Netzwerke

Universität zu KölnKurs Allgemeine Technologien II

Referat am 24.2.2009von Ramona Müller

Netzwerke 2

Netzwerke

Einführung Klassifizierung von Netzwerken Protokolle Das OSI-Modell Kommunikation im Netzwerk Fazit

Netzwerke 3

Einführung

Was ist ein Netzwerk?

... eine Infrastruktur, die Datenend-geräten die Kommunikation, den Datenaustausch und die Nutzung gemeinsamer Ressourcen transparent ermöglicht.

Netzwerke 4

Einführung

Wozu dienen Netzwerke?

... der Kommunikation der einzelnen Systeme untereinander sowie dem Teilen von Ressourcen (Geräten, Programmen, Dateien) und Informationen.

Netzwerke 5

Einführung

Wozu dienen Netzwerke?

Zugriff auf Computer im Netzwerk mit speziellen Funktionen (z.B. Fileserver)

Lösung komplexer rechenintensiver Probleme

Erhöhung der Systemverfügbarkeit Kommunikation Nutzung entfernter interaktiver

Anwendungen

Netzwerke 6

Klassifizierung von Netzwerken

Netzwerk-Topologien: Wie sind die Komponenten im Netz verbunden?

Reichweite der Netze Übertragungsweg bzw. –technologie Verwaltung der Netzwerkressourcen

Netzwerke 7

Klassifizierung von Netzwerken

Netzwerk-Topologien: Stern-Topologie Baum-Topologie Ring-Topologie Bus-Topologie Vermaschtes Netz Zelltopologie

Netzwerke 8

Klassifizierung von Netzwerken

Reichweite der Netze: Lokale Netze

LAN (Local Area Network) WLAN (Wireless Local Area Network)

Nicht-lokale Netze MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network) GAN (Global Area Network)

Netzwerke 9

Klassifizierung von Netzwerken

Übertragungsweg bzw. – technologie: Leitungsgebundene Netze

Ethernet Token Ring

Drahtlose Netze Infrastruktur-Netze Ad hoc Netze

Netzwerke 10

Klassifizierung von Netzwerken

Verwaltung von Netzwerkressourcen: In Peer-to-Peer-Netzwerken kommunizieren

gleichgestellte Computer direkt miteinander. Jeder Benutzer entscheidet, welche Daten auf seinem Computer für das Netzwerk freigegeben werden.

In serverbasierten Netzwerken sind spezielle Computer für das Verwalten der Netzwerkressourcen zuständig, die schnell auf Anfragen der Clients reagieren und Zugriffsrechte zentral verwalten.

Netzwerke 11

Protokolle

Die Kommunikation im Netzwerk erfolgt über Protokolle – Regelsätze, die das Verhalten von Instanzen oder Prozessen bei der Kommunikation festlegen.

Die Regeln betreffen u.a. den Auf- und Abbau von Verbindungen, die Formate der auszutauschenden Nachrichten, den benutzten Code und Absprachen zur Fehlererkennung und -korrektur.

Netzwerke 12

Protokolle

Die bekanntesten Protokolle werden rund um das Internet genutzt:

Laden von Webseiten: HTTP oder HTTPS

Verschicken von E-Mails: SMTP Herunterladen von Dateien: FTP, HTTP

oder HTTPS

Netzwerke 13

Protokolle

Der Austausch von Nachrichten erfordert häufig ein Zusammenspiel verschiedener Protokolle, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen:

Die Protokolle TCP und IP lösen das Problem der Datenübertragung. Das Protokoll SMTP zum Übermitteln von E-Mails benötigt wiederum die Funktion, Daten zu versenden und setzt dazu auf das TCP auf.

Netzwerke 14

Das OSI-Modell

Das schichtweise Aufeinanderaufbauen der Protokolle wird mit Hilfe des OSI-Modells (Open Systems Interconnection) dargestellt.

Das OSI-Modell wurde 1984 von der ISO (International Standardization Organisation) als umfassendes Modell für die Kommunikation unter Computern veröffentlicht und wird von dieser weiterentwickelt.

Es ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis von Rechnernetzen.

Netzwerke 15

Das OSI-Modell

Das OSI-Modell teilt die Kommunikation zwischen Rechnern in sieben in sich abgeschlossene Schichten auf. Jede Schicht hat bestimmte Aufgaben zu erfüllen, deren konkrete Umsetzung jedoch nicht vorgegeben wird.

Netzwerke 16

Das OSI-Modell

Layer VII Anwendungsschicht

anwendungs-bezogen

Layer VI Darstellungsschicht

Layer V Kommunikationsschicht

Layer IV Transportschicht

regeln Daten-Übertragung

an sich

Layer III Vermittlungsschicht

Layer II Sicherungsschicht

Layer I Bitübertragungsschicht

Netzwerke 17

Das OSI-Modell

Layer I: Bitübertragungsschicht

... regelt die Übertragung von Daten zwischen zwei benachbarten Systemen. In dieser Schicht werden Verbindungen (de)aktiviert, aufrechterhalten und Bits über diese übertragen. Die dafür notwendigen Medien (Kabel, Stecker etc.) werden spezifiziert.

Hardware auf dieser Schicht: Modem, Hub,...

Netzwerke 18

Das OSI-Modell

Layer II: Sicherungsschicht

... gewährleistet eine zuverlässige, fehlerfreie Übertragung. Datenpakete werden hier mit der physikalischen Adresse (= MAC-Adresse) versehen, die für die Kommunikation innerhalb des Netzwerksegments wichtig ist.

Hardware auf dieser Schicht: Bridge, Switch

Netzwerke 19

Das OSI-Modell

Layer III: Vermittlungsschicht

... sorgt mit Hilfe von Routingtabellen für die Wegfindung in großen bis weltweiten Netzwerken. Datenpakete werden mit einer logischen Adresse versehen, die weltweit einmalig und auffindbar ist und werden fragmentiert.

Hardware auf dieser Schicht: Router

Netzwerke 20

Das OSI-Modell

Layer IV: Transportschicht

... für die fehlerfreie Übertragung der von der Kommunikationsschicht erhaltenen Daten in der richtigen Reihenfolge zuständig.Hier beginnt die Kommunikation zwischen Netzwerk und Anwendungen.

Netzwerke 21

Das OSI-Modell

Layer V: Kommunikationsschicht

... sorgt für die bidirektionale Kommunikation zwischen zwei Anwendungsprozessen, die auf verschiedenen Systemen laufen.Sie ermöglicht den Aufbau, die Durchführung und den Abbau von Sitzungen.

Netzwerke 22

Das OSI-Modell

Layer VI: Darstellungsschicht

... ermöglicht durch Codierungs- und Konvertierungsfunktionen sowie Datenkompression und Verschlüsselung optimalen Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Systemen.

Netzwerke 23

Das OSI-Modell

Layer VII: Anwendungsschicht

... interagiert direkt mit der Software, die eine Netzwerkübertragung anfordert und verschafft ihr Zugriff auf das Netzwerk.

Netzwerke 24

Kommunikation im Netzwerk

Das OSI-Modell dient als Leitfaden, um zu ermöglichen, dass unterschiedliche Systeme untereinander kommunizieren, Daten austauschen und gemeinsame Ressourcen nutzen können.

Netzwerke 25

Kommunikation im Netzwerk

Die Kommunikation zweier Schichten gleicher Ebene funktioniert nicht direkt. Die Daten werden beim Senden in kleine Pakete aufgeteilt und durchlaufen die Protokolle der einzelnen Schichten.

Diese stellen dafür Schnittstellen zu ihren Nachbarn bereit.

Netzwerke 26

Kommunikation im Netzwerk

Jedes Protokoll erweitert das Datenpaket um zusätzliche Informationen in Form von Headern.

Diese Information wird auf der Empfängerseite von den jeweiligen Protokollen verarbeitet.

Netzwerke 27

Kommunikation im Netzwerk

Netzwerke 28

Kommunikation im Netzwerk

Stellt ein System anhand des Schicht 2-Headers fest, dass es nicht der gewünschte Empfänger ist, wird mit Hilfe der Protokolle von Schicht 3 die nächste Zwischenstation ermittelt.

Sollte es der Empfänger sein, wird eine Sitzung geöffnet. Über diese werden die Daten kontinuierlich über die Protokolle der einzelnen Schichten übertragen.

Netzwerke 29

Fazit

Bei der Planung eines Netzwerkes muss u.a. beachtet werden:

Wozu soll das Netzwerk dienen? Wie viele Nutzer soll es haben? Wie ausfallsicher muss es sein? Welche Hardware ist erforderlich?

Netzwerke 30

Fragen?