1_03 Netzwerke

spezifische Aufgaben einer Schicht.

->Was leistet die Schicht?

Schicht n einer Maschine spricht nur mit Schicht n einer anderen Maschine

Regeln und Konventionen der Kommunikation auf der Schicht n

->Wie wird Leistung vollgebracht

Gesamtheit der Protokolle der Schichten

(ideal: auf jeder Maschine gleich)

• Open System Interconnection
• Alternative zu TCP/IP
• Entwickelt von: ISO (International Standards Organisation)
• 7 Schichten

• verbindet zwei Netzwerk miteinander
• übersetzt ggfs. Pakete eines Protokolls in die eines anderen Protokolls (gleiche Ebene)

• Schicht 1: Repeater
• Schicht 2: Bridges, Switches
• Schicht 3: Router
• Schicht 7: Application(-level) Gatenway

• älter, einfacher, billiger als ISO/OSI-Stack
• übliche Protokolle des Internets

Datagrammdienst (verbindungslos) in unzuverlässigen, heterogenen Netzwerken

wichtige Angaben im Kopf eines Datagramms:

• source adress - Quell-IP-Adresse
• destination adress - Ziel-IP-Adresse
• time to live - maximale Lebensdauer

weltweit eindeutige Identifizierung eines Empfängers durch IP-Adresse:

Adresslännge:

• 32 Bit (IPv4)
• 128 Bit (IPv6)

2 Bestandteile:

• Prefix, network: Identifizierung eines Netzwerk(-Breibers), weltweit eundeutig vergeben
• Suffic, host: Identifizierung eines Geräts im Netzwerk, vom Netzwerkbetreiber vergeben.

Darstellung der Adresse durch 4 Zahlen (193.123.45.4) bzw. 8 hexadezimale 16-Bit-Werte

193.123.45.0/24 d.h. die Adresse des Netzwerks besteht aus den ersten 24Bit

Alternative Angabe einer Netzwerkmaske

193.123.45.4 AND 255.255.255.0 --> 193.123.45.0

• zuverlässiger End-zu-End-Strom über unzuverlässige Netzwerke
• TCP (Quellmaschine) teilt Bytestrom in Segmente auf
• Segmente werden per IP verschickt.
• TCP (Zielrechner) setzt Bytestrom aus den Segmenten wieder zusammen:
  • in der richtigen Reihenfolge
  • vollständig

Adresse einer Anwendung (Schicht 5) auf einem Gerät

• Ports 0 bis 1023: well-known ports
  • Systemdienste (mit administriven Rechten)
• Ports 1024 bis 49151: registered ports
  • bekannte Dienste im Userland
• Ports 49152 bis 65535: dynamic/private ports
  • frei nutzbare Ports

IP-Adresse + Port-Number (globale Adresse der Anwendung)

Sockets der beiden miteinander kommunizierenden Anwendungen

• source port
• destination port
• sequence number
  • Position der gesendeten Bytes im Strom
• acknowlegement number
  • Position der empfangenen Bytes im Strom

• Alternative zu TCP
• verbindungslos (Datagrammdienst)
• letzendlich IP-Protokoll erweitert um Port
• für Kurzmitteilungen (Aufwand für Verbindungsaufbau entfällt)

Unterteilung des Ineternet

• jede Domäne ist in Unterdomänen aufgeteilt
• jede Maschine ist Teil einer Unterdomäne

Bezeichnung der Maschine mitsamt Angabe dere (Sub-) Domäne

• Schicht 7
• Umsetzung von DNS-Bezeichnungen auf IP Adressen durch spezielle DNS-Protokoll
• Aufteilung des DNS in nicht überlappende Zonen
• pro Zine ein primary name server und ggfs. mehrere secondary name server

• Anwendung ruft Software zur DNS-Auflösung ("Resolver")
• Resolver sendet UDP-Paket an lokalen DNS-Server
• DNS-Server ermittelt IP-Adresse
• DNS Server sendet IP-Adresse an Resolver
• Resolver gibt IP-Adresse an Anwendung

eindeutige Kennzeichnung einer Netzwerkkarte

• Media Access Control

• Darstellung: 12 hexadezimale Ziffern
• Hersteller-ID: die ersten 3 Bytes
• Seriennummer: die letzten 3 Bytes

Nachricht an alle Teilnehmer (im lokalen Netz)

ermittelt im lokalen Netzwerk die MAC-Adresse zu einer gegebenen IPv4 Adresse (Schicht 2)

• Senden einer ARP-Anforderung mit gegebener IP-Adresse sowie MAC/IP-Adresse des fragenden Geräts
• Gerät mit gesuchter IP-Adresse sendet seine MAC-Adresse an fragendes Gerät
• Ergebnis wird im lokalen ARP-Cache des fragenden Gerätes gespeichert

IPv6 Neighbour Discovery Protocol anstelle ARP

ICMP - Internet Control Message Protocol

• gehört zu jeder IP-Implementierung

Aufgaben:

• Informationsanforderungen:
  • z.B. Echo Request: Erreichbarkeit einer Maschine
• Fehlermeldungen:
  • Time Exceede: Wenn ein Paket seine Lebensdauer überschritten hat

ICANN - Internet Corporation for Assigned Names und Numbers

• Sicherstellung der breiten Repräsentation der weltweiten Internetgemeinschaft bei der Vergaben von Namen und Adressen

IANA - Internet Assigned Numbers Authority

• Verwaltung globaler Namen und Nummern im Internet

globale Koordination und Standardisierung des Internets

Untergliederungen:

• IETF: Internet Engineering Task Force
  • entwickelte Regelweke (RFCs) für das Internet
  • RFC: Request for Comment
• IRTF: Internet Research Task Force
  • Forschung, langfristige Weiterentwicklung