5. OSI Referenzmodell der ISO 5.1. Einteilung in Schichten

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1 5. OSI Referenzmodell der ISO 5.1. Einteilung in Schichten Architektur, Aufgabenverteilung & Protokolle in Kommunikationsyst. Gruppierung zusammengehöriger Funktionen in sieben Schichten. CCITT / ITU Empfehlung I.320 & X.200. CCITT = "Comitée Consultativ International Télégraphique et Téléphonique", ITU = "International Telecommunications Union". ISO = "International Standards Organisation". OSI = "Open Systems Interconnection". Virtuelle Kommunikation Austausch einzelner 7 Ebenen erleichtern: Microsoft Netzwerk, 6 Novell Netzwerk, 5 Apple Netzwerk, 4 Internet, x... "Veredelung" des Dienstes 2 1 Physikalische Kommunikation Anwender Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 1

2 5.2. Die 7 Schichten des OSIModells Anwendungsschicht (A Application): Remote Method/Procedure Invocation, Verteilte Dateisysteme, InternetDienste... Darstellungsschicht (P Presentation): Anpassen der Informationsdarstellung, Verschlüsselung, Kompression. Sitzungsschicht (S Session): Authentifizierung & Zugangberechtigung, Rederechtvergabe. Transportschicht (T Transport): Empfangsbestätigung vom Adressaten, Aufbrechen langer Nachrichten, Reihenfolge der Nachrichten. #7 #6 #5 #4 Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 2

3 Vermittlungsschicht (N Network): Paketübertragung über mehrere Knoten hinweg, Wahl des Pfades zum Empfänger, Dienstequalität bereitstellen, Routing. Sicherung & Mediazugang (DL Data Link): Absicherung gegen Übertragungsfehler, separate Zugangsschicht bei LANs, PunktzuPunkt Übertragung. Bitübertragungsschicht (Ph Physical): Übertragungsmedium, Rahmenbildung, Signalpegel, Codierung, Taktung. #3 #2 #1 Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 3

4 5.3. DiensteSchnittstelle Elementtyp eines Protokolldienstes: Req (Request, Anforderung vom Klienten), Rsp (Response, Antwort vom Klienten), Ind (Indication, Anzeige vom Dienst), Cnf (Confirmation, Bestätigung vom Dienst) Grundmuster für viele Protokolle. Typ ist neben anderen Informationen im Nachrichtenkopf codiert. Confirmation Request Klient Response Indication (N) Dienst Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 4

5 5.4. Dienstprimitive = Dienstleistungfunktionen der Schicht N. (N) Dienstprimitive: Connect.< Elementtyp > (N) Dienstprimitiven Disconnect.< Elementtyp > Data.< Elementtyp > N UnitData.< Elementtyp > Connect assoziert zwei Endpunkte zu einer Verbindung (mind. zwei). UnitData.Indication und UnitData.Request nur für verbindungslose Kommunikation. Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 5

6 5.4.1 Beispiel für (N)Dienstprimitive: Konkret für (N) im ISO OSI Referenzmodell: A P S T N DL Ph A / P / S / T / N / DL / Ph Schicht. Connect Disconnect Data UnitData. Req Rsp Ind Cnf TConnect.Req Netz TConnect.Ind Beispielszenarium => ( Datenpakete werden normalerweise noch bestätigt) TConnect.Cnf TData.Req TDisconnect.Req TConnect.Rsp TData.Ind TDisconnect.Ind Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 6

7 5.5. Dienstezugangspunkte (SAP) PartnerProtokolle zw. Instanzen auf derselben Ebene (PeertoPeer): Protokollzustände der Ebene N speichern, Ergänzung durch Meldungsköpfe (H), NProtokolldateneinheiten (NPDU). Schnittstellen zwischen Ebenen: SchnittstellenSteuerinformation (ICI). SchnittstellenDateneinheiten (IDU), Dienstdateneinheiten (SDU), Dienstzugangspunkte (SAP), SAPs NICI NSDU Schicht N+1 Schicht N H nsdu NProtokoll (N1)ICI NPDU Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 7

8 5.6. PeertoPeer Kommunikation Protokolle Vereinbarung/Regel über Ablauf der Kommunikation zwischen Instanzen derselben Ebene in verschiedenen Knoten. DienstPrimitive welche von Schicht N eine Leistung anfordern, werden in vereinbartes Headerformat übersetzt. Instanzen der Schicht N kapseln Zustandsinformation des Protokolles: Sequenznummern, Adressen, Puffer... n, m Nicht zu verwechseln mit PeertoPeer Netzen als Alternative zu Client Server Szenarien. n, m Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 8

9 5.7. Kritik des OSI Referenzmodells Managementfunktion nicht dargestellt => OSIModell dient dem Verständnis, hilft aber weniger bei der Implementierung. Die Aufmerksamkeit liegt zu sehr bei niedrigen Kommunikationsaufgaben. Grundfunktionen sind oft in mehreren Schichten repliziert. Realität passt nicht auf das OSIModell. Warum nicht ein MargueritenModell? Zentrales Dispatchermodul für Aufrufe, Blütenblätter als Funktionsmodule, Stengel als Kommunikationskanal, Nachrichten zwischen den Systemfunktionen herumreichen: Management & OS Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 9

10 5.8. InternetProtokollhierarchie Vier Schichten anstelle von im OSIReferenzmodell. Historisch gewachsen in der UnixKultur. Keine 1:1 Abbildung möglich. Vier Internet Schichten: Anwendungsprotokolle, EndzuEnd Ebene, Netzwerk/Routing, LLC LinkEbene. Die oberste Schicht umfasst: OSI Application/Presentation/Session. OSI Link Ebene spaltet sich in: LLC Link Layer Control MAC Media Access Control. IEEE 802.x Standard: Gemeinsames Link Protokoll Versch. MAC/PHY: IEEE 802.x FTP, HTTP,... TCP/UDP,... IP LLC MAC Phy Application Presentation Session Transport Network Link Physical Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 10

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12 5.8.1 TCP / IP Protokollfamilie UDP User Datagram Protocol: Verbindungsaufbau entfällt, keine Ablieferungsgarantie, SMTP keine Sequenzgarantie. TCP Transm. Control P.: Verbindungsaufbauphase, Sichere Ablieferung, FlussSteuerung... ICMP Weitere Protokolle: File Transfer Protocol, Adress Resolution Protocol, Reverse Adress Resolution.. Hypertext Transfer Protocol, Simple Mail Transport Protokoll... rlogin JavaKlassen stützen sich ausschliesslich auf das IP Internet Protokoll. ARP TCP Http RARP => Is there Life beyond the Internet? FTP LLC Telnet IP Ethernet, Token Ring,... TFTP UDP NFS Rechnernetze I, Winter 2005/06 Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 12