Internetanwendungstechnik. TCP/IP- und OSI-Referenzmodell. Gero Mühl

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1 Internetanwendungstechnik TCP/IP- und OSI-Referenzmodell Gero Mühl Technische Universität Berlin Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik Kommunikations- und Betriebssysteme (KBS) Einsteinufer 17, Sekr. EN6, Berlin

2 Schichtenmodelle > In hierarchischen Architekturen lassen sich Hierarchieebenen mit unterschiedlichen Funktionen identifizieren Schichten > Jede Schicht > hat bestimmten Zweck und Funktion > bietet den jeweils höheren Schichten Dienste an > besitzt Schnittstelle zum Zugriff auf angebotene Dienste > abstrahiert von Details der Implementierung > nutzt Dienste tieferer Schichten zur Funktionserbringung > Ziel: Reduzierung der Komplexität G. Mühl Internetanwendungstechnik, Sommersemester

3 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Protokollhierarchien Schicht 2/3- Schnittstelle Schicht 1/2- Schnittstelle Schicht 3 Schicht 2 Schicht 1 Schicht 3-Protokoll Schicht 2-Protokoll Schicht 1-Protokoll Schicht 3 Schicht 2 Schicht 1 Schicht 2/3- Schnittstelle Schicht 1/2- Schnittstelle Physikalisches Medium

4 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Architekturbeispiel Philosoph/ÜbersetzerIn/ SekretärIn-Architektur I like rabbits. Nachricht Philosoph J aime les lapins. Deutsch Ich mag Kaninchen. Information für entfernte Übersetzerin Übersetzerin Deutsch Ich mag Kaninchen. Fax # Deutsch Ich mag Kaninchen. Information für entfernten Sekretär Sekretär Fax # Deutsch Ich mag Kaninchen.

5 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Protokoll > Ein Protokoll legt die Regeln und Konventionen fest, wie die Schicht n der Maschine A mit Schicht n der Maschine B kommuniziert > Beim Senden leitet jede Schicht die Daten an die unterliegende Schicht weiter, bis die physikalische Schicht erreicht ist > In jeder Schicht können die Daten transformiert (z.b. aufgeteilt) sowie zusätzliche Informationen (z.b. Header, Trailer) hinzugefügt werden > Der Empfang erfolgt entsprechend umgekehrt > Eine Protokollhierarchie nennt man auch Protocol Stack

6 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Informationsfluss H 3 M M M: Gesamte Nachricht M i :Teilnachricht i H i : Header der Schicht i H 3 M M H 2 H 3 M 1 H 2 M 2 H 2 H 3 M 1 H 2 M 2 H 1 H 2 H 3 M 1 H 1 H 2 M 2 H 1 H 2 H 3 M 1 H 1 H 2 M 2

7 Internetanwendungstechnik, Sommersemester TCP/IP-Referenzmodell > Schichtenmodell mit vier Schichten Verarbeitung Anwendung Transport Internet Betriebssystem Host-an-Netz

8 Internetanwendungstechnik, Sommersemester TCP/IP-Referenzmodell > Endsysteme und Router Verarbeitung Verarbeitung Transport Transport Internet Internet Internet Host-an-Netz Host-an-Netz Host-an-Netz Gateway (Router)

9 Internetanwendungstechnik, Sommersemester TCP/IP-Referenzmodell > Protokolle (Beispiele) Telnet FTP SMTP DNS HTTP Verarbeitung TCP UDP Transport ICMP IP IGMP Internet ARPANET SATNET Funk LAN Host-an-Netz

10 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Die Schichten des TCP/IP- Referenzmodels > Host-an-Netz > Senden, weiterleiten und empfangen einzelner Pakete zwischen direkt miteinander kommunizierenden Rechnern > Internet > Ende-zu-Ende senden und empfangen einzelner Pakete zwischen miteinander kommunizierenden Rechnern > Transport > Ermöglicht die Kommunikation zwischen Anwendungen > Zwei bekannte Protokolle > TCP ermöglicht zuverlässige, verbindungsorientierte Kommunikation auf Basis von Byteströmen > UDP ermöglicht unzuverlässige, verbindungslose Kommunikation auf Basis von Nutzdatenpaketen > Verarbeitung > Stellt Applikationsprotokolle wie HTTP, FTP oder SMTP zur Verfügung

11 OSI-Referenzmodell > OSI = Open Systems Interconnection > Schichtenmodell mit sieben Schichten Anwendung Darstellung Sitzungssteuerung Transport Vermittlung Sicherung Bitübertragung G. Mühl Internetanwendungstechnik, Sommersemester

12 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Die Schichten des OSI-Referenzmodells > Bitübertragung (engl.: Physical) > Übertragung ungesicherter Bitströme über den Kommunikationskanal > Sicherung (engl.: Data Link) > Sicherung der zu übertragenen Daten durch Aufteilung in Rahmen, Checksummen und Bestätigungen; Flusskontrolle > Vermittlung (engl.: Network) > Annehmen und Zustellen einzelner Pakete > Transport (engl.: Transport) > Entgegennehmen der Daten > Aufteilung in Pakete für die Vermittlungsschicht > Abliefern der vollständigen und korrekten Daten

13 Die Schichten des OSI-Referenzmodells > Sitzungssteuerung (engl.: Session) > Synchronisation der Kommunikationspartner > Checkpointing bei langen Übertragungen > Darstellung (engl.: Presentation) > Legt die Syntax und die Semantik der zu übertragenden Daten fest (Datenrepräsentation) > Anwendung (engl.: Application) > Stellt Applikationsprotokolle wie HTTP, FTP oder SMTP zur Verfügung G. Mühl Internetanwendungstechnik, Sommersemester

14 Internet- vs. OSI-Referenzmodell TCP/IP Verarbeitung Transport Internet Host-an-Netz OSI Anwendung Darstellung Sitzung Transport Vermittlung Sicherung Bitübertragung G. Mühl Internetanwendungstechnik, Sommersemester

15 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Vergleich der Referenzmodelle TCP/IP Bottom-up -Entwicklung getrieben aus der Praxis Einfachheit statt Universalität Nur verbindungsloses Vermittlungsprotokoll Schwächen im Modell und in der Ebenenstruktur Keine klare Trennung zwischen "Dienst", "Schnittstelle", "Protokoll" OSI Zähe top-down -Entwicklung mit wenig Bezug zur Praxis Klar strukturiert und konzeptionell umfassend Ineffiziente Verarbeitung Aufwendige, komplexe Implementierung Redundante Funktionen Schlechtes Timing der Stand. Modell Protokolle Modell Protokolle

16 Internetanwendungstechnik, Sommersemester Fragen?

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