Harald Orlamünder. High-Speed-Netze. Kommunikationsinfrastruktur der Zukunft: Internet, ATM, Multimedia. Hüthig Verlag Heidelberg
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1 Harald Orlamünder High-Speed-Netze Kommunikationsinfrastruktur der Zukunft: Internet, ATM, Multimedia Hüthig Verlag Heidelberg
2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Analyse Aufbau des Buches, Literatur zu Kapitel Grundlagen Kommunikationsprinzipien Vermittlungsprinzipien Leitungsvermittlung gegenüber Paketvermittlung Verbindungsorientierte gegenüber verbindungsloser Kommunikation Zusammenfassung und Kombinationen Verbindung - Session - Flow Qualität Multipunkt-Aspekte Terminologie der Geräte in einem Netz Protokolle ISO/OSI Protokoll-Modell Darstellung der Protokolle Information Infrastructure" National Information Infrastructure European Information Infrastructure Global Information Infrastructure Dienste Generelle Dienste-Typen Klassifikation nach ITU-T Verbindungslose Dienste < Schmalband-Dienste Verteildienste Anwendungen Festbild mit hoher Auflösung 52
3 X Inhaltsverzeichnis Bewegtbild Datenanwendungen Abrufanwendung Multimedia K Weitere Breitband-Dienste Literatur zu Kapitel Übertragungstechnik < Grundlagen Klassische Übertragungstechnik - PDH Heutige Übertragungstechnik - SDH Grundlagen, Geschichte, Bitraten Rahmenstruktur Multiplex-Hierarchie Qualität und Zuverlässigkeit Ersatzschaltung Synchronisation Management Netzelemente Vorteile von SDH Zukünftige Übertragungstechnik - WDM Literatur zu Kapitel < ATM /B-ISDN Einleitung Das Umfeld B-ISDN Strategien der Netzbetreiber Bisherige Lösungsansätze und ihre Weiterentwicklung VBN Klassischer Ansatz für B-ISDN BERKOM Metropolitan Area Network (MAN) Der Schwenk zu einer neuen Technik ATM - Asynchronous Transfer Mode Begriffsdefinition, Einführung, ATM Grundlagen Einordnung in die Vermittlungstechnik Netz- und Protokoll-Referenzmodell Referenz-Konfiguration Protokoll-Referenzmodell ATM-Schicht 117
4 Inhaltsverzeichnis XI Generic Flow Control Virtual Path / Channel Identifier Payload Type Cell Loss Priority Header Error Control Physikalische Schicht SDH-basierte Schnittstelle ATM und SDH - passen die zusammen? Zell-basierte Schnittstelle PDH-basierte Schnittstellen Traffic Control und Resource Management Dienstgüte-Parameter Verkehrs-Parameter ATM Diensteklassen, ATM Transfer Capabilities Funktionen der Verkehrssteuerung Operation und Maintenance OAM auf Physikalischer Schicht ATM-Layer OAM Unterstützung von Diensten - ATM Adaptation Layer (AAL) AAL Type AAL Type AAL Type 3/ AAL Type Zeichengabe Zeichengabe am UNI Zeichengabe-Nachricht Zeichengabe am NNI Private Network to Network Interface (PNNI) VB5-Schnittstelle Nummerierung in ATM Netzen ATM-Adresse auf Basis E.l ATM End Systems Address (AESA) AFI-Werte Zusammenwirken unterschiedlicher Schemata Dienste Virtual Path Service (VPS) Broadband Connection Oriented Bearer Service (BCOB) Connectionless Broadband Data Service (CBDS) Zukunft Vor- und Nachteile von ATM Ausblick 232
5 XII Inhaltsverzeichnis 4.6 Literatur Die Internet-Protokollsuite Einleitung Die Geschichte des Internet Der Protokoll-Stack der Internet-Welt IP - Internet Protokoll Identifikation und Schutz des Paketes Fragmentierung IP Routing Adressierung höherer Protokoll-Schichten. ^ IP Version 6 T Zusatzprotokolle im Zusammenhang mit IP Internet Control Message Protocol (ICMP) Address Resolution Protocol (ARP) Reverse Address Resolution Protocol (RARP) TCP - Transmission Control Protocol Verbindungsablauf Überlast-Mechanismen Slow Start und Congestion Avoidance Fast Retransmit und Fast Recovery Kritik an TCP UDP - User Datagram Protocol Socket Nummern, Adressen und Namen IP-Adressen Prinzipien der IPv4-Adressierung Unterteilen des Firmennetzes - Subnetze, Sub-netting" Zusammenfassen von Adressbereichen - Super-netting" Auflösen der strengen Klassen - Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Auflösen der Eindeutigkeit von Adressen Zuweisen von IPv4-Adressen IPv6Adressen Domain Name System Identifikation von Ressourcen" Andere Nummern und Adressen Routing Das Netz als Graph" Spanning Tree Breadth-first Search 293
6 Inhaltsverzeichnis XIII Dijkstra Algorithmus Bellmann-Ford Algorithmus Netzstrukturen Routing Protokolle Distance Vector Protocol Link State Protocol Path Vector Protocol Multipunkt-Verfahren Grundlagen und Definitionen Multicast- und Broadcast-Adressen Multicast-Verkehr Gruppenmitgliedschaft f Multicast-Routing Dienste im Internet TELNET FTP News WWW Telefonieren über das Internet Echtzeit im Internet Einleitung INTSERV (Integrated Services) und RSVP (Resource Reservation Protocol) Allgemeines Qualität und Dienste Funktionen Herausforderungen RSVP - Resource Reservation Protocol Verkehrsbeschreibung DIFFSERV (Differentiated Services) Gründe für ein neues Verfahren Prinzip von DIFFSERV Protokoll-Elemente Service Level Specification - SLS Qualitätsklassen Vörverarbeitung und Überwachung des Verkehrs Vergleich von INSERV und DIFFSERV MPLS (Multiprotocol Label Switching) Service Level Agreement (SLA) 358
7 XIV Inhaltsverzeichnis RTP (Real Time Transport Protocol) und RTCP (Real Time Control Protocol) RTP - Real Time Transport Protocol RTCP - Real Time Control Protocol Zukunft Literatur Der Transport von IP: Schicht-2-Protokolle Local Area Network (LAN) Ethernet Netzkonfigurationen Address Resolution Protocol (ARP) LAN-Protokolle im Weitverkehrsnetz Point-to-Point Protocol (PPP) Der Vorläufer: das Serial Line Interface Protocol (SLIP) Grundlagen PPP Encapsulation PPP-Rahmen HDLC-Rahmen Kommunikationsablauf Link Control Protocol (LCP) Network Control Protocol (NCP) Qualitätsüberwachung PPP Multilink Protocol (MP) Protokoll-Elemente Multi-Node-Unterstützung PPP Bandwidth Allocation Bandwidth Allocation Control Protocol (BACP) Bandwidth Allocation Protocol (BAP) Always On / Dynamic ISDN (AO/DI) Erweiterungen für Links mit geringer Bitrate Multiclass-Extension Suspend & Resume Tunneling Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) Layer-2 Tunneling Protocol (L2TP) Verbindungen zu abgesetzten Standorten Remote Bridging LAN Extension IP über ATM Grundlagen 420
8 Inhaltsverzeichnis XV Generelle Lösungen des Mengenproblems Prinzipielle Lösungen der ATM/IP Integration MAC-Schicht -ja oder nein? Welche Zeichengabe? Routing - getrennt oder integriert? Was sind Shortcuts? Lösungsvorschläge zur IP/ATM Integration Connectionless Service :4.2 Classical IP (CLIP) over ATM und seine Weiterentwicklungen LAN Emulation (LANE) Multiprotocol Over ATM (MPOA) und seine Weiterentwicklungen Multiprotocol Label Switching (MPLS) Private Network to Network Interface (PNNI) und seine Weiterentwicklungen Übersicht und Ausblick Unterstützende Funktionen Kompression Header-Kompression Daten-Kompression Sicherheit Authentisierung Verschlüsselung Remote Authentication Dial In User Service (RADIUS) Literatur zum Transport von IP Netze Das Telefonnetz (PSTN) ATM-Netze Netzelemente Vermittlungsknoten und Cross Connect Abgesetzte ATM Einrichtung (AAE) Netzelemente beim Teilnehmer Schnittstellen IP-Netze Teilnetze (SubNetworks) Große Netze Physikalische Sicht der Netze Das Internet Intranet Extranet 503
9 XVI Inhaltsverzeichnis Zugang zum IP-Netz Zugangsnetze Technologien im Zugangsnetz Glasfaser Kupfer-Doppelader - Digital Subscriber Line Koax-Kabelnetz Funk Weitere Lösungen Übersicht Integration Mischformen Interworking mit B-ISDN/ATM Interworking zwischen Endgeräten an unterschiedlichen Netzen ATM als Fernnetz-Ersatz Paket-basierte Multimedia-Architektur - ITU-T H Das Umfeld von H Der Inhalt von H Terminals (Endgeräte) Audio-Codec Video-Codec Receive Path Delay Daten System Control H.225 Media Stream Packetization Gateways Gatekeeper Multipoint Control Unit Das Zonen-Konzept Gesamtarchitektur IP als Transportnetz ATM als Transportnetz Paket-basierte Multimedia-Architektur - ETSI TIPHON Szenarien Referenz-Konfiguration Qualität Adressierung Entgelterfassung und Verrechnung Paket-basierte Multimedia-Architektur - IETF Literatur zu Kapitel 7 559
10 Inhaltsverzeichnis XVII 8 Protokolle für Multimedia-Architekturen Einleitung ITU-T-Protokolle im Zusammenhang mit H H.225 RAS Control Auswahl des Gatekeepers Anmeldung beim Gatekeeper Nutzung des RAS-Kanals Rufsteuerung (Call Signalling) H Steuerung der Endpunkte H Dienstmerkmale (Supplementary Services) für H Probleme von H.323 mit Firewalls H Steuerung des Media Gateways Q.BICC - Bearer Independent Call Control IETF-Protokolle Real Time Streaming Protocol (RTSP) Session Initiation Protocol (SIP) Session Description Protocol (SDP) Session Announcement Protocol (SAP) Call Processing Language (CPL) Gateway Location Protokolle Gateway Service Location Protocol (GSLP) Kommunikation des User Agent mit dem Location Server IP Telephony Border Gateway Protocol (TBGP) Telephony Routing Information Protocol (TRIP) Protokolle für das Decomposed Gateway" MGCP - Media Gateway Control Protocol Media Gateway Control Protocol (MEGACOP) Bewertung - MGCP versus MEGACOP Benutzung weiterer Protokolle für die Gateway-Kommunikation Simple Control Transmission Protocol (SCTP) Ausblick Literatur Standardisierung Standard - Norm - Spezifikation? Internationale Standardisierung - ITU Allgemeines und Organisation Arbeitsweise Entwicklung der Standardisierung in ausgewählten Gebieten Aktueller Stand der Empfehlungen 624
11 XVIII Inhaltsverzeichnis Probleme Regionale Standardisierung ETSI (Europa) Allgemeines und Organisation Arbeitsweise Entwicklung der Standardisierung in ausgewählten Gebieten Aktueller Stand der ETSI Dokumente Probleme ANSI (Nordamerika) TTC (Japan) Foren und Konsortien ATM-Forum Allgemeines und Organisation Arbeitsweise Aktueller Stand der ATM-Forum Spezifikationen Probleme Internet Engineering Task Force (IETF) Allgemeines und Organisation Arbeitsweise Aktueller Stand der Internet-Dokumente WWW Consortium (W3C) IPv6-Forum IP Multicast Initiative (IPMI) International Multimedia Teleconferencing Consortium (IMTC) Multiservice Switching Forum (MSF) Softswitch Consortium PARLAY Industry Working Group Digital Audio Visual Council (DAVIC) The Internet Protocol Detail Record Organization (IPDR) Optical Internetworking Forum (OIF) Firmenstandards ATM-LAN BELLCORE Ausblick Literatur zur Standardisierung Zusammenfassung und Ausblick Das Netz der Zukunft Ausblick Literatur zu Kapitel
12 Inhaltsverzeichnis XIX 11 Abkürzungen Stichwortverzeichnis 683
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