Einführung Kommunikationsnetze. (c) Christian Aschoff, Till Hänisch
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- Guido Richter
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1 Einführung Kommunikationsnetze (c) Christian Aschoff, Till Hänisch
2 paar Zahlen... Telefonanschlüsse weltweit: ca. 800 Millionen (2003, CIA World Factbook) Internet User weltweit: ca. 600 Millionen (2002, CIA World Factbook) ca Millionen (2005, Computer Industry Almanac) Zahl IP-Adressen: schwierig (wieviele werden benutzt?) Zahl domains: ca. 353 Millionen (Juli 2005, Internet Systems Consortium) ca. 9,5 Millionen.de domains (Januar 2006, denic)
3 Begriffe Ein Kommunikationssystem ist in der Lage, Informationen zu übertragen, und zwar: von einer Quelle (Sender) zu einer oder mehreren Senken (Empfänger) unter Benutzung technischer Vorrichtungen an den Endpunkten in einer bestimmten Sprache (Codierung) nach bestimmten Regeln (Protokoll) über ein Medium (Kommunikationskanal)
4 rechnergestütze Kommunikation Austausch von Daten zwischen Rechnern Darstellung von Informationen als Daten über Netzwerk Arten Textkommunikation (Telegraph... ) Sprachkommunikation (Telefon... VoIP) Bildkommunikation (Fernsehen... Videochat)
5 Grundbegriffe Übertragung als elektromagnetische Welle Frequenz: Schwingungen pro Sekunde: Hz Bandbreite/Übertragungskapazität: Hz Telefon, 300 bis 3400 Hz -> 3,1 khz Band Frequenz Wellenlänge Radiowellen 30kHz..900MHz 100km..30cm Mikrowellen 900MHz..300GHz 30cm..1mm Infrarot 1mm..750nm sichtbar 750nm..400nm
6 Grundbegriffe II Medium Radiowellen: Kabel Mikrowellen: Funk Licht: Glasfaser Kodierung Wie werden Bits auf Medium dargestellt versch. Einflüsse, typ: Effizienz vs. Störsicherheit
7 Grundbegriffe III Übertragungsverfahren seriell/parallel Betriebsart simplex, half-duplex, full-duplex Übertragungsrate, übl. Bit/s Beispiel ISDN: 64kBit/s Beispiel Ethernet: 10/100/1000 MBit/s Beispiel LKW Latenz
8 Modus leitungsvermittelt paketvermittelt Zwischen Partnern wird Verbindung aufgebaut, Daten übertragen, Verbindung abgebaut Beispiel: Telefon Vorteile: verläßliche Verbindung Nachteil: Verschwendung von Übertragungskapazität Daten werden in einzelne Pakete aufgeteilt und gemeinsam über Netz übertragen Beispiel: Rechnernetz Vorteile: Effizienz Nachteil: viele...
9 Topologien Stern-Topologie Bus-Topologie Baum-Topologie Ring-Topologie Verteiler Computer
10 Ethernet verschiedene Medien Kabel (Faser) oder Funk (WLAN) Adressierung des Zielrechners Ethernet/MAC-Adressen Was passiert, wenn mehrere gleichzeitig senden wollen aktive Komponenten Hub, switch, access point
11 LAN Local Area Network, typ. Ethernet, Baum-Topologie, Kupfer-Kabel, im Backbone auch Glasfaser größere Entfernungen: MAN, WAN FD horizontal (tertiary) wiring with wall outlet vertical (secondary) wiring FD FD BD CD: Campus Distributor BD: Building Distributor FD: Floor Distributor CD Campus Backbone (primary wiring)
12 Internetwork LAN1 LAN2 LAN3 mehrere LANs sollen verbunden werden ggf. unterschiedliche Protokolle insb. auf dem Weg zusätzliche Abstraktionsebene nötig (mit Adressierung, Wegewahl usw.) TCP/IP
13 RFC s RFC (Request for Comment) sind Dokumente, die alles im Internet (und somit auch TCP/ IP) beschreiben. Sie finden sie bei leicht über Google. Schauen Sie z.b. unter RFC 1918 nach, um zu sehen, warum man als interne Adressen verwendet.
14 TCP/IP in Schichten PING SMTP HTTP FTP Telnet TFTP BOOTP DHCP DNS ICMP TCP UDP IP Sicherung (LLC) ARP Zugriffssteuerung RARP Bitübertragung (physikalische Verbindung)
15 IP Das Internet-Protokoll ist für die Netzwerkverbindungen zuständig. IP-Pakete finden ihren Weg mittels der IP- Adressen. IP kümmert sich nicht darum, ob das Paket ankommt. Weg der IP-Pakete wird (erst) während der Übertragung im Netzwerk festgelegt
16 Paketaufbau IP Version Länge Servicetypen (gesamte) Paketlänge Identifikation Flags Fragment Abstand TTL Transport Kopfprüfsumme Sendeadresse Empfängeradresse Optionen Padding Datenbereich
17 IP-Adressen Über eine IP-Adresse wird ein Computer in einem Netzwerk eindeutig identifiziert. Die Anwendung, mit der auf diesem Computer kommuniziert werden soll, wird über einen Port identifiziert (dazu später mehr). IP Maske
18 TCP Das Transmission Control Protocol sorgt dafür, daß die Pakete (in der richtigen Reihenfolge) ankommen. Quittungen, Flow-Control Über Ports wird definiert, welche Anwendung welches Paket bekommt.
19 TCP - Ports Es gibt drei Portbereiche: : Well known ports : Reserved ports : Free ports Bekannte Beispiel: FTP:21, Telnet: 23, SMTP:25, POP3:110 Mit netstat kann man nachsehen, welche Ports aktiv sind.
20 Headerverschachtelung Ethernet IP TCP FTP Daten
21 NAT/IP-Masquerading Häufig hat man eine oder wenige gültige IP- Adressen (durch Einwahl etc.) aber viele Clients. Abhilfe schaffen Proxis oder Router mit NAT/IP-Masquerading.
22 NAT LAN Router Welt uni-ulm.de: :4001 uni-ulm.de: download.com: :4002 download.com: web.de: :4003 web.de: uni-ulm.de: :4004 uni-ulm.de: heise.de: :4005 heise.de:80
23 NAT LAN Router Welt uni-ulm.de: :4001 uni-ulm.de: download.com: :4002 download.com: web.de: :4003 web.de: uni-ulm.de: :4004 uni-ulm.de: heise.de: :4005 heise.de:80
24 NAT LAN Router Welt uni-ulm.de: :4001 uni-ulm.de: download.com: :4002 download.com: web.de: :4003 web.de: uni-ulm.de: :4004 uni-ulm.de: heise.de: :4005 heise.de: böser Hacker
25 DNS IP-Adressen sind 32 Bit Zahlen V6: 128 Bit gut für Computer, nicht für Menschen Wir wollen Namen ( Telefon Auskunft Internet DNS (Domain Name Server) Tabelle mit Rechnername und IP-Adresse
26 Nameserver Name- Server PC ( Verschiedene Techniken! (eine davon ist DNS)
27 aber wie... Ansätze jeder kennt alle anderen zentraler Auskunftsserver Performance! Firma ähnliches Problem bei großen Firmen Chef kann nicht alles entscheiden deshalb: Hierarchie Verantwortung für Bereiche wird delegiert DNS Domain Hierarchie Eine zentrale Stelle pflegt "Root" oder "First- Level"-Domains (.de,.com,.net,...) Verwaltung der "Subdomains" wird delegiert Klare Regelung der Kompetenzen
28 root domain Struktur. DNS first level de com DNS DNS second level t-online.de tillh.de DNS DNS DNS root: einer (im Prinzip), real: etwa 15, weltweit verteilt, ICANN first level: verteilt, z.b. DENIC für Deutschland second level: lokal (z.b. BA-Heidenheim) oder Provider (warum Provider: DNS muß immer erreichbar sein, mind. 2 Stück)
29 Ablauf root DNS-Server Client DNS-Server DNS-Server liest Daten beim Starten Client stellt Anfrage DNS-Server kennt IP-Adresse oder er fragt root DNS-Server (der ihn dann an den "richtigen" DNS verweist) viele Anfragen, deshalb hat jeder DNS einen cache DNS-Datenbank (Textdatei)
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