Grundbegriffe
Netzwerktypen
- PAN
Personal (Bluetooth) - LAN
Local (Heimnetz) - MAN
Metropolitan - WAN
Wide Area (Mobilfunk) - GAN
Global (Internet)
Netzwerktopologien
Ring (Mit RLV)
Stern
Ein Zentraler Router
Vermascht
Voll-vermascht
- Optimale Verbindung
- kein Routing Notwendig
- Katastrophale Skalierbarkeit
Linie
Baum
Bus
Ein Ausfall lähmt gesamtes Netz
Übertragungsarten
Simplex
Eine Kommunikationsrichtung (Radio)
Halbduplex
Abwechselnd in beide Richtungen (Walkie-Talkie)
Vollduplex
Gleichzeitig in beide Richtungen
Multiplex
Nutzt verschiedene Techniken um mehrere Signale zu kombinieren
- Raummul
- Zeitmul
- Frequenzmul
- Codemul
Adressierungsarten
Unicast
Kommunikation mit eindeutigem Empfänger
Broadcast
An alle in einer Gruppe
Multicast
Gezielt mehrere
Any-cast
Der nächste Empfänger von mehreren Definierten (Drucker)
Kommunikationsmodelle
Client-Server
Vorteile
- Einfache Architektur
- Gute Skalierbarkeit bei geringer Zahl Clients
- Hohe Sicherheit durch zentrale Kontrolle
Nachteile
- Server kann Bottleneck werden
- Ausfall ist total
- Skalierung kann komplex werden (Distributed Systems, ParaProg)
Peer to Peer
Jeder ist gleichberechtigt.
Beispiel 2 PCs im Heimnetz teilen Updates miteinander (Evtl. Schneller als Web-Download)
Vorteile
- Skalierbarkeit
- Ausfallsicher
- Ressourceneffizient
Jeder kann beisteuern -> Wenig Bedarf für dedizierte Infrastruktur
Nachteile
- Koordinationsaufwand
Systeme müssen sich viel auf einander abstimmen - Ungleiche Ressourcenverteilung
- Sicherheit durch zentrale Kontrolle fehlt
- Hohe Dynamik schränkt Zuverlässigkeit ein
Publish-Subscribe
Sender schickt Daten an zentralen Broker.
Jeder Empfänger fragt vom Broker Daten an, erhält nur die gewünschten Informationen.
Vorteile
- Entkopplung Publish / Subscriber
- Skalierbarkeit durch Verteilung auf mehrere Broker
- Selektivität
Bandbreite wird sparsam verwendet, da nur angeforderte Daten tatsächlich gesendet werden.
Nachteile
- Komplexität
- Ereignisreihenfolge
Verlorene Nachrichten können Probleme auslösen - Hohe Latenz
Standards und Normen
Sind benötigt für:
- Kompatibilität
- Einheitlichkeit
- Qualität
- Sicherheit
- Kostensenkung
- Globalisierung
Standard
- Etablierte Richtlinien
- Einheitlichkeit und Kompatibilität
Normen
- Formal Dokumentiert
- Von Normungsorganisationen
- Rechtliche Relevanz
Arten der Standardisierung
Faktische Standardisierung (De-Facto Standard)
- Setzen sich ohne offizielle Anerkennung durch
- Entsteht am Markt
- Nicht unbedingt das tatsächlich beste
Institutionell
- Standards durch (internationale) Organisationen
- z.B. ISO
Legislative
- Gesetzliche Vorgaben
- z.B. RoHS (Restriction of the use of certain hazardous substances)
ISO/OSI-Referenzmodell
Schichtenbildung
Abstraktes Schichtenmodell
Dienste
Unbestätigt vs. Bestätigt
Schichtmodell
1 Physical Layer
Physische Übertragung zwischen Systemen
Enthält Umwandlung von Daten zu Signalen
Ungesicherte Verbindung, keine Fehlerkorrektur
2 Sicherungsschicht
Gliederung des Bitstroms in Rahmen (Frames)
Zugriffskontrolle
Adressierung (Eindeutige Hardwarekennung - MAC Adresse)
Flusssteuerung zur Vermeidung von Überlastung
Puffern auf Sender und Empfängerseite
Erkennung und Behebung von Fehlern in Bitübertragung
3 Vermittlungsschicht
Wegewahl für Ende-zu-Ende Kommunikation
Hierarchische Adressierung
Multiplexen
4 Transportschicht
Übertragen von Daten zwischen Anwendungen
Aufwendige Fehlererkennung und Behebung
Fluss- und Staukontrolle
Pufferung bei Sender und Empfänger
Adressierung zur Unterscheidung der Anwendung durch Ports
5 Sitzungsschicht
Sorgt für gesicherte Prozesskommunikation
Einführung von Wiederaufsetzpunkte für Sitzungs-Synchronisation nach Ausfall einer Transportverbindung
In der Praxis eher in der Anwendung umgesetzt
6 Darstellungsschicht
Legt fest, wie Informationen in einer Sprache auszutauschen sind.
Aushandlung einer Transfersyntax
Umwandlung Little / Big Endian
Verschlüsselung
Kompression
7 Anwendungsschicht
Enthält Protokolle für Anwendungsfunktionalität, beispielsweise FileTransfer, HTTP, Email
Die eigentliche Anwendung (Source Code) zählt nicht zu dieser Schicht, nutzt aber das Anwendungsprotokoll
Kabel
Koax
Twisted Pair
Glasfaser
Single Mode vs. Multi-Mode
Manche Wellenlängen reflektieren in breiterem Winkel, haben dadurch Längere Wege. -> Interferenz / Streckung & Schwächung des Signals