Aufbau des Internets. Nelson & Bruno Quellen: Netplanet

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1 Aufbau des Internets Nelson & Bruno Quellen: Netplanet

2 Inhaltsverzeichnis Arten von Netzwerken Host-Architekturen Schichtenmodelle TCP/IP - Haussprache des Internet Übertragung im Netz Routing Topologie des Internet Virtuelle private Netzwerke Network Address Translation (NAT)

3 Arten von Netzwerken Vermittlungstechnologien 1. Leitungsvermittlung: klassische Telefoniewelt Exklusiver Nachrichtenkanal vom Absender zum Empfänger nötig Verbindung entweder temporär od. dauerhaft Vermittlungsstelle = Intelligenz des Netzes hat Kontrolle über Datenfluss

4 Arten von Netzwerken Vermittlungstechnologien 2. Paketvermittlung: Übertragende Information wird in einzelne Pakete (= Datagrammen) aufgeteilt Übertragung der Datagramme über ein dezentrales Netzwerk Jedes Datagramm beinhaltet Absender- und Empfängeradresse Autonome Übertragung der Pakete

5 Arten von Netzwerken Vermittlungstechnologien 3. Zellvermittlung: Übertragung kleiner Pakete Übertragung durch Prüfung der virtuellen Wege

6 Arten von Netzwerken 1. Lineares Netzwerk Netzwerkstrukturen besteht aus mehreren Knoten die miteinander verbunden sind wie eine Perlenkette Kostengünstigste Methode eines Netzwerks sehr verwundbar

7 Arten von Netzwerken 2. Ringförmiges Netzwerk Netzwerkstrukturen Jeder Knoten mit zwei anderen verbunden Ringform entsteht Weniger verwundbar als lineares Netzwerk

8 Arten von Netzwerken 3. Sternförmiges Netzwerk Netzwerkstrukturen Jeder Knoten mit Zentralknoten verbunden Kann schnell aufgebaut und erweitert werden Ausfall eines Knotens nicht problematisch

9 Arten von Netzwerken 4. Hierarchisches Netzwerk Netzwerkstrukturen Mehrere zentrale Knoten Jeder Zentralknoten besitzt Äste Ausfall eines Zentralknotens Ausfall seiner Äste

10 Arten von Netzwerken Netzwerkstrukturen 5. Dezentrales Netzwerk Nach keinem besonderem Schema geordnet richtet sich nach Parametern (Bsp: Datenaufkommen, Kosten für einzelne Verbindungen, etc.)

11 Host-Architekturen 1. Allgemein: Datenübertragung= immer Kommunikation zwischen 2 Systemen um bestimmtes Ziel zu erreichen. Host-Architekturen: Teilen Arbeit zwischen Kommunikationspartnern in Datenübertragung auf

12 Host-Architekturen 2. Peer-to-Peer Rechner kommunizieren gleichwertig Peer arbeitet im Netzwerk als Server und Client kein zentraler, eigenständiger Server notwendig Datenverarbeitung bei geringer und mittlerer Belastung Ablauf schnell und effizient

13 Host-Architekturen 3. Client-Server: Server gibt Ressourcen schickt Daten an Client Client benützt Ressourcen zur Ausführung einer Aufgabe

14 Host-Architekturen 4. Mainframe-Architektur: Spiegelt früheste Form der Computerstruktur wieder Mainframe und angeschlossener Terminal stellen Einheit dar Eingaben im Terminal direkte Verarbeitung am Mainframe Anzeige d. Ergebnisse auf Terminal

15 Host-Architekturen 5. Multi-Tier Architekturen: Tier = englisch für Schicht oder Ebene Anwendung wird in mehrere Schichten aufgeteilt (z.b.: 3-Tier 3 Schichten) komplexe Applikationen Unterteilung in einzelne Komponenten Applikation wird ausfallsicherer

16 Schichtenmodelle 1. Allgemein: komplexe Problemstellungen werden in einzelne Schritte aufgegliedert Sie werden schrittweise gelöst Einzelne Schichten bestehen aus einzelnen Arbeitsabläufen

17 Schichtenmodelle 2. Schichtenmodelle in der Netzwerktechnik Einzelne Schichten können durch eigene Protokolle angepasst, geändert od. ausgetauscht werden

18 Schichtenmodelle 3. Das DoD-Schichtenmodell Anwendungsschicht: Applikationen und Protokolle sind angesiedelt Kommunikation über Internet Transportschicht: Sicherung und Kontrolle der Daten die zw. der Anwendungsschicht und der Internetschicht ausgetauscht werden Internetschicht: Definiert Datagramme Netzzugangsschicht: unterste Schicht

19 Schichtenmodelle 4. Das OSI-Schichtenmodell Anwendungsschicht Darstellungsschicht Sitzungsschicht Transportschicht Vermittlungsschicht Sicherungsschicht Bitübertragungsschicht

20 TCP/IP - Haussprache des Internet Grundbegriffe: Kommunikationsprotokoll Vereinbarung nach der Datenübertragung zwischen mehreren Parteien Netzwerkprotokoll Kommunikationsprotokoll für Austausch von Daten zw. Computern bzw. Prozessen Internet Protocol weit verbreitetes Netzwerkprotokoll

21 TCP/IP - Haussprache des Internet TCP/IP: Bezeichnung für Familie von Übertragungsprotokollen TCP hat als Basis Internet Protocol (IP) Benützt von vielen Internetprotokollen: Paketvermittlung TCP/IP besteht aus Transportschicht und Vermittlungsschicht

22 Übertragung im Netz - Routing Routing Umschreibt notwendige Mechanismen um im Netzwerk einheitliche Datenübertragungsrouten zu definieren effiziente Datenübertragung von einem Punkt zum anderen

23 Übertragung im Netz - Routing Verschiedene Routing-Protokolle: Unterscheidung durch: versch. Routing-Algorithmen und primären Verwendungszwecken Zwei Zielgruppen: lokale Netzwerke und autonome Systeme Zuordnung in Gruppen: Interior Gateway Protocols Exterior Gateway Protocols

24 Übertragung im Netz - Routing Verbindungstypen: Unicast: Gehen vom 1 Ende zum anderen, keine Zwischenstationen, im Internet nicht zu finden Broadcast: vom 1 Ende zu allen Rechnern d. Teilnetz Multicast: Daten eines Rechners werden an mehrere Rechner (in versch. Teilnetzen) übertragen Anycast: Gruppe von Rechnern unter einzelner IP-Adresse erreichbar

25 Topologie des Internet Allgemein: Internet ist dezentral angeordnet keine Netzwerkmitte sondern: Vielzahl einzelner Netze Internet Internetbildende Netzwerken autonomen Systeme Bei Datenübertragung: Daten gehen durch versch. Netzwerke

26 Topologie des Internet Peering (Maschen im Netz): Peering: Zusammenschluss von gleichrangigen Computernetzwerken zum Datenaustausch Datenaustausch: kostenneutral und zwischen gleich großen Providern Jeder einzelne Knoten winziger Anbieter Verbindungen der Knoten = Peering zw. Anbietern

27 Topologie des Internet Privates Peering = 2 Netzbetreiber schaffen Übergang zw. ihren Netzwerken Internet Exchange Points = neutrale Austauschpunkte Internet Provider können untereinander Abkommen im Internet Exchange Point treffen Datenaustausch kostgünstiger für Provider

28 Topologie des Internet Der Dienstleister macht das Netz: Wir bezahlen Provider für Internetzugang Provider investiert in Infrastruktur und Internet-Anbindung Carrier: Netzbetreiber Internet Service Provider: verkaufen Internet-Dienstleistung an Endkunden Institutionelle Netzbetreiber: werden aus öffentlichen Mitteln gefördert und unterhalten

29 Virtuelle private Netzwerke Vernetzung von Unternehmen mit mehreren Standorten Bestell- und Abrechnungsdaten: erfolgen auf elektronischem Wege Bei mehreren Standorten: EDV am 2. Standort muss Zugriff auf Netzwerk im Hauptsitz haben meist durch Festverbindungen im Telefonnetz Je weiter Standorte voneinander entfernt desto teurer

30 Virtuelle private Netzwerke Ein VPN als Kostenschmelze: Virtual Private Network: Niederlassung hat keine Festverbindung mit Hauptsitz Stattdessen: Standorte bekommen Internet-Zugang Standorte bauen untereinander Verbindungen auf (VPN-Tunnel) bindet Netzwerk der Niederlassung in Netzwerk d. Hauptsitzes ein kostensparend

31 Virtuelle private Netzwerke VPN-Protokolle Inhalte die in VPN übertragen werden = sensible Dateien werden im Internet verschlüsselt VPN-Technologien im Internet basieren auf 3 Protokollen zuständig für VPN- Tunnel

32 Network Address Translation (NAT) Rechner hat eigene IP-Adresse im Internet 90er Jahre Internet-Boom Nachfrage nach IP-Adressen steigt Lösung = NAT NAT automatisiert Adressinformationen in Datenpaketen werden durch andere ersetzt verschieden Netze werden verbunden

33 Network Address Translation (NAT) Private IP-Adressen für private Netzwerke Problem: Vom Internet getrennte Netzwerke können NAT nicht verwenden private IP-Adressen werden eingeführt (werden im öffentlichen Internet nicht verwendet oder geroutet) NAT kann Firewall ersetzen darf aber nicht überbewertet werden

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