IT-Workshop-Vortragsreihe A1 Einführung in Computernetze

Agenda 0. Organisatorisches 1. Computernetze, der Begriff 2. OSI/ISO Modell 3. TCP/IP Referenzmodell 4. Ethernet 5. eine Beispielkommunikation

Organisatorisches zu meiner Person: Hannes Riechmann E-Mail: hriechmann@web.de E-Mail: vortrag@hriechmann.de

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

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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

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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. Anwendung Application 6. Darstellung Presentation 5. Sitzung Session 4. Transport Transport 3. Netzwerk Network 2. Sicherung Datalink 1. 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

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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

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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 Glasfaser Twisted-Pair Kabel RJ-45 Anschluss Achtung nicht mit RJ-11 verwechseln Glasfaser teuer benötigt um größere Entfernungen zu überbrücken

Ethernet Verkabelung Dunkelblau: Client Hellblau: Switch Grün: 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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Beispielkommunikation Cisco Video

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