas-mantel. Bestand-teile habenunterschiedlicheLichtbrechung
100 Mbps biseinige Gigabit/s
Bis 30Kilometer
Hohe Ge-schwindigkeit,große Entfer-nungen ohneVerstärker, ab-hör- u. ablen-kungssicher
EmpfindlicheKabel, teureund aufwändigeVerlegungStörunempfind-lich
Richtfunk Elektromagne-tische Welle zurÜbertragung
Erdfunk: bis 4Mbps; Satellit:bis 2 Gbps
SchnelleÜberbrückungv. großenEntfernungen
Aufwändig,teuer
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Beispielhafte Anwendungen der Übertragungsmedien
• Kupferkabel (werden heute nicht mehr verlegt)– traditionelle Verkabelung „Telefonleitungen“
– inhouse LAN-Verkabelung, die auch für die Datenübertragung genutzt wird.
• Koaxialkabel– typische Verkabelung in internen Netzen (Backbone (Thicknet-Koaxial))
– LAN, Kabelfernsehen
– verbreitet für die normale datenorientierte Client-Server-Anwendungen und Host-Terminalemulationen (interne Netze, ....)
• Glasfaserkabel– neue Verkabelung für hohe Geschwindigkeiten und hohe Datenvolumina,
(ablenkungssicher bspw. In Krankenhaus-Funktionsbereichen, Hochgeschwindigkeitsnetze im RZ-Betrieb)
– LAN, WAN, MAN (Metropolitan Area Network)
• Richtfunk
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Beurteilungskriterien für physikalische Übertragungsmedien
• Übertragungsrate– Bit per sec (bps), Kilobit per sec (Kbps), Megabit per sec (Mbps), Gigabit
per sec (Gbps)
• Form der Signalübermittlung (digital, analog)
• durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit
• Maximale Länge, Reichweite
• Netzabdeckung
• Abschirmung
• Abhörsicherheit
• Störanfälligkeit
• Anzahl und Kosten für die Zwischenschaltung von weiteren Geräten
• Kosten für die Verlegung
• notwendige / vorhandene Übertragungsverfahren
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Datenübertragungsverfahren
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Übertragungs-verfahren
Zeichen-übertragungs-verfahren
Gleichlauf-verfahren
Signal-übertragungs-verfahren
Betriebsverfahren
bitseriellbitparallel
asynchronsynchron
analogdigital
simplexhalbduplexvollduplex
Übertragungsverfahren
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Gleichlaufverfahren
• Asynchron:
Die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger wird durch ein Übertragungssignal (Start-/Stopp) hergestellt (Start-Stopp-Transmission). „Start-einzeichen-stopp“-“start-einzeichen-stopp“
• Synchron:
Die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger wird durch eine Taktinformation unabhängig von der Datenübertragung erreicht. „start-übertragungvonzeichen-stopp“
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Modem
Umwandlungdigital analog
Analoges Übertragungsverfahren
Digitales Übertragungsverfahren
Analoge Quelle, z.B. Telefon
Analoge Quelle, z.B. Telefon
Digitale Quelle,z.B. PC
Digitale Quelle,z.B. PC
Übersetzung in analoge Signale
Übersetzung in analoge Signale
Übersetzung inelektrische Impulse
Übersetzung inelektrische Impulse
Umwandlung analog digital
Digitaler Kanal, z.B.ISDN
Analoger Kanal, z.B.Telefonnetz
Signalübertragungsverfahren
Stahlknecht/Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Betriebsarten
• Simplex: Übertragung nur in eine Richtung; bspw. Fernsehen
• Halbduplex: zu einem Zeitpunkt kann der Sender senden, zu einem anderen Zeitpunkt empfangen, z.B. Wechselsprechanlage, Fernschreiber, Amateurfunk
• Vollduplex: Sender und Empfänger können gleichzeitig senden und empfangen (Telefon)
Sender EmpfängerÜbertragungskanal
SenderEmpfänger
EmpfängerSender
Übertragungskanal
SenderEmpfänger
EmpfängerSender
Übertragungskanal
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Telekommunikationsnetze
Standortübergreifende Netze unter Zuhilfenahme der Übertragungswege bspw. der Telekom
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Telekommunikationsnetze
Te le fonF ax, Te lex
an a log
IS D N B -IS D N
d ig ita l
F es tn e tz
C -N e tz
an a log
D -N etz E -N e tz D aten fu n k S ate lliten fu n k
d ig ita l
F u n kn e tz
N etze fü r d ie Te lekom m u n ika tion
• TK-Netze unterscheiden sich durch:– die Form der Signalübertragung (digital / analog)
– die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit
– unterschiedliche maximale Übertragungsraten
– die Vermittlungsart (Leitungs- oder Paketvermittlung)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Angebotene TK-Netze
Nutzung Vorteile Nachteile
Telefonnetz(analogesFestnetz)
Sprachübermittlung(Telefon)Text- und Datenübermittlg(Fax)Datenübertrag per Modem
Hohe Verfügbarkeit Sehr gute Abdeckung Automatisches Wählen mgl Kosten entspr. Verbin-
dungsdauer u. entfernung
Schlechte DÜ-Qualität Ü-Rate in Abh. vom
Modem Langsamer
VerbindungsaufbauStandlei-tung(digitalesFestnetz)
DÜ über permanenteDirektverbindung zw. 2Rechnern
Hohe DÜ-Qualität Ü-Rate zwischen 1200 bit/s
und 1,92 * 106 bit/s Gebühr abh. von Ü-
Geschwindkeit u. Distanz
Teuer 2 Geräte kommunzieren
miteinander
Paketver-mittelterDienst(Datex-P)(digitalesFestnetz)
Übertragung in Daten-paketen zwischen 2Rechnern;Keine permanentesondern fallw. Verbindg
Hohe DÜ-Qualität Ü-Rate zwischen 1200 bit/s
u. 64 bit/s Fallweise nutzbar
Kosten = Grundgebühr(Distanz,Übertragungsrate) plusVerkehrsgebühr
ISDN(digitalesFestnetz)
Integration der Kommuni-kationsdienste durch Digi-talisierung d.Telefonnetzes
sehr gute DÜ-Qualität schnell (>= 64Kbit) schneller
Verbindungsaufbau Verbreitung steigend Autom. Wählen möglich
Gebühr abh. v. Distanz,Tageszeit undVerbindungsdauer
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Verbindungsdauer
Tageszeit
Wochentag
Entfernung
Übertragungsrate
Datenvolumen
Telefon-netz ISDN
Datex-P-Netz
Stand-leitungen
V
V
V
V
V
V
V
V
G
V
G
G
Faktoren der Grundpreise (G) und der Verbindungspreise (V)
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Vermittlungsverfahren
• Leitungsvermittlung– Für die Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern wird für die Dauer
dieser Kommunikation eine ausschließliche physikalische Verbindung bereitgestellt (Leistungsreservierung). Telefonnetz, Festleitungen zwischen Filialen und Zentrale
• Paketvermittlung– Zwischen den Teilnehmern besteht eine virtuelle Verbindung, d.h. es wird
keine physische Leitung reserviert. Dabei werden standardisierte Pakete mit Steuerinfos vom Sender an den Empfänger geschickt. Nach Ankunft beim Empfänger werden die Pakete quittiert „angekommen“ und ggf. neu sortiert.
– Datex-P (Pakete zu 1.024bit)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
ISDN
• ISDN (Integrated Services Digital Network):– Universal- und Telefonnetz zur integrierten Übertragung von Sprache,
Daten, Bildern und Text
– Leitungsvermittlung
– digitales Netz
– Basisanschluß: 2 Nutzkanäle á 64 kbit/s und einen Signalisierungskanal (D-Kanal) mit 16 kbit/s. D.h. gesamte Übertragungsrate bis zu 144 kbit/s.
– Übertragungsrate ist 64 Kbit/s
– Standards und Protokolle sind in der I-Serie der ITU1-Empfehlungen zusammengestellt
• B-ISDN (Breitband Services Digital Network) ist ein Netz, das Sprach-, Daten-, Bild- und Video-Dienste im Megabit- und Gigabit-Bereich anbieten wird
1 International Telecommunication Union (http://www.itu.int)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Verfahren für die digitale Übertragung
• Basisband-Verfahren– Für ein zu sendendes Signal wird die gesamte Bandbreite, d.h. das
Frequenzspektrum eines Übertragungskanals genutzt.
• Breitband-Verfahren– mehrere Signale (entsprechend mehrere Kanäle) werden gleichzeitig
übertragen
– Signale werden auf unterschiedliche Trägerfrequenzen moduliert.
– nur auf digitalen Übertragungswegen
– Glasfaser und eingeschränkter Leistungsumfang auf Koaxialkabeln
Multimedia-Anwendungen verlangen die digitale Übertragung
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Digitale Übertragung auf Telefonkabeln mit xDSL
• xDSL (Digital Subscriber Line)– ist ein Übertragungsverfahren auf einem analogen 2-Draht-Kupferkabel.
Erreichbare Übertragungsgeschwindigkeit bis zu 2 Mbit/s in 64 Kbit/s-Schritten.
– die max. Entfernung zwischen 2 Punkten ist 6 Kilometer.
– Auf beiden Seiten ist ein Megabit- bzw. DSL-Modem nötig.
– Es wird unterschieden in:• ADSL (Asymmetric DSL)• HDSL (High-Bit-Rate DSL)• RADSL (Rate Adaptive DSL) [ermittelt max. mgl. Übertragungsrate, QM]• SDSL (Symmetric High-Bit Rate DSL)• VDSL (Very High-Bit-Rate DSL)
– Verfahren, das preisgünstig implementierbar ist.
– Verbreitung des Einsatzes zunehmend.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Überblick über DSL Technologien
http://www.elektronik-kompendium.de
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Netz
Teilnehmer
Telefonkabel(Hausanschluß)
max. 768 kBit/s
max. 8 MBit/s
Telefon
ADSL-Einheit
Aufbau eines ADSL-Systems
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Protokolle und ihre Verwendung in Netzwerken
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Protokolle
• Protokolle sind Vereinbarungen über die Vorgänge Verbindungsaufbau, Verbindungshalten, Datenübertragung und Beenden der Datenübertragung und Verbindungsabbruch.
• Beispiel für das Arbeiten eines Protokolls in einem Netzwerk– Herstellen der Verbindung mit dem Netzwerk „Ich will senden“
– Fertigmachen der Daten zur Einstellung ins Netzwerk
– Hinzufügen von Steuerungsinformationen zu den Datenblöcken „Datenpaket1-Sender-Empfänger“, „Datenpaket2-Sender-Empfänger“ usw.
– Hinzufügen von Zeitangaben und Informationen zur Fehlerkorrektur
– Übergabe der Daten an die Netzwerkverbindung und Senden der Daten
– Feststellen der fehlerfreien Datenübertragung
– Abbruch der Verbindung
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
OSI-Referenzmodell für DÜ
Anwendung
Darstellung
Kommunikation
Transport
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
Anwendung
Darstellung
Kommunikation
Transport
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
Computer 1 Computer 2B
ildun
g ei
nes
Dat
enpa
kets
Bildung eines D
atenpakets
Übertragung
Schicht 1
Schicht 2
Schicht 3
Schicht 4
Schicht 5
Schicht 6
Schicht 7
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Osi-Schichtenmodell
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
OSI-7-Layer-Modell
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
OSI-Referenzmodell für DÜ
• Anwendungsschicht– Bereitstellen von Anwenderdiensten (Filetransfer, E-Mail, entfernte Auftrags-
erledigung, Netzzugang, Datenbankzugriffe)• Darstellungsschicht
– Art der Zeichendarstellung (EBDIC, ASCII, Grafikzeichen, Formate)– Konvertierung entsprechend Protokollvereinbarung
• Kommunikationsschicht (Sitzungsschicht)– Steuerung des Rechnerdialoges (Standardisierung, Betrieb und Abbau von
Verbindungen)– Prüfpunkteinbindung zur Kontrolle der fehlerfreien Übertragung
• Transportschicht– regelt die fehlerfreie Übertragung der Datenpakete in der richtigen Reihefolge,
ohne Duplikate• Vermittlungsschicht
– Routing der Datenpakete (Adressierung an Empfänger, Umsetzung der logischen Adressen etc.) im Netz
• Sicherungsschicht– Umgeben der Daten mit Datenrahmen (Empfänger-, Absenderadressen,
Nutzdatenpakete, Steuerungsdaten)– regelt die technisch fehlerfreie Übermittlung der Datenpakete
• Bitübertragungsschicht– Übertragung der einzelnen Bits über die physikalischen Medien
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Transportnahe Standards• Transportschicht (Schicht 4): Transportprotokolle unterstützen die
Verbindungen zweier Anwendungsprozesse. Sie haben die Aufgabe, die Verbindung zwischen Endsystemen zu Teilnehmerverbindungen unter Einbeziehung aller Dienste der darüberliegenden Schichten zu erweitern, d.h. eine end-to-end-Verbindung herzustellen.
– Verbindungsorientierte Transportprotokolle, wenn eine logische Verbindung zwischen den Kommunikationspartner eingerichtet wird; dann hat das Netz die Aufgabe, für die Sequenz, Eindeutigkeit und Vollständigkeit der beförderten Daten zu sorgen.
– verbindungslose Transportprotokolle (ISO 8602), wenn auf der Netzschicht keine Beziehung zwischen zwei Paketen besteht, auch wenn sie vom selben Sender zum selben Empfänger geschickt werden.
• Netzzugangsschicht (Schichten 1-3): Netzzugangsprotokolle regeln die Nutzung von Verbindungen zwischen Systemen und beschreiben die Schnittstelle zwischen den Endeinrichtungen und den Netzzugangseinrichtungen. Differenzierung nach ISO:
– Leitungsvermittelte analoge Telefonnetze– Paketvermittelte Datennetze– Integrierte Sprach- und Datennetze– Lokale Netze
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Netzzugangsschicht: Leitungsvermittelte analoge Telefonnetze
• Analoge Telefonnetze lassen sich nur begrenzt zur DÜ einsetzen. Die Übertragungsbandbreite ist auf 3,1 kHz begrenzt. Die Netzzugangseinrichtungen an beiden Endstellen werden durch Modems realisiert. Diese können Ü-Geschwindigkeiten von 300 Bit/s bis 56 Kbit/s realisieren.
• Die digitalen Signale der Endeinrichtungen werden durch das Sender-Modem in analoge Signale verwandelt und durch das Empfänger-Modem wieder in digitale Signale zurückverwandelt.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Netzzugangsschicht: Paketvermittelte Datendienste
• X.25 regelt den verbindungsorientierten Zugang zu paketvermittelten Datennetzen öffentlicher wie privater Netzbetreiber.– X.25 regelt den Verbindungsaufbau und -abbau, den Datentransfer
während der Verbindung. – X.25 stellt Protokolle für die Schichten 1 - 3 des ISO-Referenzmodells
bereit. Die Ü-Geschwindigkeit liegt zwischen 300 und 64.000 Bit /s.– Datex-P ist ein darauf basierendes Datennetz der Deutschen Telekom.
• Frame Relay– paketvermitteltes Übertragungsverfahren der Schichten 1 und 2 des ISO-
Referenzmodells– Die korrekte Zustellung der Datenpakete liegt damit bei den
Datenendgeräten. Damit besitzt Frame Relay einen geringeren Protokoll-Overhead und ermöglicht höhere Übertragungsraten.
• ATM (Asynchronous Transfer Modus)– paketvermitteltes Ü-Verfahren, das auf jedem digitalen
Übertragungsmedium betrieben werden kann. – Breitbandverfahren– Die Ü-Geschwindigkeit liegt zwischen 155 Mbit/s und 600 MBit /s
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Mobiler Datenfunk
• Analoge Mobilfunkdienste: C-Netz von T-Mobil, verschiedene Bündelfunkdienste „chekker“
• Digitale Mobilfunkdienste – GSM: D1, D2
– DCS 1800: E1 (E-Plus), E2 (VIAG Interkom)
erlauben eine leitungsvermittelte Datenübertragung bis 9.600 bit/s. Dabei wird ein GSM-Kanal für die Dauer der Verbindung für den Datenstrom belegt. Die Abrechnung erfolgt i.d.R. nach Verbindungszeit.
– Die paketvermittelte Datenübertragung im GSM-Netz erfolgt unter GPRS „General Paket Radio Service" ist eine Erweiterung des GSM-Standards. Dabei überträgt GPRS die Daten-Pakete nur auf GSM-Kanälen, die gerade nicht für die Sprachkommunikation genutzt werden. Durch die automatische Kopplung von GSM-Kanälen ist in Zukunft die eine Übertragungskapazität von 53.000 bit/s möglich.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Mobiler Datenfunk 2
• Medacom: Reiner Datenfunkdienst (keine Sprachkommunikation) von T-Mobil, der an das Datex-P-Netz angeschlossen ist.
• UMTS (Universal Mobile Telephone System) – ab 2005
– breitbandige Übertragungsrate bis 2 Mbit/s über Mobiltelefon
– Multimediaanwendungen werden mobil verfügbar
– ÜBUNG:
– Welche Änderungen werden sich durch UMTS in der mobilen Nutzung ergeben? Wie werden sich die verfügbaren Endgeräte weiterentwickeln ?
– (s. z.B.: www.umts-webpage.de; www.d2mannesmann.de und www.t-d1.de; ....)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Anwendungsnahe Standards
• Anwendungsdienste der Schicht 7 des OSI-Referenzmodells sind unterscheidbar nach standardisierten und nicht-standardisierten (private, begrenzter Teilnehmerkreis) Anwendungsdiensten.
• Standardisierte sind allgemeingültig spezifiziert, ohne weitere Absprache nutzbar. Dies bedeutet, daß es übergeordnete Regeln und Verfahren für die Anwendungsdienste gibt, nach der weltweit die Endeinrichtungen verfahren.– öffentliche Standards
• Telefax• Videotex (BTX in D)
– private Standards• SMTP / Message Handling System X.400• Directory Services X.500• File Transfer, Access and Management (FTAM)• EDIFACT; HML/7• OSI Network Management• Distributed Transaction Processing (DTP)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
• Videotex (öffentlicher Standard) – in D als Bildschirmtext (BTX) von der Telekom realisiert.– Unterstützt Anwendungen von Informationsanbietern– „Store and Forward“-Prinzip, keine direkte end-to-end-Kommunikation– Endgeräte arbeiten mit einem am Netz angeschlossenen Großrechner
zusammen
• MHS X.400 (Message Handling System)– MHS auf Basis von X.400 ist ein akzeptierter internationaler Standard für
den Nachrichtenaustausch für die Kommunikation zwischen Benutzern. – Der MHS-Dienst ist an das Prinzip der gelben Post angelehnt und
unterstützt die Handhabung von Nachrichten, den Austausch von Informationen und Mitteilungen.
– Weite Verbreitung in LANs und Basis von Bürokommunikationssoftware
• Directory Service X.500– Wie X.400 soll X.500 ein zentraler Dienst für MHSe sein. – Stellt Namen, Adressen, weitere Attribute zur Verfügung– „Telefonverzeichnis“
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
• File Transfer and Management (FTAM)– unterstützt Dateitransfer, -zugriff und -verwaltung zwischen heterogenen
Endsystemen
– differenzierter Zugriff auf Teilbereiche von Dateien mit komplexen Strukturen bei voll ausgebauten Systemen möglich
– Dateiverwaltung enthält Funktionen zum Erzeugen und Löschen von Dateien, Lesen und Ändern von Dateiattributen
– Dateitransfer erfolgt direkt zwischen 2 Endsystemen (i.G. zu X.400)
– leichter als X.400 in Anwendungen integrierbar
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
• EDIFACT (Electronic Data Interchange For Administration, Commerce and Transport)– Standard (ISO-Norm 9735) zur Strukturierung von Daten für den
kommerziellen Datenaustausch zwischen Unternehmen. Die Strukturierung von Daten ist so neutral und flexibel, dass sie von den beteiligten Unternehmen gemeinsam nutzbar gemacht werden muss.
– Daten können damit zwischen Anwendungen (Bestellungen, Lieferungen, Rechnungen..) direkt ausgetauscht werden.
– Unternehmenseigene Datenstruktur wird in EDIFACT-Standard umgewandelt, an Partner-Unternehmen gesendet und in die Anwendungen wieder eingelesen.
– Aufgrund der hohen Anzahl der beteiligten Anwendergruppen und Nachrichten wurden für einzelne Anwendergruppen Subsets gebildet, bspw.:
• CEFIC (Chemie)• EDIFICE (Computer und Elektronic)• HLM/7 (Gesundheitswesen)
– Basis für EDIFACT ist bspw. X.400 und FTAM oder das Internet
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
• ISO Network Management– ISO entwickelte ein Managementmodell für Netzwerkmanagement-
systeme sowie Managementdienste und -protokolle der Schicht 7 entwickelt. Ziel war gemeinsame Regeln und Protokolle für das Funktionieren von heterogenen Netzwerksystemen vorzugeben.
– Abgedeckte Bereiche:• Konfigurationsmanagement• Fehlermanagement• Sicherheitsmanagement• Leistungsmanagement• Abrechnungsmanagement
• Distributed Transaction Processing (DTP)– definiert die Mittel zur Steuerung von Datenbanktransaktionen, die
mehrere Datenbanksysteme einbeziehen.
– Einsatz in verteilten Datenbanksystemen wie Buchungssysteme für Fluglinien, Reiseveranstalter und Banken
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
TCP/IP-ProtokollfamilieSchicht Protokollbeispiele
Prozess/Applikation
Host to Host
Internet
Lokales NetzwerkoderNetzzugriff
Ethernet, Token Ring, FDDI
FTP SMTP HTTP
(File Transfer),(E-Mail), (World Wide Web)
Transmission Control Protocol
TCP
Internet ProtocolIP
7 Anwendungsschicht
6 Darstellungsschicht
5 Kommunikationssteuerungs-schicht
4 Transportschicht
3 Vermittlungsschicht
2 Sicherungsschicht
1 Physikalische Schicht
ISO/OSISchicht
Schichteneinteilung bei ISO/OSI und TCP/IP
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
TCP/IP-Protokollfamilie 1
• TCP/IP– 1978 vom amerik. Verteidigungsministerium als Standard für verteilte
Systeme eingeführt
– de facto Standard für Kommunikationsprotokolle durch Verwendung im Internet.
– IP (Internet Protocol) steuert den Datenaustausch zwischen zwei Rechnern auf Grundlage von verbindungslosem Datentransfer. Hier findet i.w. eine Umsetzung auf das darunterliegende Netzwerk statt. D.h. bspw. eine Anpassung der Nachrichtengröße
– UDP (User Datagram Protocol) ist ein verbindungsloses Protokoll zum Transfer von Nachrichtenpaketen im Internet
– Transport Communication Protocol (TCP) setzt die Pakete des IP wieder zusammen. TCP arbeitet verbindungsorientiert und macht aus den Paketen Byte-Ströme. Auf diese kann wie auf Dateien zugegriffen werden
IP
TCP UDP
FTP SMTP NNTP Telnet HTTP NFS DNS
Schicht 3
Schicht 4
Schicht 5
Schicht 6
Schicht 7
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
TCP/IP-Protokollfamilie 2
– Telnet ermöglicht es einem Benutzer / Anwendungsprogramm eine TCP-Verbindung zu einem Login-Server eines entfernten IKS herzustellen. Daten werden direkt vom Terminal zum entfernten Rechner geschickt. Umgekehrt leitet das entfernte IKS Ausgaben direkt zum Terminal des Benutzers
– File Transfer Protocol (FTP) ermöglicht das Kopieren von Dateien über das Netz. FTP enthält Steuerinformationen zur Zeichendarstellung, zur Einstellung der Dateistruktur und des Übertragungsmodus sowie Einstellungen für den Zugriffsschutz.
– Network File System (NFS) kann Dateien und Verzeichnisse über das Netz verteilt speichern. Für Benutzer / Anwendungssysteme sind die Dateien und Verzeichnisse transparent.
– Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) stellt Empfangs- und Sendedienste von elektronischen Nachrichten zur Verfügung. Das zeichenorientierte Protokoll unterscheidet zwischen Kopf (Empfänger, Absender, Datum, Bezug..) und Rumpf (ASCII-Text).
– Network News Transport Protocol (NNTP) dient zum Zugriff auf Newsservern, die Beiträge zu Diskussionsgruppen speichern
– Domain Name System (DNS) wird für den Abgleich von logischen Namen von Servern im Internet zwischen Domain Name Servern (DNS) sowie zur Steuerung des Zugriffs von Clients auf den jeweiligen Name Server benutzt.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Mehrwertdienste
• Mehrwertdienste (VAS=Value Added Services) sind Dienstleistungen, die Netze (von lizenzierten Betreibern) benutzen und gegen Entgelt zur Verfügung gestellt werden. – Basisdienste (reine Datenübertragung)
– Anwendungsdienste • Speicherdienste• Verteildienste• Informationsdienste• Transaktionsdienste• Überwachungs-, Steuerungs- und Wartungsdienste• Verarbeitungsdienste
• Beispiele:– Telebox-400
– ePost
– Corporate Networks• Spezialform: Virtual Private Networks - Betreiber der VPN unterhält selbst
keine Übertragungswege
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Online-Dienste
• Kommerziell betriebene Mehrwertdienste sowohl für die gewerbliche wie auch die private Nutzung.
• Beispiele:– T-Online
– CompuServe
– Americal Online
– Microsoft Network
– ...
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Rechnernetze
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
LAN und WAN
• LAN (Local Area Network)– definiert als lokales Netzwerk in einem Gebäude oder Grundstück
– Eigenschaften: • hohe Übertragungsgeschwindigkeiten (10 Mbit/s bis 100Mbit/s)• niedrige Fehlerrate• geschlossener Zugang• kurze Reichweiten (einige 100m bis wenige km) bei Verwendung von
Kupferkabeln (Koaxial), bis zu 20km bei Glasfaserverwendung
– Serverbasierte Netzwerke / Peer-to-Peer-Netzwerke
• WAN (Wide Area Network)– definiert als Netzwerk, das auch öffentliche TK-Dienste zur Überbrückung
von öffentlichen Strecken nutzt
– für die öffentliche Verbindungsstrecke sind in der Regel besondere Verbindungsrechner / TK-Anschlüsse notwendig.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Vermaschte Struktur
Linienstruktur
Sternstruktur
Busstruktur
Ringstruktur
Baumstruktur
Netzwerktopologien
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Netzwerktopologien
• Busnetz– alle Rechner sind an ein Buskabel/-system angeschlossen.– Die Rechner packen ihre Datenpakete auf den freien Bus, der zwischen den
Rechnern hin- und herfährt und seine Datenpakete beim Adressaten ablädt. Ist er wieder frei, kann er erneut beladen werden.
– Zugriffsverfahren CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
• Sternnetz– alle Rechner sind sternförmig mit dem Zentralrechner (Server) verbunden. Die
Signale werden vom Server an die angeschlossenen Computer übermittelt– Hubs dienen der Reduzierung des Kabelaufwandes sowie weiteren Diensten wie
Netzwerküberwachung, -diagnose und -korrektur– Novell Arcnet
• Ringnetz– alle Rechner sind über eine ringförmig verlaufende Leitung miteinander verbunden.
Die Daten durchlaufen den Ring in einer Richtung und passieren jeden Computer. – Token Ring Netz
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
LAN-Techniken im Vergleich
Topologie Sternstruktur Busstruktur Ringstruktur
Übertragungs-Medien
Zweidraht-Kupfer(Lichtwellenleiter)
Backbone oder Thinwire(Lichtwellenleiter)
Zweidraht-Kupfer(Lichtwellenleiter)
Verkabelungs-aufwand
Hoch Besonders niedrig niedrig
Topolog. bed.Betriebs-sicherung
Redundante Auslegungdes Sternknotens
Doppelte passiveBusauslegung
Doppelte Ausführung desRinges
Netzzugangs-protokolle
TDM/PCM CSMA / CD (Ethernet) CSMA / CD, Token-Ring,Slotted-Ring
LAN-Varianten Anwendungsorientierung;Nebenstellenanlage
Anwendungs- undInfrarotstrukturorientierung;Basisband, Breitband
Infrastrukturorientierung,Basisband
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Beurteilungskriterien für die Datenübertragung
• Protokolle– entsprechend OSI-Standard
– entsprechend de facto TCP/IP-Standard
– Verbreitung und Kompatibilität der Protokolle (von welchen Rechnern werden die Protokolle verstanden)
• Datenübertragung– Übertragungssicherheit und -robustheit
– Fehleranfälligkeit bei der Datenübertragung (Übertragungsmedien, Protokolle, Übertragungsverfahren)
– Möglichkeiten der Fehlerlokalisierung und -beseitigung
– Übertragungsraten
– Kosten für die Datenübertragung (Investitionskosten, geschätzte Anzahl der Benutzer, Häufigkeit und Volumina der DÜ, Administrations-, Betrieb- und Wartungskosten)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Bewertungskriterien Rechnernetze
• Bereitgestellte Dienste / Anwendungen• Anzahl anschließbarer Endgeräte (Datenstationen, PCs, Drucker,...)• Server (Drucker-, Datenbank-, Internet-, Anwendungsserver)• Art des Rechnerverbundes: Kommunikations-, Lasten-, Daten-,
Betriebsmittelverbund• Entfernungen, notwendige Geräte (Router, Switches,..)• Übertragungsraten• Fehlerraten (Vertraulichkeit, Verfügbarkeit, Integrität)• Netzwerkmanagementwerkzeuge• Realisierungskosten (Installation, Inbetriebnahme, Administration,
Wartung, Schulungen)• bautechnische Randbedingungen• Koexistenzen mit bestehenden Lösungen
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
TK-Dienste: Internet und Sicherheit
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
TK-Dienste: Internetdienste
• Weltumspannender dezentraler Verbund von Rechnernetzen, die über Datenleitungen überwiegend permanent verbunden sind – Transkontinentalkabel, Satellitenverbindungen als Hauptverbindungswege
(backbones) der Kontinente– regionale und internationale Internetdienstleiste (Internet Service
Provider) sind an Knotenpunkten angebunden.– ISP stellen ihren Kunden Einwählknoten zur Verfügung– die lokalen Zugangspunkte (POP=Point of Presence) werden bei einigen
ISPs verwaltet– Transportprotokol TCP/IP als Basis– Internet-Dienste
• E-Mail• FTP (File Transfer Protocol)• Diskussionsforen, Online-Chat• WWW (World Wide Web) - hypertextbasierte Seiten• Suchhilfen • Echtzeit-Audio und -Video• .....
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
• HTTP (Hypertext Transport Protocol) als Protokoll zur Durchführung der Endgeräte - Server - Kommunikation. Seitenaufbau und -inhalte werden in einem einzigen HTTP-Paket auf den Client geladen.
• URL (Uniform Resource Locator) stellt ein einheitliches Adressierungsschema für die unterschiedlichen Objekte (bspw. Datei oder Internet-News) zur Verfügung.– Transferprotokoll
– Server, Pfadinformationen, Filename, ggf. Benutzer und Passwort
• Interaktive Programme werden bspw. mit Java entwickelt– Internet Banking
– Shopping Programme
– .....
• CGI (Common Gateway Interface) ist die Spezifikation der Schnittstelle zwischen Gateway-Programmen und WWW-Servern.
• Unternehmensinterne Anwendung dieser Technologie ist das Intranet
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
TK-Dienste: Sicherheitsdienste
• Sicherheitsdienste sind Programm(system)e, die Rechner, Speichermedien, Programme und Daten schützen sollen
• Die Sicherheit gewährleisten sollen bspw.– Zugangssicherung
– Zugriffskontrolle
– Firewalls
– Virenschutzsoftware
– Kryptologie
• Zugangssicherung– lediglich authorisierte Benutzer haben Zugriff (per Rechner) oder Zugang
(räumlich) auf die IKS.
– Gestufte Sicherungssysteme (Rechner, Netze, Anwendungssysteme, Funktionen innerhalb von Anwendungssystemen, Datenbanken, Daten innerhalb von Datenbanken)
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
TK-Dienste: Sicherheitsdienste
• Zugriffskontrolle– Identifikation durch Benutzernamen / Codekarten / biometrische
Verfahren
– Authentisierung durch Passwort / (PIN und TAN)
• Firewalls – Firewall überwacht und protokolliert Zugriffe aus dem externen Netz in
das unternehmensinterne Netz.
– Datenpakete werden bspw. nach ihrem Absender untersucht. Einem unerwünschten Zugriff wird der Zugriff auf die Ressourcen verweigert.
• Virenschutzsoftware (Viren und Würmer)– soll das IKS vor bereits erkannten Viren und Würmer (benutzen
Programme und Daten, um bei Eintritt bestimmter Ereignisse ausgelöst zu werden und ihre eigentliche Funktionalität zu entfalten) schützen, durch die Grundfunktionen
• Verhinderung der Infektion • Erkennung der Infektion (Virenscanner)• Beseitigung des Virus
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
ZentraleDV-Anlage LAN
Bastion Host
Internet-Zugang
KS
KS
PC
SPC
Screening Router
Firewall
KS = KommunikationsserverS = Server allgemein
Prinzip der Firewall
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Kryptologie
• Kryptologie– kryptologische Verfahren werden eingesetzt, um sensible Daten
(Passwörter, Kreditkartennummer, etc.) bei der Übertragung über öffentliche Datennetze zu verschlüsseln.
– 4 Bestandteile• Klartext (Zeichen in Bits) • Chiffrierverfahren (komplexe Vorschriften zur Umformung)• Schlüssel (geheime Ziffernfolge)• Geheimtext (Kryptogramm)
– Ziel der Verschlüsselung ist es, den Klartext durch das Chiffrierverfahren derart umzuformen, dass es Außenstehenden nicht mehr möglich ist, ihn zu entschlüsseln. Damit der Empfänger die Nachricht wieder zur Orginalnachricht umformen kann, braucht der einen Schlüssel zur Dechiffrierung.
– Ein Kryptogramm kann nur der entschlüsseln, der den Schlüssel hat
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Verschlüsselungsverfahren
• Symmetrische Verschlüsselung– Sender und Empfänger verwenden denselben Schlüssel; dieser muß
geheimbleiben
• Asymmetrische Verschlüsselung– Sender und Empfänger haben zum Ver- u. Entschlüsseln unterschiedliche
Schlüssel (Public (Schlüssel 1) and private key (Schlüssel 2))
Chiffrier-verfahren
Klartext
Dechiffrier-verfahren
Klartext
Krypto-gramm
Schlüssel 1 Schlüssel 1
Chiffrier-verfahren
Klartext
Dechiffrier-verfahren
Klartext
Krypto-gramm
Schlüssel 1 Schlüssel 2
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Ausprägung von Unternehmensnetzwerken
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Übertragungswege
Kommunikations-rechner (Vorrechner)
ZentraleDV-Anlage
Kanal-verbindung
Terminal-Controller
PC
Terminal
Terminal
Terminal
Terminal
Klassisches Terminalnetz
Typische Anwender (zentrale und dezentrale Anwendungen mit Datenübertragung)• Firmen-Rechenzentren
• Krankenkassen• Versicherungen • Banken• Verwaltungen•...
• Service-Rechenzentren
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
ZentraleDV-Anlage
ZentraleDV-Anlage Vorrechner
Station A
Station B
Station C
Station A2
Station B1
Station B2
Station C2
Station C3
Station A1
Station C1
Vorrechner
Punkt-zu-Punkt - Verbindungen
Mehrpunkt - Verbindungen
Anschlussformen entfernter Datenstationen
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
ZentraleDV-Anlage
Terminal-SteuereinheitVorrechner
RK R
R
R
KK
R
R
KLAN 1(Ring)
Kopplungs-einheit
T
T
T
LAN 2(Bus)
Öffentliches Netz
Öffentliches Netz
Öffentliches Netz
R = Rechner, K = Kommunikationsserver, T = Terminal
Netzverbund
LAN LAN WAN
LAN
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
ZentraleDV-Anlage
R1
T T T T T TPC PC
Vorrechner
R2 TC
Ebene 1: HauptverwaltungZentraler Rechner
Ebene 2: FilialenDezentrale Rechnerbzw. Controller
Datenstationen
Klassische verteilte Verarbeitung
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
DezentralePräsentation
VerteilteVerarbeitung
DezentraleVerarbeitung
VerteilteDatenhaltung
Zentralbzw.Server
Dezentralbzw.Client
Netz
Datenhaltung
Präsentation
Verarbeitung
Netz
Netz
Netz
Datenhaltung
Verarbeitung
Verarbeitung
Präsentation Präsentation
Datenhaltung
Verarbeitung
Präsentation
Verarbeitung
Datenhaltung
Datenhaltung
Alternativen der Aufgabenverteilung bei verteilter Verarbeitung
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Kommunikations -server
EntfernterServer
Daten -server Client
Druck -server
ClientClient
ÖffentlichesNetz
Lokales Netz
Prinzip des Client/ Server-Modells
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
S
C
S
C1 C2
S1 S2
C
S1 S2
C1 C2
Server
Client
Formen der Aufgabenverteilung im Client/Server-Modell
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
A b b . 8 .1 : A ltern a tiven d e r IV -te ch n isch en Verte ilu n g
Zentra lrechner (M ainfram e)
(1A ) (1B )
(2A ) (2B )
Abte ilungsrechner (2A)F ilia lrechner (2B)
(3A ) (3B )
S
T T
T
T T PC
PC
PC
PC PC
PC
PC
LAN
S = S erverT = Term inal
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Alternativen der IV-technischen Verteilung
Kommunikationssysteme © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
NS
PC
PC
PC
PC
PC
NS
PC
PC
PC
PC
PC
ZS
ZS ZS
ZS= ZentralserverNS= Niederlassungs- Server
ZentralesRechenzentrum
Stahlknecht / Hasenkamp: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 9. Aufl.
Zentral gesteuerter Client/Server-Betrieb