Inhalt: 1. Layer 1 (Physikalische Schicht) 2. Layer 2 (Sicherungsschicht) 3. Layer 3 (Vermittlungsschicht) 4. Layer 4 (Transportschicht) 5.

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1 Inhalt: 1. Layer 1 (Physikalische Schicht) 2. Layer 2 (Sicherungsschicht) 3. Layer 3 (Vermittlungsschicht) 4. Layer 4 (Transportschicht) 5. Ethernet 6. Token Ring 7. FDDI

2 Darstellung des OSI-Modell (Quelle: w w.hbernstaedt.de/osi.jpg) Layer 1 (Physikalische Schicht) Unterste (Schicht 1) des ISO/OSI-Modells der offenen Kommunikation. Beschäftigt sich mit der Übertragung roher Bits in einem Übertragungskanal. Hier werden mechanische, elektrische Schnittstellen festgelegt, die u.a. folgende Fragestellungen beantworten: Wie viele Volt sollen einer logischen 1 entsprechen und wie viele einer 0, wie lange soll ein Bit auf dem Übertragungsmedium anliegen, erfolgt die Übertragung nur in eine Richtung (simplex), abwechselnd in beide Richtungen (halb-duplex) oder gleichzeitig in beide Richtungen (duplex), wie kommt die erste Verbindung zustande und wie wird sie aufgelöst, wie viele Pins haben die Steckverbinder zu den Endeinheiten und wofür werden sie eingesetzt.

3 Layer 2 (Sicherungsschicht) Aufgabe der Sicherungsschicht (engl. Data Link Layer) ist es, eine zuverlässige, das heißt weitgehend fehlerfreie Übertragung zu gewährleisten und den Zugriff auf das Übertragungsmedium zu regeln. Dazu dient das Aufteilen des Bitdatenstromes in Blöcke auch als Frames bezeichnet und das Hinzufügen von Prüfsummen im Rahmen der Kanalkodierung. So können fehlerhafte Blöcke vom Empfänger erkannt und entweder verworfen oder sogar korrigiert werden; ein erneutes Anfordern verworfener Blöcke sieht diese Schicht aber nicht vor. Protokolle und Normen: IEEE (WLAN), IEEE (Token Bus), IEEE (Token Ring), FDDI Layer 3 (Vermittlungsschicht) Zu den wichtigsten Aufgaben der Vermittlungsschicht zählt das Bereitstellen netzwerkübergreifender Adressen, das Routing bzw. der Aufbau und die Aktualisierung von Routingtabellen und die Fragmentierung von Datenpaketen. Aber auch die Aushandlung und Sicherstellung einer gewissen Dienstgüte fällt in den Aufgabenbereich der Vermittlungsschicht. Protokolle: ICMP, IP, ARP Layer 4 (Transportschicht) Die Transportschicht ist die oberste Schicht des Transportsystems (Schicht 1 bis 4) und ist die Schnittstelle zum Anwendungssystem (Schicht 5 bis 7). Die Transportschicht wandelt die Datenpakete laut Protokoll-Informationen um und sorgt für die richtige Zusammensetzung der Pakete beim Empfänger. Protokolle, die in dieser Schicht genutzt werden: TCP und UDP

4 Ethernet Frame (Quelle: ikipedia.org/w /index.php?title=datei:ethernetpaket.svg&filetimestamp= ) Präambel Der Zweck der Präambel dient der Synchronisation. Damit das Gerät weiß, dass nun ein Ethernet-Frame samt Daten kommt, kündigt die Präambel diesen mit einem vordefinierten Code an. Sie ist 7 Byte lang. Dies gilt nur in einem 10 Mbit Netzwerk. Start Frame Delimiter (SFD) Nach der Präambel folgt der Start Frame Delimiter. Mit SFD wird angekündigt, wenn der Ethernet Frame beginnt.. Dies bewerkstelligt die Starterkennung (auch Start of Frame (SOF)/Start Frame Delimiter (SFD) genannt) mit zwei aufeinander folgenden Einserbits. Empfänger- und Absenderadresse Die Empfänger und Absenderadresse sind Mac-Adressen mit der bekannten Größe von jeweils 6 Bytes (48 Bit). Vlan Tag Der Vlan Tag wird nur in einem LAN verwendet. Und auch nur dann, wenn der Frame über einen Trunk Port geleitet wird.

5 Typ Das Typ-Feld gibt Auskunft über das Protokoll der nächst höheren Schicht. Die Werte sind größer als 0x0600. Werte für Protokolle sind z.b. 0x0800 für das Internet Protocol Version 4 (IPv4), 0x0806 für das Address Resolution Protocol (ARP). Daten Die Nutzdaten müssen im Ethernet-Frame eine Mindestgröße von 46 Bytes haben und besitzen pro Datenblock eine Maximalgröße von 1500 Bytes. Tatsächlich gibt es hier aber auch Ausnahmen, so erlauben z.b. sogenannte Jumbo Frames oder auch Super Jumbo Frames größere Datenblöcke (Diese spezielle Frames werden aber nicht offiziell unterstützt, bzw. sind nicht allgemein spezifiziert) PAD-Füllfeld Das PAD Füllfeld wird nur dann benötigt, wenn der Ethernet-Frame nicht die Minimalgröße von 64 Byte erreicht. Bei diesem Fall füllt das PAD-Feld den Ethernet-Frame bis zur Minimalgröße auf. FCS (Frame Check Sequence) Die Frame Check Sequence oder auch nur kurz FCS, steht am Ende des Ethernet-Frames und ist noch einmal 4 Bytes groß. Im FCS befindet sich eine 32 Bit große Prüfsumme. Die FCS wird beim Sender erstellt und an den Frame daran gehängt. Die Berechnung der FCS beginnt mit der Ziel-MAC-Adresse und endet mit dem PAD-Feld. Die Präambel, der SFD/SOF sowie die FCS selbst sind darin nicht enthalten. Der Empfänger des Frames macht selbst eine CRC-Berechnung und vergleicht die beiden Werte. Stimmen diese nicht überein, dann geht er davon aus, dass die Übertragung fehlerhaft war und verwirft den Datenblock.

6 Synchronisation in einem 100 Mbit Netzwerk FLP: Fast Link Pulse. In einem Lan werden alle 16ms Impulse gesendet, um die Anwesenheit von anderen Teilnehmern zu überprüfen, genannt Autonegotiation. Bei 100Mbit Karten werden immer 33 Impulse gesendet. Diese sind insgesamt 2ms lang. 10Mbit Karten senden nur ein 2ms langes Impuls alle 16ms. Somit wissen 100Mbit Karten, dass eine 10Mbit Karte im Netz ist. Um mit ihr zu kommunizieren zu können, drosseln sie ihre Geschwindigkeit also auch aurf 10Mbit. CSMA-CD Carrier Sense (Träger-Zustandserkennung): Jede Station kann feststellen, ob das Übertragungsmedium frei ist. Multiple Access (Mehrfachzugriff): Mehrere Stationen können sich das Übertragungsmedium teilen. Collision Detection (Kollisionserkennung): Wenn mehrere Stationen gleichzeitig senden, können sie die Kollision erkennen. Will eine Station senden, prüft sie, ob der Bus frei ist. Ist er frei, so beginnt die Station zu senden. Sie prüft allerdings weiterhin den Bus. Entsprechen die gesendeten Daten nicht den abgehörten Daten, so hat eine andere Station gleichzeitig gesendet. Eine Kollision wurde entdeckt und die Übertragung wird abgebrochen. Der Sender, der das Störsignal zuerst entdeckt, sendet ein spezielles Signal, damit alle anderen Stationen wissen, dass das Netzwerk blockiert ist. Nach einer zufälligen Wartezeit wird wieder geprüft, ob der Bus frei ist. Ist das der Fall, wird von neuem gesendet. Der Vorgang wird so oft wiederholt, bis die Daten ohne Kollision verschickt werden konnten. Ist die Übertragung beendet und bis dahin keine Kollision aufgetreten, so nimmt die Station an, dass die Übertragung fehlerfrei verlaufen ist.

7 Token Ring Funktioniert wie ein moderiertes Gespräch in einer Gruppe; Sendeberechtigung wird durch Token vergeben (Token-Ring-Passing); der Token ist eine Software-Kennzeichnung, welche im Netz nur einmal vorkommen darf; die Sendestation muss den Token spätestens nach einer festgelegten Zeit zur nächsten Station weiterreichen; durch dieses Verfahren werden Kollisionen vermieden. Aufbau eines Token Ring Quelle: w w.elektronik-kompendium.de/sites/net/bilder/ gif besteht aus 3 Byte 1 Byte Start Delimiter (SD) gibt an, dass der Frame beginnt 1 Byte Access Control (AC) gibt an wer hat Zugriff 1 Byte End Delimiter (ED) gibt an, dass der Frame endet Verfahren Der Token geht immer im Kreis. Ist der Token frei hat er die Flag 0. Ist der Token besetzt hat er die Flag 1. Will eine Station etwas senden, holt sie sich den Token und packt die Daten und Informationen in den Token. Es setzt das Flag auf 1. Nun wird der Token wieder in den Kreis geschickt und eine Station nach der anderen kann in den Token schauen und nachschauen ob das Paket für sich bestimmt ist. Wenn das Paket den Empfänger gefunden hat, werden die Daten kopiert. Anschließend geht der Token noch weiter bis zum Sender, welcher erkennt, dass sie Daten beim Empfänger (schreibt dies vor dem Zurücksenden in den Token) angekommen sind. Flag wird dann wieder auf 0 gesetzt (frei gegeben).

8 FDDI Bei der Abkürzung FDDI handelt es sich um ein Übertragungsprotokoll für lokale Hochgeschwindigkeitsnetze auf der Grundlage von Lichtwellenleitern. FDDI erlaubt Übertragungsgeschwindigkeiten von weit über 100 MBit/s in Token Ring Netzwerken. Bei solch einen Netzwerk lassen sich bis zu 1000 Arbeitsstationen miteinander verbinden. Bei FDDI muss der Token, nachdem dieser als frei gekennzeichnet wurde, nicht erst von der Arbeitsstation, welche die Übertragung initiiert hat, empfangen werden, bevor ein neues Datenpaket gesendet werden kann. Es können sich also mehrere Datenpakete in einem Ring befinden, und nicht wie beim Passing Verfahren nur ein Datenpaket.. Eine Erweiterung des FDDI ist der sogenannte FDDI II Standard, dieser Standard enthält Spezifikationen für die Echtzeitübertragung von digitalisierten Daten, wie zum Beispiel digitale Sprache und Video. Frame Quelle: w w.cisco.com/en/us/docs/internetw orking/troubleshooting/guide/tr1905.html