Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über...

60
l. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets

Transcript of Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über...

Page 1: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

n

Einführung Telekommunikation

Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets

Page 2: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe

Knoten – Infrastrukturkomponenten – Kabel

Knoten: Rechner, die Dienste anbieten (Server) oder Dienste nutzen (Client)

Infrasrukturkomponenten: Netzwerkkomponenten, die den Anschluß der Rechner an das Netzwerk ermöglichen und die Weiterleitung der Daten im Netz koordinieren

Kabel: Verbindungsmedium, kann auch z.B. durch Funk oder Lichtstrahlen (Laser) stattfinden

Page 3: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

ATM,Frame Relay

Daten, Sprache,Video

Bis ca. 10 Gbit/s

FDDI, ATM, Gigabit-Ethernet

Daten, Multi-media

1 Gbit/s

Analog, ISDN,Frame Relay

ATM, Gigabit Ethernet

(Fast) Ethernet,Token Ring

Technologie

Daten, Bilder

Daten, SpracheDaten, Bilder

Anwendung

Bis 128 kbit/s

Bis 1 Gbit/s10-100 Mbit/s

Geschwindigkeit

Unbegrenzte Ausdehnung

Regionale Ausdehnung ca. 100 km

Ausdehnung ca. 500m (Firmengelände)

Charakteristik

Wide Area Network (WAN)

Metropolitan Area Network (MAN)

Local Area Network (LAN)

LAN – MAN - WAN

Page 4: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Store-and-Forward Netze:

Einzelne Pakete werden als unabhängige Einheiten übertragen

Jedes Paket wird auf einem optimalen Weg zugestellt

Pakete werden in den Netzknoten zwischengespeichert, bis ein optimaler Weg zum Ziel ermittelt ist

Pakete passieren nur Teilstrecken, die auf dem (optimalen) Weg zum Empfänger liegen

Broadcast Netze:

Für kleine Teilnehmerzahl geeignet

Nachricht erreicht alle Teilnehmer im Netz

Teilnehmer entscheidet selbständig, ob Paket für ihn bestimmt ist

Keine aufwendige Wegewahl, keine Zwischenspeicherung

Page 5: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Topologie: Räumliche Anordnung der Knoten, Infrastrukturkomponenten und Kabel eines Netzes

Bus: Zentrales Kabel, Knoten schalten sich an das Kabel an, Kabel ist am Ende terminiert

Vorteil: einfache Verkabelung

Nachteil: Bei Kabelunterbrechung steht das ganze Netz

Ring:Jede Station besitzt genau einen linken und einen rechten Nachbarn

Die Kommunikation ist gerichtet

Stern:Jede Station besitzt eine Verbindung zu einem zentralen Koppelelement

Durch Kabelausfall ist nur eine Station betroffen, durch Ausfall der zentralen Komponente das ganze Netz

Page 6: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Kopplung:Aktiv

Teilnehmer nimmt das ganze Paket vom Netz, prüft, ob es an Ihn gerichtet ist, falls nicht, wird das Signal neu generiert

Passiv

Teilnehmer nimmt ein Teil der Energie (Signalstärke) vom Netz. Signalstärke lässt nach.

Zugriffsverfahren:Wahlfrei

Jeder Teilnehmer greift autonom auf das Netz zu, sobald dieses frei ist

Gesteuert

Teilnehmer greift zu, sobald er die Berechtigung erhält

Page 7: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Analog:Die Menge der coodierten Werte ist kontinuierlich, unendlich.

Übertragung von Informationen nutzt stetige Veränderungen der elektr. Spannung um die Werte Null und Eins darzustellen

Digital:Endlicher, gut unterscheidbarer Zeichenvorrat (diskrete Werte).

Übergang von einem Zeichen zum anderen erfolgt sprunghaft

Page 8: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Ablauf der Kommunikation

Verbindungsorientiert:Drei Phasen der Kommunikation:

Verbindungsaufbau

Datenübertragung

Verbindungsabbau

Analogie: Telephonie

Verbindungslos:Daten werden mit Adressen versehen verschickt

Analogie: Briefpost

Page 9: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Kommunikationsrichtung:simplex – Nachrichtenfluss nur in eine Richtung vom Sender zum Empfänger

halbduplex – Jeder Teilnehmer kann senden und empfangen allerdings nicht gleichzeitig

duplex – Gleichzeitiges Senden und Empfangen der Teilnehmer

Anzahl Kommunikationsteilnehmer:Unicast – Punkt-zu Punkt Verbindung; Jeder Sender hat genau einem Empfänger und umgekehrt

Multicast – Ein Sender hat eine ausgewählte Gruppe von Empfängern

Broadcast – Aller erreichbaren Knoten eines Netzes sind die Empfänger

Anzahl logischer Kommunikationskanäle:Basisband: ges. Bandbreite eines Mediums wird für eine Verbindung verwendet

Breitband: Medium wird für mehrere logische Kommunikationskanäle verwendet (z.B. verschiedene Übertragungsfrequenzen)

Page 10: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle

Dienste und Protokolle werden nach einem Architekturmodell der ISO beschrieben.

Das Open System Interchange (OSI) Modell teilt die Implementierung der Netzwerkfunktionalität in Schichten auf.

Page 11: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Die Schichtung beruht auf dem Prinzip, daß eine Schicht die Dienstleistung der nächst tieferen Schicht in Anspruch nehmen kann, ohne zu wissen, wie diese ihre Dienstleistung erbringt. Der jeweils nächsthöheren Schicht wird eine definierte eigene Dienstleistung angeboten. Auf diese Weise wird eine Arbeitsteilung innerhalb der Schichten erreicht.

Page 12: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Exkurs: Das Philosophen Problem

Page 13: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Infrastrukturdaten ergänzen Nutzdaten

Page 14: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Bitübertragungsschicht: Regelt unter anderem den Austausch einzelner Informations-Bits über ein Übertragungsmedium hinsichtlich

Übertragungsgeschwindigkeit Bit-KodierungAnschluß usw

In der Regel ist die Funktion dieser Schicht eng mit der darüberliegenden Sicherungsschicht verbunden.

Sicherungsschicht: Aufgabe dieser Schicht ist die

gesicherte Übertragung von Informationseinheiten (Paketen oder Blöcken) Adressierung der am Übertragungsmedium angeschlossenen Stationen

Protokollbeispiele: HDLC oder CSMA/CD.

Vermittlungsschicht: Hauptaufgabe dieser Schicht ist die

Errichtung virtueller Pfade zwischen Stationen am Netz, z.B. durch Vermitteln von Paketen über Knotenrechner.

Wichtigstes Protokoll dieser Schicht: Internet Protocol (IP)

Page 15: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Transportschicht: Übernimmt den Transport von Nachrichten zwischen den Kommunikationspartnern, steuert den Datenfluß und stellt die Unverfälschtheit der Daten sicher. TCP oder UDP sind Transportprotokolle.

Sitzungsschicht: Steuert die Sitzung auf der Transportverbindung wie z.B.

den Wechsel der Transferrichtung

den Neustart einer Sitzung nach Abbruch

Darstellungsschicht: Festlegung von Kodierung und Darstellung. Beispiele sind hier ASN.1 und XDR.

Anwendungsschicht: Auf der Anwendungsschicht laufen Protokolle, die die Programme zur Erbringung ihrer Leistungen definiert haben, z.B. für den Dateitransfer, Datenbankabfragen, usw.

Page 16: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Struktur der Schichten sowie der Schichtenkommunikation

Page 17: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Struktur der Schichten sowie der SchichtenkommunikationSAP (Service Access Point): Schnittstelle zwischen 2 Schichten eines Systems

Instanzen: Funktionalität einer Schicht; erbringt für Schicht i+1 eine Dienstleistung oder fordert von Schicht i-1 eine Dienstleistung an

Schicht i: Diensterbringer für Schicht i+1, Dienstgeber für Schicht i-1.

Dienstsignale (vertikale Kommunikation): Informationsaustausch zwischen Schicht i und i-1 bzw. i+1 eines Systems (Bsp.: NDIS, Sockets)

Protokoll (horizontale Kommunikation): Informationsaustausch zwischen Schichten i verschiedener Systeme (Bsp.: Ethernet, HTTP, IP)

PDU (Protocoll Data Unit):Struktur der ausgetauschten Informationen bei horizontaler Kommunikation (Bsp.: IP- oder Ethernet Paket)

SDU (Service Data Unit):Struktur der ausgetauschten Informationen bei vertikaler Kommunikation

Page 18: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Protokoll:Regelverzeichnis, in dem die statischen und dynamischen Eigenschaften der Kommunikation von Partnetinstanzen (Instanzen der gleichen Ebene auf unterschiedlichen Systemen) geregelt werden.

Statische Eigenschaften:Syntax (Sprachumfang des Protokolls)

Semantik (Bedeutung der „Sprache“)

Struktur (Format, in dem Informationen ausgetauscht werden)

Dynamische Eigenschaften:Zeitlich- logischer Ablauf der Kommunikation

KommunikationsrichtungLogische Sicht: Horizontal

Physikalische Sicht: Vertikal

Page 19: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Informationsaustausch zwischen Partnerinstanzen

PDU - Protocol Data UnitSDU - Service Data UnitPCI – Protocol Control Information

Page 20: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Informationsaustausch zwischen Partnerinstanzen (fort.)

Page 21: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Kommunikationsablauf

Dienstedata-Dienst: Transport von Daten zwischen Quell- und Ziel SAP

connect-Dienst: Aufbau von Verbindungen

disconnect-Dienst: Abbau von Verbindungen

abort-Dienst: Abbruch von Transaktionen

Dienstprimitiverequest: Dienstanforderung

indication: Dienstanzeige

response (+/-): Dienstbeantwortung (positiv/negativ)

confirmation (+/-): Dienstbestätigung

Syntax<Schichtenname*>_<Dienst>.<Primitive>(<optionale Parameter>)

Bsp.: n_connect.request(quellSAP,zielSAP)

*Wobei Schicht1=PH, Schicht 2=DL, Schicht 3=N, Schicht 4=T, Schicht 5=S, Schicht 6=P

Page 22: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Kommunikationsablauf (fort.)

Page 23: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Kommunikationsablauf (fort.)

Page 24: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Internet Referenzmodel

Page 25: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Internet Referenzmodel (fort.)Ist auf die Internet-Protokolle zugeschnitten

Ziel ist der Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netzwerke hinaus („Internetworking“)

Es wird weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertragungstechnik definiert (Keine Definition der Netzwerzugriffsschicht)

Ziel: Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Hops) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzwerkteilnehmern über mehrere Hops herzustellen

.

Page 26: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Internet Referenzmodel (Fort.)Anwendungsschicht (engl.: Application Layer):

Protokolle der Anwendungsschicht sind in typischen Internet Serverdiensten und Clients implementiert.

Beispiele sind HTTP (Web), SMTP (Mail) und FTP (Filetransfer).

Transportschicht (engl.: Transport Layer):

Transportschicht stellt Ende-zu-Ende-Verbindung her. I

Im Internet TCP (Transmission Control Protocol) und UDP (User Datagram Protocol) defeiniert.

TCP verbindungsorientiert, UDP verbindungslos.

Internetschicht (engl.: Internet Layer):

Internetprotocol (IP)

IP stellt mit seinen Eigenschaften die Basis dar für die weltweite Weiterleitung von Datenpaketen. Eine dieser wichtigsten Voraussetzungen stellt der hierarchische Adressraum dar.

Entspricht im ISO/OSI-Referenzmodell der Vermittlungsschicht.

Netzzugangsschicht (engl.: Link Layer): Keine Protokolle definiert

Page 27: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Wichtige Protokolle/Dienste des Internet

Netzzugangsschicht:Ethernet: Standard für lokale Vernetzung, zunehmende Bedeutung im Bereich MAN/WAN durch 10GB Longreach Standards. Spezifiziert IEEE 802.3 ff.

SONET/SDH: Carrier Protokoll für WAN Strecken im Internet. Zellbasiertes Netz (siehe Kapitel ATM in dieser Vorlesung)

InternetschichtIP: bildet das Schicht 3 Protokoll des Internet. Stellt den Adressraum zur Verfügung

BGP/OSPF: Routingprotokolle

TransportschichtTCP/UDP: Transportprotokolle des Internet Protokoll Stacks.

AnwendungsschichtDNS: Domain Name Service, Verwaltung des hierarchischen Namesraumes des Internet

SMTP: Regelt den Mailverkehr zwischen Hosts im Internet

HTTP: Das World Wide Web

Page 28: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

EthernetStandardprotokoll in der Unternehmensvernetztung

Einfache, kostengünstige Implementierungen

Datenraten bis 10 Gbit/s spezifiziert, Reichweiten bis 40 KM spezifiziert, proprietär bis mehrere 100 KM

Standardisiert durch IEEE (Arbeitsgruppe 802.3)

Standards für Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit existieren

Seit 10 Gbit/s Ethernet ist ein nahtloser und vergleichsweise kostengünstiger Übergang in WAN Netze möglich

Page 29: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

IP –Internet ProtokollZentrales Protokoll im TCP/IP Protokollstack

Bildet durch den hierarchischen Adressraum die Grundlage für die (nahezu) unbegrenzte Adressierung von Rechnern in verschiedenen Netzen

(vereinfachte) Standard Topologie:Netze werden mit Routern ver-bunden, die eine Weiterleitungs-entscheidung auf Basis derIP-Adressen treffen

Ethernet

Ethernet

Router

17.23.5.1

134.34.90.36

134.34.98.230

17.23.5.2 17.24.189.1 17.27.1.123

17.1.1.254

134.34.1.100

134.34.14.3

134.34.33.45

Page 30: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

IP –Internet Protokoll (fort.)IPv4 Adresse:

Adressklassen:

Page 31: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

IP –Internet Protokoll (fort.)Einfache Weiterleitungsentscheidung:

If (NetworkNumber of Destination = Network Number of one of my interfaces) then

deliver packet to destintion over that interface

Else (NetworkNumber of Destination is in my forwardingTable) then

deliver packet to that next Hob Router

Else

Deliver Packet to Default Router

Page 32: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

BGP/OSPF - RoutingprotokolleDas IP Protokoll legt mit seiner hierarchischen Adressstruktur und seiner einfachen Weiterleitung die Basis zur weltweiten Internetvernetzung

Routingprotokolle ermöglichen erst die pragmatische Implementierung, denn sie

ermitteln Erreichbarkeitsinformationen (Routen) dynamisch und tauschen diese untereinander aus

unterstützen alternative Wege, falls Teilstrecken im Internet (oder aber auch unternehmensintern) ausgefallen sind

unterstützen weitere Strukturierungsebenen, um die Komplexität des Internet handhabbar zu machen (Stichwort Autonome Systeme)

sind weitgehend standardisiert und in stabilen Implementierungen verfügbar

Page 33: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

BGP/OSPF – Routingprotokolle (fort.)Unter dem Blickwinkel von Routingprotokollen ist das Internet ein Verbund aus chaotisch vermaschten Einzelnetzen, die mit IP miteinander kommunizieren.Deshalb: Zwei Klassen von Routingprotokollen:

Intra Domain Routing: Paradigma: den Besten Weg innerhalb (durch) ein Teilnetz findenInter Domain: Einen Weg zum Ziel durch andere Teilnetze findenBeispiel Intra Domain: OSPF (Open Shortest Path First)Beispiel Inter Domain: BGP (Border Gateway Protocol)

Quelle: Peterson,„Computernetze“

Backbone service provider

Peeringpoint

Peeringpoint

Large corporation

Large corporation

Smallcorporation

“Consumer ” ISP

“Consumer” ISP

“ Consumer” ISP

Page 34: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

TCP/UDPAbgrenzung:

IP: Verbindung zwischen zwei Hosts im Internet

TCP/UDP: Verbindung zwischen zwei Kommunikationsendpunkten, z.B. Webbrowser - Webserver

TCP/UDP können pro Host jeweils ca. 65000 Kommunikationsendpunkte adressieren (Ports), an den jeweils ein anderer Dienst gebunden wird.

Beispiel TCP Ports:

25: SMTP

80: HTTP

110: POP3

Page 35: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

TCP/UDP (fort.)Eigenschaften TCP:

Verbindungsorientiert

Flusskontrolle

Überlastkontrolle

Fazit: Gesicherte, zuverlässige Verbindung mit dem typischen „Overhead“ für Protokolle dieser Eigenschaften

Wird für typische Internetservices (WWW, Mail, Filetransfer) verwendet

Eigenschaften UDP:

Verbindungslos

Keine Sicherungsmaßnahmen (z.B. bei Paketverlust)

Sicherungsmaßnahmen müssen die höheren Protokolle spezifizieren (Beispiel NFS)

Fazit: Verbindungen ohne unnötigen Overhead allerdings auch ohne weitere Maßnahmen zur Sicherung des Datentransports.

Einsatz im Internet z.B. DNS

Page 36: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name ServiceAufgabe: Auflösen (zuordnen) von IP Adressen zu Internet Namen

Gesamtheit des DNS Systems ist eine weltweit hierarchische Anordnung von DNS Servern, die den gesamten Namensraum des Internet abbilden

Auflösungsmöglichkeiten:

Forward: Für einen Domainnamen die zugehörige IP Adresse

Reverse: Für eine IP Adresse den zugehörigen Domainname

Bestandteile des DNS

Domain-Namensraum

Nameserver

Resolver

Page 37: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Domain Namensraum

Quelle:Wikipedia

Page 38: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Domain Namensraum (fort.)

Baumförmige Struktur aus Blättern und Knoten

Trennung der Hierarchistufen durch Punkt (.)

Vollständiger Name (Fully Qualified Domain-Name - FQDN) besteht aus allen Nahmensbestandteilen, jeweils mit einen Punkt beendet.

Ein Name beginnt mit der niedrigsten Hierarchiestufe

Beispiel: Der Webserver der HSZ-twww.hsz-t.ch.

Alle möglichen Namensbestandteile am Ende eines FQDN sind die sog. Top Level Domains (TLD)

Page 39: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Nameserver

Speichern die Namen und IP Adressen der Domänen, für die sie zuständig sind, in sog. Zonendateien.

Ein Nameserver kann für mehrere Domänen zuständig sein

Mehrere Server können für die gleiche Domäne zuständig sein

Für jede Zone existiert ein autoritativer Nameserver (Primary Nameserver) und weitere Sekundäre Nameserver

Die Zonendaten werden vom Primären auf die Sekundären Server per Zonentransfer übertragen

Strategien zur Abfrage von Informationen über fremde Domänen (Zonen)

Forwarder: Anfrage bei einem weitern, im Nameserver fest konfigurierten Server (Bsp.: Nameserver eines Firmennetzes verwendet als Forwarder den Nameserver des ISP)

Auflösung über die (fest konfigurierten) Root-Server. Diese Methode wird oft bei den Nameserver großer ISP angewandt

Page 40: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Nameserver (fort.) – Rootserver (http://root-servers.org/)

publizieren die Root-Zone des Domain Name Systems (DNS)

Ca. 2500 Einträge für die TLDs (.com, .edu., .ch etc.)

Z. Zt. 13 Rootserver, betrieben von verschiedenen Organisationen

Koordination der Rootserver durch ICANN

ICANN ist für die Korrektheit der Einträge zuständig

Page 41: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Nameserver Beispiel Primäre Zonendatei@ IN SOA noc.mycompany.de. root.mycompany.de. (

200809011 ; Serial

43200 ; Refresh

3600 ; Retry every hour

604800 ; Expire after 1 week

900 ) ; Record lives 15 minutes

IN NS noc

IN NS dns1.myisp.de.

IN NS dns3.myisp.de.

noc IN A 121.37.218.10

noc1 IN CNAME noc

noc2 IN A 121.37.218.11

noc3 IN A 121.37.218.12

mycompany.de. IN MX 10 mail-vsr.myisp.de.

web2 IN A 121.37.11.224

www IN CNAME web2

www2 IN CNAME web2

Page 42: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Resolver

Komponente zur Abfrage der Nameserver

Implementiert in Nameserver um weitere Server abzufragen

Implementiert in Clients um den (die) zuständigen Nameserver abzufragen

Rekursive Anfrage: Anfrage an einen Nameserver nach der Auflösung eines FQDN oder einer IP Adresse

Inerative Anfrage: Anstelle der Auflösung kann der Verweis auf einen weiteren Nameserver kommen, sollte der angefragte Nameserver nicht auflösen können

Page 43: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Resolver

Quelle:Wikipedia

Page 44: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

SMTP – Simple Mail Transport ProtocolProtokoll zum Mailtransport zwischen Mailservern und zum versenden von Mails über einen Mailclient

Mailadressen: [email protected] oder [email protected]

Enges Zusammenspiel mit DNS bei der Zustellung: MX Record bezeichnet den (die) Mailserver einer Domäne. Beispiel nslookup

Standardserver: noc.mycompany.de

Address: 121.37.218.10

> set type=MX

> hsz-t.ch

Server: noc.mycompany.de

Address: 121.37.218.10

Nicht autorisierte Antwort:

hsz-t.ch MX preference = 20, mail exchanger = jay.hsz-t.ch

hsz-t.ch nameserver = jay.hsz-t.ch

hsz-t.ch nameserver = lisa.hsz-t.ch

hsz-t.ch nameserver = scsnms.switch.ch

jay.hsz-t.ch internet address = 193.5.54.121

lisa.hsz-t.ch internet address = 193.5.54.30

Page 45: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

SMTP – Simple Mail Transport ProtocolBeispiel SMTP Sitzung

220 mailsrv.htwg-konstanz.de ESMTP

HELO

250 mailsrv.mycompany.de Hello hs080006.vpn.mycompany.de [121.37.80.6], pleased to meet you

MAIL FROM: [email protected]

250 2.1.0 [email protected]... Sender ok

RCPT TO: [email protected]

250 2.1.5 [email protected]... Recipient ok

DATA

354 Enter mail, end with "." on a line by itself

Hallo,

Das ist eine Testmail per Telnet

.

250 2.0.0 m83MUiEc000875 Message accepted for delivery

QUIT

Page 46: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol

Client-Server Protokoll zum Datenaustausch zwischen Webserver und Browser

Zwei unterschiedliche Nachrichtentypen: Request (Anfrage) vom Client an den Server

Response (Antwort) vom Server an den Client

Nachrichten bestehen aus prinzipiell zwei TeilenMessage Header: Sturkturelle Informationen, z.B. über die Kodierung des Inhalts

Message Body: Inhalt der Nachricht

Prinzipiell für verschiedene Datenformate geeignet

Zustandsloses Protokoll: Jeder Request (jeder Klick) entspricht einer Sitzung

Vernünftiges Sitzungshandlich über Zusätze, z.B. Cookies

Adressierung von Inhalten über URL (Uniform Ressource Locator)

Page 47: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol (fort.)

Quelle: LEU Karlsruhe

Page 48: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol (fort.)

Beispiel Kommunikationsablauf:Request:

GET /index.html

Response: HTTP/1.1 200 OK Server: Apache/1.3.29 (Linux) PHP/4.3.4 Content-Length: (Größe von index.html in Byte) Content-Language: de Content-Type: text/html Connection: close

…… nun folgt der HTML Code von index.html

Page 49: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol (fort.)

HTTP Request Methoden:GET Inhalte vom Server anfordern

POST Inhalte vom Server anfordern mit Übermittlung eines zusätzlichen Datenblocks aus Name-Wert-Paaren, z.B. aus Webformularen

HEAD Anfrage von HTTP-Header ohne Message Inhalt

PUT Dateien hochladen

DELETE löscht die angegebene Datei auf dem Server

TRACE liefert die Anfrage so zurück, wie der Server sie empfangen hat

OPTIONS liefert eine Liste der vom Server unterstützen Methoden und Features

CONNECT wird von Proxyservern implementiert, die in der Lage sind, SSL-Tunnel zur Verfügung zu stellen.

Page 50: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nStandardisierung im Internet

Die Standardisierung des Internet findet in erster Linie durch die Requests for Comments (kurz RFC; zu deutsch Forderung nach Kommentaren) statt

RFCs sind eine Reihe von technischen und organisatorischen Dokumenten aus der (selbstverwalteten) Internetcommunity (später mehr zur Organisation des Internet)

Bei der ersten Veröffentlichung (1969) noch im ursprünglichen Wortsinne zur Diskussion gestellt, behalten RFC auch dann ihren Namen, wenn sie sich durch allgemeine Akzeptanz und Gebrauch zum Standard entwickelt haben.

Page 51: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nStandardisierung im Internet (cont.)

Jeder RFC besitzt einen Status. Hier einige Beispiele:Informational – Hinweis, Idee, Nutzung

Experimental – zum Experimentieren

Proposed Standard – Vorschlag für Standard

Draft Standard – Begutachtung von mindestens zwei unabhängigen Implementierungen

Standard – offizieller Standard

Historic – nicht mehr benutzt

OrganisationVerwaltet werden die RFCs vom sog. RFC-Editor

Aufgabe:

Formale Korrektheit der Dokumente

Führen des Verzeichnisses

Page 52: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nStandardisierung im Internet (cont.)

Exkurs: www.rfc-editor.org

Page 53: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet

Page 54: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Society (ISOC)Nicht-Staatliche Organisation

Koordiniert und iniziiert Massnahmen zur Verbreitung und Weiterentwicklung des Internet

Mitglieder sind Einzelpersonen, Firmen und weitere Organisationen

Hauptaufgabe: Weiterentwicklung des Internet (z.B. Pflege und Veröffentlichung der RFCs)

Der Vorstand (Board of Trustees) wird von allen Mitgliedern weltweit gewählt.

ISOC ist Dachorganisation für alle relevanten Gremien und Organisationen, die an der Standardisierung und Weiterentwicklung des Internet arbeiten, wie IETF, IESG, IAB, IRTF und IANA (siehe folgende Folien)

Page 55: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Architecture Board (IAB) Verwaltung der Internetarchitektur

Überwacht den Standardisierungsprozess

Ernennt und überwacht RFC Editor

Berät ISOC

Überwacht/Beauftragt IANA, IRTF, IETF und IESG

RFC 2850 und 3869 definieren IAB

Page 56: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Engineering Task Force (IETF) Arbeitsgruppe des IAB

Aufgabe: Technische Weiterentwicklung des Internet

Verfassen Technischer Dokumente (z.B. Protokolle)

Besteht aus Arbeitsgruppen zu verschiedenen Themen

Applications – APP

General – GEN

Internet – INT

Operations and Management – OPS

Real-Time and Infrastructure – RAI

Routing RTG

Security – SEC

Transport – TSV

User Services – USV

Page 57: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Engineering Steering Group (IESG)Aufgabe: Leitet IETF

Setzt sich zusammen aus

aus den Vorsitzenden der IETF

Den Bereichsleitern der IETF

Page 58: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Research Task Force (IRTF) Arbeitsgruppe des IAB

Leitung durch IRSG

Aufgabe: Förderung von Forschung und Entwicklung im Bereich Netzwerke für folgende Forschungsschwerpunkte

End-to-End

Information Infrastructure Architecture

Privacy and Security

Internet Resource Discovery

Routing

Services Management

Reliable Multicast

Internet Congestion Control

Page 59: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Aufgabe: Vergabe von

IP Adressen

Top Level Domains

Protokollnummern

Ports

Vergabe der IP Adressen erfolgt weitgehend über Regional Internet-Registers (RIR).

Zuständigkeiten der RIRs jeweils für einzelne (große) Regionen.

Beispiel Europa: Réseaux IP Européens (RIPE)

Page 60: Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets.

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g T

elek

omm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) Aufgabe:

Festlegung der Koordination der Namensvergabe

Koordination des Betriebes der Root Nameserver

Grundlagen der IP Adress Verwendung (Ausführung durch IANA)

Kritik: Starke Bindung an die US Regierung, ICANN untersteht organisatorisch dem US-amerikanischen Handelsministerium