IT-Workshop-Vortragsreihe A1 Einführung in Computernetze.

IT-Workshop-Vortragsreihe

A1 Einführung in Computernetze

Agenda

0. Organisatorisches1. Computernetze, der Begriff2. OSI/ISO Modell3. TCP/IP Referenzmodell4. Ethernet5. eine Beispielkommunikation

Organisatorisches

zu meiner Person: Hannes Riechmann E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected]

Organisatorisches

Alle 2 Wochen Mittwochs 1-2 Stunden Vortrag

Materialien (Folien + Skript): hriechmann.de/vortrag Teamroom des IT-Workshops

3 Teile A Theoretische Grundlagen B Praktische Anwendung C Allerlei

Jeder kann kommen

Organisatorisches

Bei Fragen immer sofort melden Jeder, der möchte kann Kapitel übernehmen bitte äußert viel konstruktive Kritik

Agenda


Computernetze - der Begriff

Sehr guter Artikel in der deutschen Wikipedia Computernetze:

beliebige elektronische Geräte, die kommunizieren

dafür benötigt: eine Gemeinsprache (Standards) ein Trägermedium für die Sprache

Beispiele Uni-WLAN Rauchmelder-Netz „vernetze Küche“

Computzernetze - der Begriff

realisiert werden Computzernetze durch: Unterteilung in Nutz- und Addressdaten Zusammenwirken einzelner Protokolle eine Netzstruktur

Baukasten-Prinzip – Einzelteile bilden großes Ganzes hierachische, aber ausfallsichere Struktur

Definition: Protokoll

Protokolle sind Regeln regeln Nachrichtenaustausch zwischen

verschiedenen Kommunikationspartnern spezifizieren:

Format Inhalt Bedeutung Reihenfolge

Definition: Schicht

Funktionen gleichen Ranges in einer Hierarchie von Funktionen

bietet nach außen bestimmte Schnittstellen interagiert über Schnittstellen mit anderen

Schichten

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OSI-Modell

theoretisches Modell spezifiziert einzelne Schichten für Kommunikation in der Implementierung: Schicht Protokoll alle Schichten interagieren nur mit Nachbarn in der Implementation Protokolle einfach austauschbar insgesamt 7 Schichten „Leitfaden“ Fehlersuche

OSI-Schichten

7. AnwendungApplication

6. DarstellungPresentation

5. SitzungSession

4. Transport Transport3. Netzwerk Network2. Sicherung Datalink1. Bitübertragung Physical

All People Seem To Need Data Processing

Schicht 7 Anwendungsschicht

Dient als Schnittstelle zwischen Anwendung und OSI-Modell

Diese Protokolle legen das Format der Kommunikation aus Anwendungssicht fest

Beispiele: HTTP,FTP,SMTP

Schicht 6 Darstellung

setzt die systemabhängige Darstellung der Daten (zum Beispiel ASCII, EBCDIC) in eine unabhängige Form um

ermöglicht somit Kommunikation zwischen unterschiedlichen Systemen

übernimmt bei Bedarf Datenkompression und Verschlüsselung

Schicht 5 Sitzung

stellt „sichere“ Sitzung zur Verfügung ermöglicht Wiederaufbau der Verbindung bei

Ausfall der unteren Schichten ohne die oberen zu beeinträchtigen

dient als Puffer zwischen anwendungsorientierten und verbindungsorientierten Schichten

Schicht 4 Transport

segmentiert die Daten regelt den Paketfluss stellt End-zu-End Kommunikation zur

Verfügung es gibt verschiedene Varianten

mit oder ohne Sicherung mit oder ohne QoS

wichtigste Vertreter: TCP UDP

Schicht 3 Netzwerk

leitet einzelne Pakete vom Absender zum Empfänger

Punkt-zu-Punkt Kommunikation schrittweise, immer einen Knoten weiter die einzelnen Knoten leiten Paket durch,

betrachten nur die Addressinformation Wegvermittlung/Routing Beispiel: IP

Schicht 2 Sicherung

gewährleisten einer weitgehen fehlerfreien Übertragung

regelt Zugriff auf das Übertragungsmedium Dazu

Aufteilung des Bitdatenstromes in Blöcke Hinzufügen von Folgenummern und

Prüfsummen Neuanforderung von Blöcken bei Verlust

Schicht 1 Bitübertragung

Aufgaben: Aktivierung/Deaktivierung von physikalischen

Verbindung Bitübertragung

Hilfsmittel Irgendeine Form physikalischer Verbindung zum Beispiel Kupfer, Glasfaser,Funkwellen

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3. TCP/IP Referenzmodell

OSI-Modell für reale Implementierung oft zu komplex

Standard ist das TCP/IP-Referenzmodell nur 4 Schichten es ist möglich auch auf entfernte Schichten

zuzugreifen

TCP/IP Schichten

4. Anwendung (entspricht OSI 5-7)

3. Transport (entspricht OSI 4)

2. Internet (entspricht OSI 3)

1. Netzzugang (entspricht OSI 1-2)

Schicht 4 Anwendung

Schnittstelle zwischen Programm und Netzwerk

umfasst alle Protokolle, die mit dem Anwendungsprogrammen zusammenarbeiten und Zugriff auf die Netzwerkinfrastruktur nehmen

Beispiel HTTP ähnelt Brief-Format

Schicht 3 Transport

stellt eine Ende-zu-Ende Verbindung bereit transportiert Daten vom Absender zum

Empfänger wichtigster Vertreter ist TCP entspricht quasi der Deutschen Post

Schicht 2 Internet

Punkt-zu-Punkt Verbindungen transportiert einzelne Datenpaket zum

nächsten Zwischenziel Beispiel IP entspricht dem Postmitarbeiter

Schicht 1 Netzzugang

keine speziellen Protokolle unterschiedlichste Host-zu-Netz Techniken übertragt einzelne Bits Beispiel:

Ethernet PPP WLAN

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Ethernet (allgemein)

lokale Vernetzung Standard für LAN's jeder Teilnehmer hat eine eindeutige MAC-

Addresse alle kommunizieren über einen

gemeinsamen „Äther“ warten bis niemand sendet, dann senden

Ethernet-Verkablung

Kupfer oder Glasfaserkabel Kupfer

Twisted-Pair Kabel RJ-45 Anschluss Achtung nicht mit RJ-11 verwechseln

Glasfaser teuer benötigt um größere Entfernungen zu

überbrücken

Ethernet Verkabelung

Dunkelblau: ClientHellblau: SwitchGrün: Router

Ethernet Multiport-Repeater (Hub)

Sterntopologie eine Anschlussart (Port) jedes Packet wird an alle Clients

weitergeleitet Nachteile

viele Kollision (viel unnötiger Traffic) unsicher (alle Daten für alle sichtbar)

Ethernet Switch

„intelligenter“ Hub im Idealfall pro empfangenes Packet ein

verschicktes Packet kann fehlerhafte Packete verwerfen jeder Port kann Geschwindigkeit unabhängig

regeln Ports zusammenschaltbar

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Beispielkommunikation

Cisco Video

Fragen??

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