Vorlesung: Netzwerke (TK) WS 2009/10 Kapitel 1 Einführung + Grundlagen Session 00

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1 Vorlesung: Netzwerke (TK) WS 2009/10 Kapitel 1 Einführung + Grundlagen Session 00 Prof. Dr. Michael Massoth [Stand: ] 0-1

2 0-2 Allgemeine Informationen (1): Prüfungsleistung (Klausur): Schriftlich, ca. 90 Minuten, zugelassen wird nur, wer alle Studienbzw. Hausaufgaben und alle Praktikumsversuche hat Testate (zählen als Prüfungsvorleistung, gehören zum Praktikum, werden jedoch zentral nach Ankündigung geschrieben) mehrere über das Semester verteilt 3 von 5 müssen bestanden werden, um für die Klausur zugelassen zu werden Klausur: , 08:30-10:00 Uhr (90 Minuten Dauer) 0-2

3 0-3 Allgemeine Informationen (2): Literatur: Larry L. Peterson und Bruce S. Davie, Computernetze, 3. Auflage (2003), dpunkt.verlag, [PetersonDavie] (oder höher) Andrew S. Tanenbaum, Computernetzwerke, 4. Auflage (2003), Pearson Studium Verlag, [Tanenbaum] (oder höher) James F. Kurose und Keith W. Ross, Computernetze, 1. Auflage (2001/02), Pearson Studium Verlag (Bafög-Ausgabe), [KuroseRoss] 0-3

4 0-4 Allgemeine Informationen (3): Didaktische Vorgehen: Sehr enge Anlehnung an das Lehrbuch von [Peterson & Davie] Schwerpunkte: Kapitel , 3.2, , , Lehrbuch von [Peterson & Davie] hat ein sehr gutes internationales Ranking Vorteile: Schwierigkeitsgrad und Stoffmenge ideal für 3. bis 4. Semester Lehrbuch von international anerkannten Experten: Peterson ist Professor für Computer Science an der Princton-Universität, Davie ist Fellow bei Cisco System und Senior Member bei IEEE 0-4

5 0-5 Allgemeine Informationen (4): Praktikum Einteilung in Gruppen: Aktuell 4 Gruppen (Massoth/Ottenbacher) Jede Gruppe besteht aus maximal 16 Personen [18 bzw. 19] Jeder bekommt einen Labor-PC Die schriftliche Vorbereitung zum Praktikum (Hausaufgaben) sind spätestens ein Tag vor dem Praktikum per an den Dozent zu schicken. (PDF oder MS WORD, bis 23:59 Uhr) ACHTUNG: Wer ohne schriftliche Vorbereitung (Hausaufgaben) zum Praktikum erscheint, wird nicht zugelassen!!! 0-5

6 0-6 Allgemeine Informationen (4): Praktikum Starttermine Zug A für Versuch Nr. 1: Gruppe Mi34y1: in D14/304, um 12:30 Uhr Gruppe Mi34x2: in D14/304, um 12:30 Uhr Gruppe Mi34y2: in D14/304, um 12:30 Uhr Gruppe Mi34x1: in D14/304, um 12:30 Uhr ACHTUNG: Jeder (Studierende, Laboringenieur, Tutor und Dozent) soll erst eine Mittagspause von 11:45 bis 12:30 Uhr machen. Das Praktikum startete daher immer erst um 12:30 Uhr und endet um 15:45 Uhr. 0-6

7 0-7 Übergeordnetes Lernziel der Lehrveranstaltung: Systemansatz: Verstehen wie ein Computernetzwerk aufgebaut ist und wie es von Grunde auf entwickelt wird. Lernziele, Fragestellungen und Vorgehen: Wir wollen ein Rechnernetzwerk entwickeln, das Potenzial für künftiges Wachstum auf globale Dimensionen hat und vielfältige Anwendungen unterstützt, wie z.b. Telefonkonferenzen, Video-on- Demand, elektronischer Handel, verteiltes Rechnen und digitale Bibliotheken. Ein ehrgeiziges Ziel: Verstehen, wie ein Rechnernetzwerk aufgebaut ist und wie es von Grunde auf entwickelt wird. Dabei werden wir die Frage stellen (und beantworten), warum Netzwerke auf diese und keine andere Art entwickelt werden. 0-7

8 0-8 Was ist Telekommunikation? Versuch einer Definition und Begriffsbestimmung Frage an das Auditorium 0-8

9 Die Anfänge

10 Versuch einer Definition (1) 0-10 Telekommunikation: Brockhaus: Kommunikation über beliebige Entfernungen IEEE: Signalübertragung über große Entfernungen, z.b. durch Telegraphen, Radio oder Fernsehen Wikipedia: Telekommunikation (von griech. Tele: fern, weit und lat. Communicare: gemeinsam machen, mitteilen) bezeichnet ganz allgemein jeglichen Austausch von Informationen über eine gewisse Distanz hinweg, ohne sie materiell zu transportieren (z.b. als Brief) 0-10

11 Versuch einer Definition (2) 0-11 Telekommunikation (TK): Austausch von Nachrichten über größere Entfernungen mit Hilfe von Telekommunikationsmitteln. Einige Beispiele: Rechnernetzwerke und Internetworking Analog-Telefon und ISDN Digital Subscriber Line (engl. für Digitale Teilnehmeranschlussleitung, Abk.: DSL) Zellulare Mobilfunknetze GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA Mobilfunk Zigbee, Infrarot, Bluetooth, WLAN, WiMax, u.v.m. Kabelfernsehen und DVB-T/H Satellitenkommunikation Triple Play (Internet + Voice + DVB-H) Quadruple Play (Internet + Voice + DVB-H + Mobilfunk) Radio (analog und digital) 0-11

12 0-12 Wirtschaftliche Bedeutung und Marktkennzahlen Fakten und Branchenkennzahlen 0-12

13 Beschäftigte im ITK-Bereich in D

14 0-14 Grundlagen (Teil 1) Motivation Was ist ein Computernetzwerk? Nutzen und Vorteile Einsatz von Computernetzwerken Client/Server- und Peer-to-Peer-Modell 0-14

15 Traditionelle Sichtweise 0-15 DATA VOICE VOICE AUDIO / VIDEO VIDEO / TV Info Services Wireline Telephony Wireless Telephony Broadcast Radio/TV Cable Television 0-15

16 Now: Single Service Networks 0-16 Services PLMN PSTN/ISDN Data/IP Networks CATV Access Transport & Switching Networks 0-16

17 Types of Multimedia Communications 0-17 Presence Instant Messaging Video call Video conf. Streaming MM Video-clips Messaging Conversational MM Application Sharing Presentations with voice/video Information Content Multimedia Combinational MM Directory Web Location 0-17

18 Digitale Konvergenz (1) 0-18 Signale Medien Daten Schrift Töne Bits Netze Bilder Pakete = konvergente Verpackung 0-18

19 Digitale Konvergenz (2) 0-19 Internet: Intelligente Terminals, dumme Netzelemente Telefonnetze: Dumme Terminals, intelligente Netzelemente Client Mit Konvergenz per All-over-IP ändert sich gar nichts! Client Einfaches Netzelement Intelligentes Netzelement (enthält Service Logic) Server Client 0-19

20 Zusammenwachsende ITK-Welt 0-20 Aktuell Zukünftig Computer integrierte Dienste Telekommunikation Massenmedien Endverbraucher 0-20

21 Motivation (1): Zukunftstrends 0-21 Computer sind allgegenwärtig und integriert klein, billig, beweglich, austauschbar - nicht mehr als eigenständige Einheit erkennbar Usability steigt und Technik tritt in den Hintergrund Computer erkennen selbst wo sie sind und passen sich an Computer erkennen wo welcher Benutzer ist und verhalten sich entsprechend (z.b. Weiterleiten von Gesprächen und Sitzungen) Geräte- und Benutzermobilität steigen => mobile Datenkommunikation Fortschritte in der Technik höhere Rechenleistung auf kleinerem Raum flache, leichte Anzeigen mit niedriger Leistungsaufnahme neue Schnittstellen zum Benutzer wegen kleiner Abmessungen mehr Bandbreite pro Kubikmeter Konvergenz und Integration von Tele- und Datenkommunikation 0-21

22 Motivation (2): Mobile Kommunikation 0-22 Trend: Jeder, zu jeder Zeit, an jedem Ort (mit jeder Kommunikationsform) anybody, anytime, anywhere Schrittmacherrolle: Mobiltelefonie bereits 800 Mio. Nutzer im Jahr 2005 wird Festnetztelefonie übertreffen weltweite Abdeckung durch Satellitensysteme Unterscheidung: Benutzermobilität Gerätemobilität Ziel: Übertragung von Sprache, Daten, Audio, Video

23 Die neue Wertschöpfung für Anwendungen 0-23 Traditionelle Wertschöpfung Neue Wertschöpfung Content Provider Netzbetreiber Netzbetreiber Endgeräte Portal- Betreiber Service Provider Endgeräte 0-23

24 Teleservices in der nahen Zukunft 0-24 Teleservices: In Zukunft mehr vernetzte Geräte als Telefonteilnehmer Vorwiegend Datenanwendungen Maschinen, Haushaltsgeräte, Sensoren und Consumer Eletronik Smarte Räume in unserer Umgebung eingebettete Technologien werden gewünschte IP-Dienste bereitstellen (Mensch-Maschine-I/f) Ferndiagnose und präventive Wartung für Fahrzeuge und Maschinen Logistik und Administration, sowie Informationssysteme Anbindung: in der Fläche per UMTS und HSPA für großen Bandbreitebedarf per /.16 (WLAN/WIMAX) Batterieschonend und in räumlicher Nähe per Bluetooth 0-24

25 Ausblicke 0-25 Multimedia-Vernetzung, Zitat von Henning Schulzrinne, Internet Real-Time Laboratory an der Columbia-University: Wir werden lernen müssen, Netzwerktechnologien für den Zusammenschluss konkurrierender Carrier mit zahlreichen ignoranten oder bösewilligen Endbenutzern zu entwerfen. Triple und Quadruple Play: Fernsehen (DVB-T/H), Internet und Telefonieren aus einer Hand, über eine Leitung bzw. die Luftschnittstelle Nomadisierende Computernutzung und Allways-Best-Connected: Endbenutzer kann transparent überall und jederzeit auf Internet- Dienste zugreifen Über beste zur Verfügung stehende Zugangstechnologie 0-25

26 0-26 Grundlagen (Teil 1) Motivation Was ist ein Computernetzwerk? Nutzen und Vorteile Einsatz von Computernetzwerken Client/Server- und Peer-to-Peer-Modell 0-26

27 Was ist ein Computernetzwerk? 0-27 Versuch einer Definition: Was ist ein Computernetzwerk? [Frage ans Auditorium, Tafel] 0-27

28 Was ist ein Computernetzwerk? 0-28 Zwei oder mehrere Rechner (engl. Computer), die durch ein Übertragungsmedium miteinander verbunden (vernetzt) sind, bilden ein Computernetzwerk. Ein Computernetz besteht daher mindestens aus zwei Knoten (Rechner) und einer (physikalischen + logischen) Verbindung. Rechner können gleich oder verschieden, im selben Raum oder räumlich getrennt sein. (a) (b) 0-28

29 Nutzen und Vorteile 0-29 Frage: Was sind die Vorteile bzw. der Nutzen eines Computernetzwerks? [Frage ans Auditorium, Tafel] 0-29

30 Rechnernetzwerke: Nutzen und Vorteile (1) 0-30 Gemeinsame Nutzung von Ressourcen, wie z.b. Hardware, Software und Daten: umfangreiche Datenbestände, wie z.b. Geschäftsdaten von BMW, teure Software, wie z.b. Datenbanken und CAD-Systeme, teure Geräte, wie z.b. Farblaserdrucker, sind einmal vorhanden und werden übers Netz mehreren räumlich getrennten Rechnern verfügbar gemacht. 0-30

31 Rechnernetzwerke: Nutzen und Vorteile (2) 0-31 Niedrigere Kosten: Rechner am Arbeitsplatz meist billiger als ein Großrechner Stufenweise Ausbaubarkeit (Skalierung): Erhöhte Flexibilität Zuverlässigkeit durch Redundanz: Erhöhte Ausfallsicherheit 0-31

32 Rechnernetzwerke: Nutzen und Vorteile (3) 0-32 Verteilung von Rechenleistung und Datenhaltung auf unterschiedliche Rechner: Erhöhte Flexibilität und Ausfallsicherheit Rechnergestützte Aufgaben können arbeitsteilig ausgeführt werden Zugriffe auf Daten, Programme, Ressourcen anderer Rechner ist möglich. 0-32

33 0-33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Noch Fragen? Fragen und Diskussion 0-33

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