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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
0. Organisatorisches1. Computernetze, der Begriff2. OSI/ISO Modell3. TCP/IP Referenzmodell4. Ethernet5. eine Beispielkommunikation
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
Agenda
0. Organisatorisches1. Computernetze, der Begriff2. OSI/ISO Modell3. TCP/IP Referenzmodell4. Ethernet5. eine Beispielkommunikation
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
Agenda
0. Organisatorisches1. Computernetze, der Begriff2. OSI/ISO Modell3. TCP/IP Referenzmodell4. Ethernet5. eine Beispielkommunikation
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
Agenda
0. Organisatorisches1. Computernetze, der Begriff2. OSI/ISO Modell3. TCP/IP Referenzmodell4. Ethernet5. eine Beispielkommunikation
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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0. Organisatorisches1. Computernetze, der Begriff2. OSI/ISO Modell3. TCP/IP Referenzmodell4. Ethernet5. eine Beispielkommunikation
Beispielkommunikation
Cisco Video
Fragen??
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