Internetworking. Motivation für Internetworking. Übersicht. Situation: viele heterogene Netzwerke

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1 Internetworking Motivation für Internetworking Übersicht Repeater Bridge (Brücke) Verbindung zwischen zwei gleichen LANs Verbindung zwischen zwei LANs nach IEEE 802.x Verbindung zwischen mehreren LANs Transparente Brücke Source Routing Router Problematik Konzepte für Verbindungsloses Internetworking Verbindungsorientiertes Internetworking (incl. Routing, Tunneling) Segemntierung (bereits besprochen) Situation: viele heterogene Netzwerke Technologie: WAN: Telefonnetzm ISDN, ATM,... Mobilkommunikation: GSM, DECT, Satellitennetze LAN: 802.xyz MAN: FDDI, DQDB Protokolle: SNA, DECNET TCPI/IP (Unix- und teilw. PC-Welt) Novell IPX, Appletalk (PC) OSI... Änderungen nicht zu erwarten, da Hohe Investitionen, schwierige Migration Dezentrale Investitionsentscheidungen (unterschiedl. Netze in Firmen und Abteilungen) Technologieweiterentwicklung Gateway

2 Motivation für Internetworking (Forts.) Beispiel für verschiedene Technologien Netzwerkbaugruppen Netzwerkbaugruppen und OSI Sinn: Ressource Sharing (CPU, Datenbank, Programme, Mailbox, Peripherie, Festplatten,...) Höhere Verfügbarkeit usw. Internetworking und OSI-Schichten

3 Eigenschaften und Merkmale Schicht 1: Repeater (bereits bei Ethernet gezeigt) kopiert Bits zwischen Kabelsegmenten reiner Verstärker, keine Informationsänderung transparent Anwendung: Verbindung von Kabelsegmenten für größere Entfernungen Bridge Aufgaben Kopplung unterschiedlicher LANs Skalierbarkeit von Netzen Schicht 2: Bridge Vermittelt Frames zwischen Subnetzen gleicher Funktionsweise (also LANs auf MAC-Ebene) bei gleichen Protokollen Geringe Änderung der Frames Erlaubt mehr Stationen Anwendung: 802.x nach 802.y Schicht 3: Router Vermittelt Pakete zwischen unterschiedlichen Netzwerken Veränderung der Pakete und Wegewahl Konvertierung unterschiedlicher Adressierungsschemata Anwendung: X.25 nach SNA Überbrückung größerer Entfernungen Schicht 4-7: Gateway oder Protocol Converter Konvertiert ein Protokoll in ein anderes, meist ohne 1:1 Funktionsabbildung Anwendung: TCP in ISO Transport Protocol Namensgebrauch bei Produkten häufig nicht korrekt Grundaufbau: 2 oder mehrere Netzanschlüsse Vermittlungsinstanz und Kontrollinstanz Protokollunabhängigkeit Zuverlässigkeit durch physische Trennung der Subnetze Sicherheit Bridges begrenzen die Informationsausbreitung

4 Verbindung zweier gleicher Netze: Einkapselung Beispiel: Remote Bridge (entfernte Brücke) Verbindung zweier unterschiedlicher Netze I Beispiel: (Ethernet) und (Token Bus) Prinzip Empfangene Dateneinheit als Nutzdaten verpacken (einkapseln) Übertragen an Remote Bridge Dateneinheit in Zielnetz einspeisen Eigenschaften Protokoll auf Verbindungsstrecke kann z.b. PPP sein Nur Station am Zielnetz erreichbar, nicht im überbrückenden Netz Einfach zu realisieren LLC bildet gemeinsame Schicht Frames werden an jeweiliges MAC weitergeleitet Bridge enthält für jedes MAC und zugehörige physikalische Schicht eigene Realisierung

5 Verbindung zweier unterschiedlicher Netze II Verbindung mehrerer Netze: Transparente Bridge Aufgaben am Beispiel 802.x 802.y : Unterschiedliche Frame-Formate Transparente Bridge: Prinzip für andere Netzwerkkomponenten nicht sichtbar leichte Installation Bridge empfängt im promiskuitiven Modus (empfängt jeden Frame jedes angeschlossenen Netzes) Unterschiedliche Übertragungsraten (4/10/16... Mbps) Brücke muß ggf. zwischenspeichern Unterschiedliche Paketlängen 802.3: 1518 Bytes 802.4: 8191 Bytes 802.5: unbegrenzt Prioritäten und Bestätigungen 802.3: nicht unterstützt 802.4: unterstützt 802.5: unterstützt Unterschiedliche Bitreihenfolge und Berechnung der Checksum Bridge verwaltet Tabelle: Ziel LAN Bridge 1: A LAN 1 B LAN 2 C LAN 2 D LAN 2 Routing-Prozedur 1. Quell- und Ziel-LAN identisch Frame wird verworfen 2. Quell- und Ziel-LAN verschieden Frame zum Ziel-LAN weiterleiten 3. zu Beginn und wenn Ziel unbekannt Flooding, dann Backward Learning

6 Prinzip Sender des Frames bestimmt Pfad Bridge leitet diesen Frame weiter Source Routing Bridge Aufgaben Internetworking in der Vermittlungsschicht Voraussetzung LAN hat eindeutige Adresse (12 Bit) Bridge am jeweiligen LAN auch eindeutig (4 Bit) Realisierung Sender markiert Frame (MSB der eigenen Adresse = 1), wenn Zieladresse nicht im LAN erreichbar Bridge leitet nur diese markierten Frames weiter Routing Sender versendet als Broadcast sogenannte Discovery Frames Jede Bridge leitet diese weiter, dadurch jedes LAN erreichbar Auf Rückweg kompletten Pfad aufzeichnen und Sender übergeben Resultiert in hohem Verkehr Daher meist Transparente Brücke verwendet

7 Modell Interne Organisation der Schicht 3 nach ISO Full Router Allgemeine Architektur eines Routers (häufig Gateway genannt): Subnetz Subnetz Full Router (Gateway) Funktion dieser Zwischen-Protokolle (von unten nach oben) SNAcP "Native" Protokoll des Subnetzes SNDCP Baut auf native Schicht 3 Dienst auf Bereitstellung des OSI Schicht 3 Dienstes -oder- (Bereitstellung des von SNICP benötigten Dienstes) SNICP Bereitstellung des OSI Schicht 3 Dienstes Einheitlich für alle Subnetze Baut auf sehr einfachem Minimal-Dienst Praxis: SNICP -oder- SNDCP

8 Half Router Allgemeine Architektur eines Routers (häufig Gateway genannt): Gateways Internetworking in der Anwendungsschicht Subnetz Subnetz Aufgabe Datenformat- / Kontrollprotokoll- Anpassung Half Router (Gateway) Anwendungsbeispiel 1 Multimedia Datenbank mit MPEG-2 codierten Videos und Ausgabe auf Rechner im AVI-Format Erfordert Echtzeit-Umsetzung Anwendungsbeispiel 2 Firewall

9 Gateway: Prinzip der Firewall Gateway: Realisierung der Firewall Prinzip 1: Filterung von Paketen "Screening Router" kennt Adressen (wie Router) Ports (z.b. TCP Port 23 für TELNET) Protokoll (UDP, TCP, ICMP) Zugriffe in Abhängigkeit von Ort und/oder Dienst regulieren Geeignet für z.b: TELNET, SMTP Aufgabe Unterstützung der Sicherheitsrichtlinien in einem Netz Netz(-bereiche) nach innen und außen abschotten Beispiel Erlaubt FTP, WWW wenn Client im gesicherten Netzbereich Nicht erlaubt Zugriff von außen, z.b. TELNET Notwendige Kenntnisse Kommunikationspartner, also Adressen Anwendungen bzw. Netzdienste Prinzip 2: Application Gateway "Proxy Services" nehmen Anfordrungen von Client (z.b. FTP) entgegen leiten diese an eigentlichen Server weiter unter Beachtung definierter Richtlinien ggf. in Abhängigkeit des anfordernden Endsystems geeigneter für z.b. FTP und WWW Anwendung in der Praxis Kombination der beiden damit können z.b. durch Filterung keine Pakete am Proxy Service vorbei geführt werden

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