BTU Cottbus, LS Rechnernetze und Kommunikationssysteme, Lehrstuhlinhaber: Prof. Dr.-Ing. H. König03013 Cottbus, Postfach 10 13 44,Telefon: 0355/69-2236 Fax: 0355/69-2127

Brandenburgische Technische Universität Cottbus

Brandenburgische Technische Universität Cottbus

Lehrstuhl Rechnernetze und Kommunikationssysteme

Betriebssysteme und Rechnernetze für Ingenieure

Übungsskript

Sommersemester 2006

Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

http://www-rnks.informatik.tu-cottbus.de/ Lehre

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 2 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Wiederholung zu Diensten (1)

Dienst: Funktion oder Fähigkeit eines Rechnernetzes zur Unterstützung der Kommunikation und

Kooperation zwischen den Nutzern

Beispiele: eMail, Telnet, SSH, WWW, Tauschbörsen, ....

Dienstarten: Asymmetrische Dienste Symmetrische Dienste

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 3 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Wiederholung zu Diensten (2)

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 4 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Wiederholung zu Diensten (3)

Asymmetrische Dienste: Dienste, die auf Anfrage eines Dienstnutzers (Client) vom

Diensterbringer (Server) erbracht werden Mehrzahl der Dienste sind asymmetrische Dienste Sind immer an die Ausführung symmetrischer Dienste gebunden

Symmetrische Dienste: Dienste, welche die angebotene Dienstleistung an zwei oder

mehreren Zugangspunkten gleichzeitig bereitstellen Kommunikationsdienstleistung

Meist kommunikative Dienste, wie Email oder Videokonferenzen

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 5 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Modell eines Kommunikationsdienstes (1)

(auch Dienst-schnittstelle)

2 Nutzer und 2 Schnittstellen aber 1 Diensterbringer!

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 6 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Wiederholung zu Dienstprimitiven (1)

Nutzung eines Dienstes wird durch Dienstprimitive beschrieben

Dienstprimitiv: Abstrakte Darstellung der Wechselwirkung zwischen Dienstnutzer und

Diensterbringer

Dienstprimitive haben einen festen syntaktischen Aufbau, die Reihenfolge der Nutzung ist nicht zufällig

Beispiel: TelefongesprächÜbungsaufgabe

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 7 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Wiederholung zu Dienstprimitiven (2)

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 8 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Abgrenzung zwischen Dienst und Protokoll

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 9 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Wiederholung zu Protokollen

Kommunikationsprotokoll entspricht z.B. diplomatischem Protokoll, Verhaltenskonvention oder einem Ritual

Ein fester Kommunikationsablauf zwischen zwei Instanzen, der sich stets wiederholt und gleich abläuft

Definition: Ein Kommunikationsprotokoll ist eine Verhaltens-konvention, die die zeitliche Abfolge der

Interaktionen zwischen den Diensterbringenden Instanzen vorschreibt und die Formate (Syntax und Semantik) der auszu- tauschenden Nachrichten definiert.

Unterteilt in symmetrische und asymmetrische Protokolle

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 10 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Das Prinzip der Transparenz (1)

Das Prinzip der Transparenz besagt, dass der Inhalt der übergebenen Dateneinheiten dem Diensterbringer nicht zugänglich ist. Die Dateneinheit muss unverändert am Partnerdienstzugangspunkt übergeben werden

Realisierung der Transparenz: Die übergebene Dateneinheit (SDU – Service Data Unit) wird durch

Steuerinformationen (PCI – Protocol Control Information) ergänzt, die voran- oder nachgestellt werden können

Es entsteht eine PDU – Protocol Data Uni

PDU = (PCI‘s) + SDU + PCI‘s

Die meisten Protokolle nutzen nur eine vorangestellt PCI PDU Header

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 11 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Das Prinzip der Transparenz (2)

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 12 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Das Schichtenprinzip (1)

Die Vielfalt der Aufgaben in einem Rechnernetz zwingt zu einer logischen Strukturierung. Dafür hat sich die horizontale Strukturierung durchgesetzt. Verwendung von Schichten (auch Layer genannt)

Eine Schicht umfasst alle Instanzen, die der gleichen funktionalen Zielstellung dienen Grundlage von Schichtenmodellen wie dem OSI-Modell

oder dem TCP/IP-Modell Jede Schicht stellt einen oder mehrere Dienste bereit Für die Protokollausführung nutzen die Instanzen (i.d.R.)

die Dienste der nächst tieferen Schicht

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 13 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Das Schichtenprinzip (2) - Beispiel

Schicht 3

Schicht 2

Schicht 1

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 14 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Bildung der PDU‘s in einer Schichtenarchitektur

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 15 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Wiederholung Kommunikationsarchitekturen

In Rechnernetzen und Kommunikationssystemen werden auf-einander abgestimmte Schichtenarchitekturen verwendet, in die die jeweiligen Kommunikationsprotokolle eingebettet werden

Eine solche abgestimmte Schichtenarchitektur bildet die Kommunikationsarchitektur eines Netzes Kommunikationsarchitektur definiert damit die Funktionalität der

Schichten und legt die Interaktionsprinzipien zwischen ihnen fest Werden in der Regel durch Standardisierungsgremien festgelegt

Geschlossene Architekturen (z.B. Novell Netware) Offene Architekturen (z.B. OSI- oder Internet-

Kommunikations-architektur)

(vgl. Folien zur Motivation von Rechnernetzen)

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 16 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Adressierung im Internet mittels IP-Adressen

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 17 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Spezielle IP-Adressen

1) entnommen aus: Andrew S. Tanenbaum: Computernetzwerke Pearson Studium 4., überarbeitete Auflage Prentice Hall Verlag, ISBN 3-8273-7046-9

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 18 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

Adressknappheit

IP Version 4 bietet nur einen eingeschränkten Adressraum von 32Bit oder 232 Adressen = 4.294.967.296 verschiedene Adressen

Dieser Adressraum wird nicht ewig ausreichen, um allen Systemen Zugang zum Internet zu ermöglichen Da Internet-Adressen in verschiedene Klassen eingeteilt sind, gibt es

noch weniger verfügbare Adressen Bestimmte Klassen sind bereits so gut wie ausgeschöpft

Lösungen: IP Version 6 (mit 2128 oder ~340 Sextillionen Adressen) CIDR (Classless Inter Domain Routing) NAT (Network Adress Translation)

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 19 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

NAT – Network Adress Translation (1)

1) entnommen aus: Andrew S. Tanenbaum: Computernetzwerke Pearson Studium 4., überarbeitete Auflage Prentice Hall Verlag, ISBN 3-8273-7046-9

Betriebssysteme & Rechnernetze - Übung 20 © Prof. Dr.-Ing. Hartmut König

NAT – Network Adress Translation (2)

1) Entnommen aus der Bachelor-Arbeit Michael Kirsche (BTU-Cottbus)„Firewall- und NAT-Traversal für das Videokonferenzsystem BRAVIS“, Oktober 2005