Internet-Technologien der Zukunft

Transkript

1 Uyless Black Internet-Technologien der Zukunft ADDISON-WESLEY An imprint of Pearson Education München Reading, Massachusetts Menlo Park, California New York Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam

2 Vorwort 17 Danksagungen 18 Einleitung Grundbegriffe und Konzepte Eigenschaften des Internets Internet, Internets und Intranet Verbindung zum Internet Beispiel eines ISP Die Internetschichtenarchitektur Wie das Internet entstand und warum es so ist, wie es ist Frühe Aktivitäten, die zum Internet führtenl Das ARPAnet entsteht Verbesserungen an Applikationsprotokollen Die Stücke werden zusammengesetzt Die Gaindprämisse des Internets - Offene Systeme und gemeinsames Nutzen von Ressourcen Standards durch Trial and Error Die Entwicklung von ALOHA Die Geburt des Gateway Kapselung und Entkapselung Übertragungssicherheit Grenzen der Verantwortung für das ARPAnet Trennung der Verantwortungen von TCP und IP Die Entwicklung des Ethernet Jüngere Ereignisse Die Herausforderung: Von einem Daten- zu einem Multiservicenetz Sprach-, Daten- und Video-Anforderungen Variable Bitraten (VBRs) und konstante Bitraten (CBRs) Beispiele für Anforderungen für Sprach-, Video- und Datenapplikationen Das Internet so verändern, daß es wie ein Telefonund Videonetz aussieht Internettechnologien der Zukunft IP (Internetprotokoll) IGMP (Internet Group Management Protocol) RSVP (Resource Reservation Protocol) 46

3 1.8.4 UDP (User Datagram Protocol) RTP (Real Time Protocol) RTCP (Real Time Control Protocol) MBONE (Multicasting Backbone) NTP (Network Time Protocol) VoIP (Voice over IP) Zusammenfassung 49 2 Das Internet: Architektur und Verkehrscharakteristika Der Protokollstapel Die physikalische Schicht Die Datenverbindungsschicht Die Vermittlungsschicht Schicht 2 und Schicht 3: ARP-Operationen Die Transportschicht Die Applikationsschicht Namen und Adressen Physikalische Adressen Die MAC-Adresse Die Netzadresse ARP Ein kurzer Blick auf das IP TOS (Type of Service) Fragmentfelder TTL-Feld Protokollfeld Header-Prüfsumme Adreßfelder Optionsfeld Ein Überblick über die Fragmentierung Ein kurzer Blick auf TCP und UDP Operationen zum Öffnen einer TCP-Verbindung Operationen des TCP-Datentransfers Wie Daten über das Internet übertragen werden Das Domain Name System (DNS) Kennungen der höheren Schicht Charakteristika des Internetverkehrs Zusammenfassung 92 3 Digitale Sprache und Video Video-Digitalisierungsstandards für VoIP Überblick der Analog/Digital-Wandlung Der konventionelle Telefonansatz Der PCM-Kodierer G

4 3.4 Eine Übersicht anderer Methoden Breitband-Sprachkodierer G Rückwärts-ADPCM G.726 und G Linear vorausschauende Analyse-durch-Synthese- Kodierer Parametrisierbare Sprachkodierer - 2,4 Kbit/s gemischt-erregte LPC (MELP) Skalierbare G Kodierung für kabellose Anwendungen Vergleich von Geschwindigkeitskodierern Proprietäre Kodierer Transport des Verkehrs Paketvermittelte Sprache Das Sprachpaket-Format ITU-T G Paketdekodierung und Sprachwiedergabe Noch einmal: synchron gegen asynchron und CBR gegen VBR Digitalisiertes Video: die MPEG-2-Standards Grundlegende Operationen von MPEG Beispiele von MPEG-2-Operationen MPEG-2-Kompression MPEG-2-Ströme MPEG MPEG Zusammenfassung Sprache über IP (VoIP) Marktaussichten für VoIP Die drei Schlüsselfaktoren Der Telefonansatz Der (ideale) Internetansatz Konfigurationen von VoIP Bewertungskriterien Andere Faktoren in der Verzögerungsgleichung Eine andere Sicht auf Bewertungskriterien Unidirektionale Verzögerungen Fehlender Bestandteil: eine lokale Anbindung großer Kapazität Vergleich von vier Gateways für VoIP Zusammenfassung 149

5 5 Die H-Empfehlungen: Audiovisuelleund Multimedia-Systeme Architektur von H Das H.323-Terminal Das H.323-Gateway Die Multipoint Control Unit (MCU) Der H.323-Gatekeeper Anforderungen an die Codecs Sprach-(Audio-)Codecs Video-Codecs Audio-Mischer Der H.323-Protokollstapel RAS-Operationen (Registrierung, Zulassung [Admission], Status) Prozeduren zur Feststellung des Gatekeepers Prozeduren zur Registrierung des Endpunkts Zulassungsprozeduren Weitere RAS-Prozeduren Anforderungen des Terminal-Gatekeeper für Bandbreitenänderungen Standortanfragen Prozeduren zum Beenden Prozeduren zur Statusabfrage Einige Kommentare über H.323 und H T H H Zusammenfassung Routing, Routenfeststellung und Datenintegrität Verbindungsorientierte und verbindungslose Netzwerke Label und Adressen Verwalten des Benutzerdatenverkehrs Operationen der Verbindungsschicht Operationen der Netzwerkschicht Operationen der Transportschicht Weiterleiten von Verkehr im Netzwerk Leitungsvermittlung Nachrichtenvermittlung Paketvermittlung Frame Relay Cell Relay Evolution von Switching- und Routing-Techniken Vergleich von Routing- und Switching-Protokollen.. 188

6 6.7 Brücken und Router Routenbekanntgabe Zusammenfassung IP-Routing und Label-Switching Begriffserläuterungen IP-Routingoperationen Eine IP-Routingtabelle Netzwerkmasken Adreßzusammenfassung Die Längste-Übereinstimmungs-Regel Klassenloses Interdomain-Routing (CIDR) Subnetzmasken mit variabler Länge Der hohe Aufwand des IP-Routing Quellrouting Vergleich zwischen Routing- und Label-Switching Label-Switching Definition eines Labels Label-Switching: Weiterleitung und Kontrolle Weiterleitungsoperationen Kontrolloperationen Erzeugen der Labelbindung Die Rolle von Randgeräten Ein allgemeiner Ausblick: Yankee-Gruppen- und Tolly-Gaippenklassifizierungen Drei überprüfte Methoden Logische IP-Subnetze (LIS) IP-Switching Architektur eines IP-Switch Überblick über das GSMP (General Switch Management Protocol) Tag-Switching Weiterleitungskomponente Cell-Switch-Router (CSR) Hauptsächliche Eigenschaften von CSR FANP (Flow Attribute Notification Protocol) MPOA (Multiprotocol over ATM) MPOA-Operationen Gegenstücke zu MPOA Zusammenfassung IPv Probleme mit IPv Designphilosophie von IPv Zusammenfassung der Änderungen 249

7 8.4 IPv6-Adresse Hierarchische Adressen Spezialadressen IPv6-Datagramm Vergleich von IPvö und IPv IPvö- Erweiterungsheader Paketgröße 26l 8.9 IPv6 versus ATM IPvö und ICMP IPvö und TCP/UDP 2Ö IPv6-Unterstützung von Jumbogrammen UDP-Jumbogramme 2ö TCP-Jumbogramme Übergang von IPv4- zu IPv6-Routing Kernpunkte Tunnels und Konfigurationsalternativen Basic Dual-IP-Layer Operation Voreingestelltes Tunneling von Host zu Router Zusammenfassung Das Punkt-zu-Punkt-Protokoll Warum PPP entwickelt wurde PPP und HDLC LCP Allgemeine Beispiele von PPP-Operationen PPP-Phasendiagramm Verbindung nicht vorhanden/unterbrochen (physikalische Schicht nicht bereit) Verbindungsaufbauphase Authentifizierungsphase Protokollphase der Vermittlungsschicht Phase des Verbindungsabbruchs LCP-Pakete Konfigurationsanforderung Positive Konfigurationsrückmeldung Negative Konfigurationsrückmeldung Konfigurationsablehnung Abbaichaufforderung und positive Abbaichrückmeldung Ö Codeablehnung Ö.7 Protokollablehnung Echoanforderung und Echoantwort Wegwerfen-Anforderung LCP-Öptionen ll Herstellererweiterungen

8 9.Ö.12 Maximale Empfangseinheit Asynchrone Kontrollzeichentabelle Authentifizierungsprotokoll Qualitätsprotokoll Magische Zahl Protokollfeldkompression Adreß- und Kontrollfeldkompression FCS-Altemativen Selbstbeschreibendes PAD Numerierter Modus Mehrfachverbindungsprozedur Rückruf Verbindungszeit Ö.25 Nominale Datenverkapselung Mehrfachverbindungsvorgänge 28ö Proprietär ' DCE-Kennung Mehrfachverbindung plus Prozedur 28ö Verbindungsdiskriminator LCP-Authentifizierungsoption 28ö 9.7 Vermittlungsschichtprotokolle Das Internetprotokoll IPvö über PPP Grundregeln Ein PPP-Netzwerkkontrollprotokoll für IPvö IPv6CP-Konfigurationsoptionen Schnittstellen-Token IPv6-Kompressionsprotokoll Zusammenfassung Internet-Multimedia-Protokolle Definitionen IP-Multicasting IGMP-Operationen MBONE 29ö 10.5 RTP (Real Time Protocol) Das RTP-Nachrichtenformat RTP-Nutzdaten für H.2Ö3 Video RTP-Multiplexing-Vorgänge Das RTCP (Real Time Control Protocol) Jitter-Gleichung RSVP (Resource Reservation Protocol) Pfadoperationen Reservierungsoperationen

9 Reservierungsnachrichten Eine Zusammenfassung der RSVP-Nachrichtenfunktionen Regeln für die Ports Zusammenfassung Mobiles IP Marktaussichten Verbindungsoptionen Gründe für das Einsetzen des mobilen IPs Mobile IP-Entitäten, -Adressen und -Operationen Die mobilen IP-Dienste Überblick über grundsätzliche Operationen Neue Nachrichten und Protokollerweiterungen Erkennen von Agenten Agent-Bekanntgabe ' Router-Feststellungsprotokoll Bekanntgabe des Agenten Die Bekanntgabe-Erweiterung des Mobilitätsagenten Präfixlängenerweiterung Ein-Byte-Auffüll-Erweiterung Agent-Aufforderung Fremder Agent und Home-Agent Bekanntgegebene Routeradressen Sequenznummern- und Überlaufbehandlung Überlegungen zu mobilen Knoten Registrierung erforderlich ; Wechsel in ein anderes Netz feststellen Registrierung Authentifizierung Registrierungsanforderung Registrierungsantworten SPI (Sicherheitsparameter-Index) Überlegungen zum fremden Agenten Konfigurierungs- und Registrierungstabellen 34ö Empfangen von Registrierungsanforderungen 34ö Überlegungen zum Home-Agenten Konfigurierungs- und Registrierungstabellen Empfangen von Registrierungsanforderungen IP/UDP-Felder Broadcast-Datagramme Routing von Multicast-Datagrammen

10 11.19 ARP, Proxy ARP und spontanes ARP Überlegungen zu TCP Management des Datenverkehrs und Integritätsprobleme Zusammenfassung Schlußfolgerungen Probleme bei der lokalen Anbindung Probleme im Internet Der ewige Kreis 3Ö Wie sieht die Zukunft aus? 3öl 12.5 Wie erreichen wir das? 3öl 12.6 Die Dinge werden komplizierter 362 Abkürzungen 3ö3 Stichwortverzeichnis