Grundkurs Computernetzwerke - Springer · 2010. 5. 14. · E2 Rahmen (PCM120) gede a, oae a , X:...

Grundkurs Computernetzwerke

Eine kompakte Einführung in

Netzwerk und Internet TechnologienNetzwerk- und Internet-Technologien

2010 / 2. Auflage

© Autor | Buchtitel Vieweg+TeubnerPLUS Zusatzinformationen zu Medien des

Kapitel 6 / WAN-Technologien für die Telekommunikation

Vieweg+Teubner Verlag | Wiesbaden 2010

www.viewegteubner.de

© Jürgen Scherff | Grundkurs Computernetzwerke. 2. Aufl. Vieweg+TeubnerPLUS

Zusatzinformationen zu Medien des Vieweg+Teubner Verlags


Primary Station Secondary Stations(Mainframe) (Terminals)

Multipoint-Verbindung

Primary Station Secondary Station(Mainframe) (Cluster Controller)

Point-to-Point-V bi d

Combined Stations(Mainframes Router)Verbindungen (Mainframes, Router)





Normal Response Mode

Primary Station sendet

Information/Poll Commandy

Information FramesAcknowledgement SP

S d St ti i dPoll Command

Secondary Station wirdaufgefordert, InformationFrames zu senden

Information Response

A k l d tP S

Frames zu senden Acknowledgement

Asynchronous Response Mode

Information ResponseSecondary Stationsendet unaufgefordertInformation Frames

Information Response

AcknowledgementP SVieweg+Teubner Verlag | Wiesbaden 2010




Information Frames Acknowledgement

C bi d S i C bi d S iCombined Station Combined Station

Commands ResponsesCommands, Responses

CS CSCommands, Responses

Primary SecondaryCommand für CS B

PrimaryStation

Secondary

SecondaryStation

Primary

Response von CS B

Command für CS ASecondaryStation

PrimaryStation

Command für CS AResponse von CS A





CS A CS B

Flag ADR CTRL Information FCS Flag

F Ch k SInformationFrame 0 Sende-

FolgenummerEmpfangs-FolgenummerP/F

Frame Check Sequence

Supervisory S Commands/Responses:EmpfangsSupervisoryFrame

S Commands/Responses:RR, RNR, REJ, SREJ1 0 S P/F Empfangs-

Folgenummer

Unnumbered U Commands/Responses:SNRM SABM DISC UA1 1 U P/F UFrame SNRM, SABM, DISC, UAetc.

1 1 U P/F U

F T P ll Bit/Fi l BitVieweg+Teubner Verlag | Wiesbaden 2010




Frame Type Poll Bit/Final Bit

Normal Response Mode Asynchronous Balanced Mode(Halbduplex-Betrieb) (Halbduplex-Betrieb)

A BU (B SABM P)

A BU (B SNRM P)

Verbindungs-aufbau

U (B, SABM, P)

U (B, UA, F)

I (B S=0 R=0)

U (B, SNRM, P)

U (B, UA, F)

I (B S=0 R=0) I (B, S=0, R=0)

I (B, S=1, R=0)

I (B S=2 R=0 P)

I (B, S=0, R=0)

I (B, S=1, R=0)

I (B S=2 R=0 P)

Daten-üb t

I (B, S=2, R=0, P)

S (B, RR, R=3, F)Pause:

I (B, S=2, R=0, P)

I (B, S=0, R=3, F)

S (B RR R 1 P) übertragungI (A, S=0, R=3)

I (A S 1 R 3 P)

B hat nichts zu sendenI (B, S=1, R=3, F)S (B, RR, R=1, P)

S (B RR R 2 P)

S (A, RR, R=2, F)

I (A, S=1, R=3, P)

U (A DISC P)

S (B, RR, R=2, P)

S (B, RR, R=3, F)U (B DISC P)

Verbindungs-abbau

U (A, DISC, P)U (A, UA, F)

U (B, DISC, P)

U (B, UA, F)




Zusatzinformationen zu Medien des Vieweg+Teubner VerlagsI, S, U: Frametyp; A, B: Adresse; S/R: Sende-/Empfangs-Nr.; P/F: Poll Bit/Final Bitt t t t

Normal Response Mode Asynchronous Balanced Mode

A B..A B..

(Halbduplex-Betrieb) (Halbduplex-Betrieb)

I (B S 7 R 3)

I (B, S=6, R=3). .

I (B, S=7, R=3)

I (B S=0 R=3 P)I (B, S=7, R=3)

I (B, S=0, R=3, P)

I (B S 3 R 7 F)

I (B, S=0, R=3, P)

S (B, RR, R=7, F)

I (B S 7 R 3)I (B, S=3, R=7, F)I (B, S=7, R=4)

S (B RR R 1 F)

I (B, S=7, R=3)I (B, S=0, R=3, P)

S (B, RR, R=1, F)

I (B, S=0, R=4, P) S (B, RR, R=1, F)Pause:

B hat nichts zu sendenI (B, S=1, R=4, P)

TimeoutI (B S=1 R=4 P)

S (A, RR, R=4, F)

I (A, S=3, R=1, P)

S (B, RR, R=2, F)

I (B, S=1, R=4, P)

. .

TimeoutI (A, S=3, R=1, P)




Zusatzinformationen zu Medien des Vieweg+Teubner VerlagsI, S: Frametyp; A, B: Adresse; S/R: Sende-/Empfangs-Nr.; P/F: Poll Bit/Final Bit

t t t t .. ..

DTE (DEE) DTE/DCE-Interface DCE (DÜE) X.25-Netz( ) ( )local local

ApplicationP

Virtuelle Verbindungen zu entferntenAnwendungsprozessen

Processes

PLP-SchnittstellePSENetwork

Layer(Logische Kanäle) PSE

Data LinkL

LAPB-Schnittstelle(Physischer Kanal) PSE

PSE

Layer

Physical X.20/X.21-Schnittstelle PhysicalPhysicalLayer (Bitübertragung) Physical

Layer





PSE: Packet Switching Exchange

DTE A PSE A Transportnetz PSE B DTE B

DTE/DCE-Interface X.25-Netzwerk DTE/DCE-Interface

1 1 1 1

2 2 2 2

3

.3

.3

.3

.. . . .

255

.255

.255

.255

.

Logische Kanäle Logische Kanäle





Virtuelle Verbindung

4.800 bit/sA B

BD

Anschluss mit

1 92 Mbit/s1.200 bit/s

4.800 bit/sA

Anschluss mitmehreren logischen

Kanälen1,92 Mbit/s

A D DVST-P

CC

DVST-P

D

C

C

DVST-PAnschluss mitmehreren logischen

D

1,92 Mbit/s9.600 bit/sKanälen

DVST-P: Datenvermittlungsstelle mit PaketvermittlungA B C D: Pakete der virtuellen Verbindungen A B C und D





A, B, C, D: Pakete der virtuellen Verbindungen A, B, C und D

DatenHeader

Byte 1 Byte 2 Byte 3y y y

Logical Channel Number

Logical Channel Group Number

g

General Format Identifier

Logical Channel Group Number

Packet Type IdentifierGeneral Format Identifier Packet Type Identifier





Endsystem Netzknoten Netzknoten Endsystems- se

CALL REQUESTCALL INDICATION

bind

ung

baup

has

CALL ACCEPTEDCALL CONNECTED

D t D t

Ver

bau

fbs- Data Data

Data Data ragu

ngs

se

Data Data

enüb

ertr

phas

CLEAR REQUEST

Data Data

Dat

es- e CLEAR REQUEST CLEAR INDICATION

CLEAR CONFIRMATIONCLEAR CONFIRMATIONbi

ndun

gsau

phas

e





Ver

bab

ba

t t t t

ISDN-Konzept

Leitungsvermittelte ISDN-VerbindungenEndeinrichtungen Endeinrichtungen

O-VSt O-VStF-VSt F-VSt

Paketvermittelte Verbindungssteuerung

O-VSt: Orts-Vermittlungsstelle F-VSt: Fern-Vermittlungsstelle

ISDN-AnschlussartenISDN-Anschlussarten

ISDN-AnschlussISDN-Anschluss

P i ä lti l hlP i ä lti l hlB i hlB i hl PrimärmultiplexanschlussPrimärmultiplexanschlussBasisanschlussBasisanschluss





MehrgeräteanschlussMehrgeräteanschluss AnlagenanschlussAnlagenanschluss AnlagenanschlussAnlagenanschluss

ISDN-Basisanschlüsse

NTBA ISDNS0S0S0S0

Mehrgeräteanschluss

0000

Mehrgeräteanschluss

S0(Kleine)

S0S0

ISDNNTBA

Anlagenanschluss

( )ISDN-TK-

Anlage

S

ISDNNTBA

AnlagenanschlussS0

ISDN-PrimärmultiplexanschlussISDN-Primärmultiplexanschluss

S2M

S0

LAN 2M

ISDN-TK-Anlage(CPBX)

ISDNLAN

NT2M





(CPBX)S0

ISDN-Kanäle der Schnittstelle S0

SEnd-

geräte

S0

ISDNNTBA

B1: B-Kanal mit 64 kbit/s für Sprache, Daten, Text, BildB2 B K l i 64 kbi / fü S h D T BildD: D-Kanal mit 16 kbit/s für Steuerung, paketierte DatenB2: B-Kanal mit 64 kbit/s für Sprache, Daten, Text, Bild

ISDN-Kanäle der Schnittstelle S2M

ISDN-TK-Anlage

S2M

ISDNNT2MAnlage

B1: B-Kanal mit 64 kbit/s für Sprache, Daten, Text, Bild

2M

B1: B Kanal mit 64 kbit/s für Sprache, Daten, Text, Bild

D D K l it 64 kbit/ fü St k ti t D tB30: B-Kanal mit 64 kbit/s für Sprache, Daten, Text, Bild

…





D: D-Kanal mit 64 kbit/s für Steuerung, paketierte Daten

Endeinrichtung A Endeinrichtung BISDN NetzEndeinrichtung A(Telefon, Fax, Computer)

Endeinrichtung B(Telefon, Fax, Computer)

ISDN-Netz(Vermittlungsstellen)

7 7

B1 B2 B1 B2

7

6

7

6

5

4

5

4D D

4

3

4

3Q.930/1Q.930/1

2

1

2

1I.430/1 I.430/1 I.430/1

Q.920/1

I.430/1 I.430/1 I.430/1

Q.920/1

D-Kanal-Protokoll

D-Kanal-Protokoll

SS7





DSS1-Paket

n NachrichtenelementeHeader

Protokoll-Diskriminator

Call Reference(2 oder 3 Bytes)

Nachrichten-Typ

LAPD-Frame

Flag Address Control Information FCS Flag

C/R: Command/ResponseSAPI: Service Access Point IdentifierTEI: Terminal Endpoint Identifier

0 SAPI(6 Bits)

TEI(7 Bits)

1CR

Je 1 Bit für D-KanalMultiplexrahmen

8 Bits für B1 8 Bits für B2 8 Bits für B1 8 Bits für B2




Zusatzinformationen zu Medien des Vieweg+Teubner Verlags Steuer- und Füll-Bits für Rahmenaufbau

Endgerät Vermittlungs- Vermittlungs- Endgerät EndgerätA stelle A stelle B X Y

Hörer A

*SETUP

SETUP ACK

Hörer Aabnehmen

Wählton **SETUP ACK

INFOINFO

SETUP SETUP

Wählton

WählenSETUP SETUPALERT

ALERTALERT

Klingeln

Freiton

*ALERT

CONNCONN ACK

CONNHörer Xabnehmen

Freiton

Freitonende

* RELREL ACK

CONN ACK KlingelendeEndgerät Y

t t t t t

B-Kanal-Verbindung Verbindungmit A

Verbindungmit X





t t t t t

* Symbol für „B-Kanal durchschalten“

ISDN-Nebenstellenanlage

ISDNISDN

Unternehmensinternes Netz Öffentliches Netz





Unternehmensinternes Netz Öffentliches Netz

E1-Rahmen (PCM30)256 Bits

K0 K1 K2 K3 … K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 … K29 K30 K31

X 0 0 1 1 0 1 1 Rahmenkennungswort K1 bis K15, K17 bis K31:i d R h D t k äl à 8 Bit

Signalisierungskanal mit 8 Bits,

Rahmenmeldewort in geraden Rahmen:D: Dringender Alarm, N: Normaler Alarm,

X 0 0 1 1 0 1 1

X 1 D N Y Y Y Y

in ungeraden Rahmen Datenkanäle à 8 Bits

E2 Rahmen (PCM120)

ge de a , o a e a ,X: Nationale Verbindung, Y: Internationale Verbindung

E2-Rahmen (PCM120)

10 2 200 4 208 4 208 4 4 204848 Bits

RKW M Nutzbits St Nutzbits St Nutzbits St NutzbitsStB

Stopfinformationsbits Stopfbits 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 D N





1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 D N

RahmenkennungswortRahmenmeldewort:D: Dringender Alarm, N: Normaler Alarm

PlesiochronousDigital Hierarchy SONET

Synchronous Digital Hierarchy g y

(PDH)g y

(SDH)

Nordamerika Europa Japan USA weltweitNordamerika Europa Japan USA weltweit

0,064 (DS0) 0,064 (E0) 0,064 (J0) - -

1,544 (DS1) 2,048 (E1) 1,544 (J1) - -

6 312 (DS2) 8 448 (E2) 6 312 (J2) - -6,312 (DS2) 8,448 (E2) 6,312 (J2) - -

44,736 (DS3) 34,368 (E3) 32,064 (J3) 51,840 (OC1) -

274,176 (DS4)139,264 (E4) 97,728 (J4) 155,520 (OC-3) 155,520 (STM-1)

- 564 992 (E5) 397 200 (J5) 622 080 (OC-12) 622 080 (STM-4)- 564,992 (E5) 397,200 (J5) 622,080 (OC-12) 622,080 (STM-4)

- - - 2.488,320 (OC-48) 2.488,320 (STM-16)

- - - 9.953,280 (OC-192) 9.953,280 (STM-64)

- - - 39 813 120 (OC-768) 39 813 120 (STM-256)





- - - 39.813,120 (OC-768) 39.813,120 (STM-256)

- - - 159.252,480 (OC-3072)159.252,480 (STM-1024)

PCM30-PCM1920 PCM30-PCM1920TM: Terminal MultiplexerADM: Add Drop Multiplexer

TM TMSTM-1 STM-1

p pDXC: Digital Cross-Connect

ADM ADMDXC

ADM ADMSTM-1 STM-1STM 1STM-4STM-16

STM-1STM-4STM-16

STM-1 STM-1… …

ADM ADMADM ADM

TM TMSTM-1 STM-1

STM: Synchronous Transport Module





PCM30-PCM1920 PCM30-PCM1920STM: Synchronous Transport ModulePCM: Pulse Code Modulation

Leitungsvermittelte und/oder paketvermittelte Verbindungen

Path Path

Leitungsvermittelte und/oder paketvermittelte Verbindungen

Multiplex Multiplex MultiplexSection Section Section

Regenerator Regenerator Regenerator RegeneratorSection Section Section Section

Section Section Section

Physical Physical Physical PhysicalMedia Media Media Media

Terminal Regenerator TerminalAdd Drop Multiplexer/Vieweg+Teubner Verlag | Wiesbaden 2010




TerminalMultiplexer

Regenerator e aMultiplexer

Add Drop Multiplexer/Digital Cross-Connect

STM 1 (Synchronous Transport Module 1)270 Bytes

STM-1 (Synchronous Transport Module 1)

1

9 Bytes 261 Bytes

AU P i t3

RSOH

AU 4 C t i C 4 i VC 4AU-Pointer459 Zeilen

AU-4 Container C-4 im VC-4mit Data Payload:• PDH-RahmenVC-4

MSOHPDH Rahmen

• VC-3/VC-11/VC-12• ATM-Zellen

VC 4POH

9 • HDLC-Frames• IP-Pakete

260 Bytes1 B.

• …





VC-4 (Virtual Container mit POH und C-4)

X.25-Netzwerk

3 PLP3 PLP

2 LAPB X.25

1 X.20/21

DTE PSE PSE DTE OSI Schichten StandardDTE PSE PSE DTE OSI-Schichten Standard

Frame-Relay-Netzwerk

Frame Relay Frame Relay3 Higher Layers

2b LAPF Control2a LAPF Core Q.922

Frame RelaySwitch

Frame RelaySwitch

2a LAPF Core

1 Physical Layer

Q.922G.703/4I.430/1X 21





X.21DTE DCE DCE DTE OSI-Schichten Standards

LAN DTE DCE Frame Relay Network DCE DTE LANy(Router, (Frame Relay Switches) (Router,Bridge, Bridge,FRAD) FRAD)FRAD) FRAD)

Y

Interface:Q.922

Interface:Q.922ED

AXY

11619

23D

77138

13 Z

5511619

4 CB138

10842

Tabelle on S itch BTabelle von Switch B

Incoming Logical Channel Outgoing Logical ChannelInterface DLCI Interface DLCI

1 55 3 1161 138 2 84





1 138 2 84… … … …

Flag Address Information FCS Flag

Oktett 1 Oktett 2

DLCI (Hi h O d ) C/R EA DLCI (L O d ) DE EAFE BE

8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1

DLCI (High Order) C/R EA DLCI (Low Order) DE EACN CN

C/R: Command/Response Bit

DLCI: Data Link Connection Identifier

EA: Extended AddressFECN: Forward Explicit Congestion NotificationBECN: Backward Explicit Congestion NotificationDE: Discard Eligibility





FCS: Frame Check Sequence

ATM-SchnittstellenUNI NNI NNI UNIATM-

End-PointEquipment

ATM-End-PointEquipment

ATM-Switches

...Equipment Equipment

Übertragungs-ATM Zellen g grichtung

Nutzinfo48 Oktette

ATM-Zellen

48 Oktette

UNI HEC CLP PT VCI VPI GFC

Zellkopf5 Oktette

UNI HEC CLP PT VCI VPI GFC8 1 3 16 8 4

HEC CLP PT VCI VPI





NNI HEC CLP PT VCI VPI 8 1 3 16 12

Virtuelle Kanäle(Virtual Channels, VCs)

VCI = x VCIVCI = x VCI = xVPI = m VPI = mPhysischer

B itb dk l

VCI = yVCI = yVPI = n VPI = n

Breitbandkanal(Lichtwellenleiter)

Virtuelle Pfade

y

Virtuelle Pfade(Virtual Paths, VPs)

VCI: Virtual Channel Identifier VPI: Virtual Path Identifier





ATM End-Points ATM Network ATM End-Points(Computer, Router, LAN-Switches, TK-Anlagen)

(Computer, Router, LAN-Switches, TK-Anlagen)

(ATM-Switches)

YUNI UNIE

DX

YA

D63 5

43 7

2,5 Gbit/s622 Mbit/s

13 Z4B C

43 7

155 Mbit/s

622 Mbit/s

90 15

2

Tabelle on ATM S itch B

84 3 23 33VCIVPI

Incoming Outgoing

Tabelle von ATM-Switch B

Interface VPI VCI Interface VPI VCI

1 16 55 3 22 751 12 38 2 3 84





1 12 38 2 3 84… … … … … …

OSI B ISDN R f d llOSI- B-ISDN-ReferenzmodellReferenz-

ModellManagement Plane

A li ti L

Modell

A li ti L

Higher LayersHigher Layers

Control Plane User PlaneApplication Layer

Presentation Layer

Application Layer

ATM Adaptation Layer

Higher LayersHigher LayersSession Layer

Transport Layer

3-7

2b

ATM Layer

ATM Adaptation LayerTransport Layer

Network Layer

2b

2a

Physical Layer

ATM LayerData Link Layer

Physical Layer

a

1

Layer Management

y y





Plane Management

ATM End-Point ATM-Switch ATM End-PointUser ControlPlane Plane

Control UserPlane Plane

3-7 3-7SIG CP

SIG(Network Layer)SIGCP

2b 2bAALSAAL

SIG CP

SAAL SAAL

(Network Layer)

SAAL

SIG

AAL

CP

2b

2a

2b

2a

AALSAAL

ATMATM ATM

SAAL SAALSAALAAL

1 1PHYPHY PHY

PHY: Physical Layer SAAL: Signaling AALATM: ATM Layer CP: Communication Protocol





yAAL: ATM Adaptation Layer SIG: Signaling

Label Switched Path (LSP) von MPLS

Ingress LER LSR LSR Egress LER

...

IP OutAdd L b l

Edge Core Core Core Edge

LabelS

LabelS

In Next L b l HAddr. Label

141.28.0.0/16 In Out

Label Label

Swapping

In Out Label Label

Swapping

7

Label Hop98.53.1.1

/83

LabelPush

Layer 2Transp.

Label Label

10 3

Label Label

7 10LabelPop

Layer 2Transp.

Label Switched PathDaten 141.28.2.19 Daten 141.28.2.19





Daten 141.28.2.19 7 Daten 141.28.2.19 10 Daten 141.28.2.19 3

LER LSR LER

YEdge Core Core EdgeE

YX

7

DA1 2

3

13 Z

415 CB3

2 3 9

Forwarding Tablevon Ingress LER X

Forwarding Tablevon LSR B

Incoming OutgoingInterface In Label Interface Out Label

Assign OutgoingFEC Interface Out Label Interface In Label Interface Out Label

1 10 3 81 12 2 3

FEC Interface Out Label141.28.0.0 2 7141.29.0.0 2 15





… … … …… … …

Teilnehmer Netzbetreiber

TCP TCP IP IP IPIP IP IP

Ethernet Ethernet PPP PPPPPPoE PPPoEEthernet Ethernet Ethernet

AAL5 AAL5ATM ATM ATM

DSLAMPC ADSL ADSL

ATM ATM ATMADSL ADSL SDH SDH

DSLAM(mit internem

Splitter)

PCs ADSL-Router

Splitter

AC(Access

Concentrator)

ADSL-Modem

Internet

ISDN





NTBA ISDN

Genutzte FrequenzbänderA POTS Upstream DownstreamA POTS

ISDNUpstream- Downstream-

Band Band

Z t il d bit/S b l j S bk l

kHz4 120 138 276 1104

SubkanalA

Zuteilung der bit/Symbol je Subkanalbit/Symbol

6

4

S/N

… … 4

2




Zusatzinformationen zu Medien des Vieweg+Teubner Verlags4,3 kHzF4,3 kHz F

z. B. 1: Configure-Request2: Configure-Ack

z. B. 1: Maximum Receive Unit3: Authentication Protocol

LCP-Pakete Code Identif. Length Data/Configuration Option

2: Configure Ack 3: Authentication Protocol

1 1 2 n Bytes

00000011 Hex C021

Flag Addr. Contr. Protocol Information FCS Flag1 1 2 n 2-4 Bytes

11111111 Hex 8021

IPCP P k t C d Id tif L th D t /C fi ti O tiIPCP-Pakete

B 1 C fi R t B 3 IP Add

Code Identif. Length Data/Configuration Option1 1 2 n Bytes





z. B. 1: Configure-Request2: Configure-Ack

z. B. 3: IP Address129: Primary DNS Server Address

Client Zugangsnetz Access Server Internetg g

Configure-Request (Configuration Options)

Configure-Ack (Configuration Options)LCP-Verbindungs-

aufbaug ( g )

Authenticate-Request (User-ID, Password)

Authenticate-Ack PAP-AuthentisierungAuthenticate Ack

Configure-Request (Configuration Options)

Configure Ack (Configuration Options)IPCP-Konfiguration(NCP Konfiguration)Configure-Ack (Configuration Options)

PPP-Frame (IP-Paket)

(NCP-Konfiguration)

IP P k t T fPPP-Frame (IP-Paket)

PPP-Frame (IP-Paket)

IP-Paket-Transfer

Terminate-Request

Terminate-AckLCP-Verbindungs-

abbau





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