Das Modem - malinet.org

Das Modem - die Schnittstelle ins Internet
Vom kalten Krieg bis zur digitalen Revolution
Melanie Lenk
[email protected]
9. Mai 2006
DNS Uni−Augsburg:
Hostname: dns1.rz.uni−augsburg.de
IP−Adresse: 137.250.254.1
Google:
Hostname: google.de
IP−Adresse: 216.239.59.104
Internet
Ebay:
Hostname: ebay.de
IP−Adresse: 66.135.192.71
Hochschul−Netz
Internet Service Provider
Telefonauskunft:
Uni−Augsburg:
Telefonanlage
Tel: 11880
Tel: 0821 / 257750
Modem
Telefonnetz
Modem
Telefonanschluss
Modem
Modemserver
Uni−Augsburg:
Hostname: ppp001.rz.uni−augsburg.de
IP−Adresse: 137.250.23.1
Modem
Personal
Computer
Telefon
Überblick
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Modem-Varianten
Bauformen und Anschluss am PC
Aufbau und Funktionsweise
Anschaffungskriterien
Das Internet
Begriffserklärung
Entstehung des Internets
Struktur des Internet
Internetprotokolle und Dienste
Gefahren im Internet
Überblick
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Modem-Varianten
Bauformen und Anschluss am PC
Aufbau und Funktionsweise
Anschaffungskriterien
Das Internet
Begriffserklärung
Entstehung des Internets
Struktur des Internet
Internetprotokolle und Dienste
Gefahren im Internet
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Motivation
I
Notwendigkeit des schnellen Informationsaustauschs
I
Verarbeitung großer Datenmengen
⇒ Datenübertragung zwischen (zwei) Computern
I
Telefonnetz (Ursprung 1880) weit verbreitet
⇒ Idee: Kommunikation der Computer über das Telefonnetz
Problem: Telefonnetz konzipiert zur Übertragung von Sprache
Lösung: Wandlung digitaler Information in Töne und zurück
→ Modem ←
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Motivation
I
Notwendigkeit des schnellen Informationsaustauschs
I
Verarbeitung großer Datenmengen
⇒ Datenübertragung zwischen (zwei) Computern
I
Telefonnetz (Ursprung 1880) weit verbreitet
⇒ Idee: Kommunikation der Computer über das Telefonnetz
Problem: Telefonnetz konzipiert zur Übertragung von Sprache
Lösung: Wandlung digitaler Information in Töne und zurück
→ Modem ←
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Motivation
I
Notwendigkeit des schnellen Informationsaustauschs
I
Verarbeitung großer Datenmengen
⇒ Datenübertragung zwischen (zwei) Computern
I
Telefonnetz (Ursprung 1880) weit verbreitet
⇒ Idee: Kommunikation der Computer über das Telefonnetz
Problem: Telefonnetz konzipiert zur Übertragung von Sprache
Lösung: Wandlung digitaler Information in Töne und zurück
→ Modem ←
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Motivation
I
Notwendigkeit des schnellen Informationsaustauschs
I
Verarbeitung großer Datenmengen
⇒ Datenübertragung zwischen (zwei) Computern
I
Telefonnetz (Ursprung 1880) weit verbreitet
⇒ Idee: Kommunikation der Computer über das Telefonnetz
Problem: Telefonnetz konzipiert zur Übertragung von Sprache
Lösung: Wandlung digitaler Information in Töne und zurück
→ Modem ←
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Modem ⇒ Modulator/Demodulator
I
I
Modulator: Modulation eines analogen Trägersignals zur
Kodierung digitaler Information
Demodulator: Dekodierung der digitalen Information durch
Demodulation des analogen modulierten Trägersignals
Digitale Information
Amplitudenmodulation
Frequenzmodulation
Phasenmodulation
0
1
0
1
1
0
0
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
1950: SAGE - Semi Automatic Ground Environment
I
Automatisches Kontrollsystem zum
Aufspüren/Verfolgen und Abfangen gegnerischer
Bomber
I
1958: IBM AN/FSQ-7 (Whirlwind II)
Röhrenrechner, 55.000 Elektronenröhren,
Ferrit-Kernspeicher, 275 Tonnen, 2.000 m 2 , 3 MW
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
1950: SAGE - Semi Automatic Ground Environment
I
Zeitpunkt der Einsetzbarkeit: Bedrohung
durch sowjetische Bomber ersetzt durch
sowjetische Raketen
⇒ SAGE gänzlich ungeeignet
I
wesentlicher Einfluss auf Entwicklung von
Computersystemen, Echtzeitverarbeitung
von Informationen und der Vernetzung durch
Modems
I
1957: IBM / American Airlines mini-SAGE,
zentralisierter Vertrieb von Flugtickets
Terminals ← Modem → Zentralrechner
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
AT&T - American Telephone & Telegraph Corporation
I
nordamerikanischer
Telekommunikationskonzern
I
Monopolstellung in USA und Kanada
Nur AT&T Geräte durften elektrisch mit
dem Netzwerk verbunden werden
I
I
I
I
I
1958: 2 digital subset Geräte
1960: 202 Data-Phone:
halbduplex, asynchron
1962: 201A/B Data-Phone:
halbduplex, synchron, PSK, 2000 bps
(std. Telefonleitung) /
vollduplex, synchron, PSK, 2400 bps
(4 Adern)
1962: 103A Data-Phone:
vollduplex, FSK, 300 bps
(std. Telefonleitung)
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Der Akustikkoppler und Geräte anderer Hersteller
I
AT&T Monopol ⇒ Akustikkoppler
I
I
I
I
I
I
Kopplung elektrischer Signale durch
akustische Signale
Lautsprecher am Mikrofon des
Telefonhörers
Mikrofon am Lautsprecher des
Telefonhörers
⇒ Übertragung von Signalen in beiden
Richtungen
1968: Gerichtsurteil, Erlaubnis für nicht-AT&T Geräte
(komplexe/teure Tests)
⇒ Akustikkoppler bis 1980 weit verbreitet
1972: Vadic VA3400
vollduplex, 1200 bps, std. Telefonleitung
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Das Smartmodem
I
1981: Hayes Communications
I
I
I
I
I
I
Std. Modemchip + Befehls-Controller
Modem im data oder command mode
data mode:
Daten werden zum Modem der Gegenstelle
gesendet
command mode:
Daten werden als Befehle (AT-Befehlssatz)
interpretiert und ausgeführt
⇒ Modem kann selbstständig wählen bzw. abheben
Hayes command set (AT-Befehlssatz) bis heute Basis
computergesteuerter Modems
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Zunahme der Übertragungsraten
I
bis Mitte 80er:
300 und 1200 bps, Akustikkoppler weicht dem Smartmodem
I
Späte 80er:
2400 bps, Modems unterstützen alle Standards
I
Minitel: Französischer Vidiotext Online Service
hohe/niedrige Geschwindigkeit für Empfang/Versand von
Daten
I
1984: Trailblazer Modems bis zu 19.000 bps
Dynamische Geschwindigkeit für Empfang/Versand
(Aushandlung durch einen extra Kanal je nach Bedarf)
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Zunahme der Übertragungsraten
I
Ende 80er: 9600 bps v.32 Standard (Echounterdrückung)
I
1994: 28.800 bps v.34 Standard
Modemchip ersetzt durch ”flexiblere” DSP und Microcontroller
Lösungen (Kompatibilität zu anderen Standards)
I
1996: 56k v.90 Standard
I
I
I
Einführung des digitalen Telefonnetzes seit 1990
⇒ 16 bit Sprachsample, Samplingrate 4 kHz
⇒ Datendurchsatz von 64 kbps
Ein Bit Kommando pro Byte
⇒ realer Datendurchsatz von 56 kbps
digitale Leitung ⇒ AD/DA-Wandlung wenig sinnvoll
⇒ v.91 Standard, vollständig digital
(Entwicklung ausgestorben auf Grund von ADSL und
Kabelmodems)
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Deutsche Post - Modems in Deutschland
I 1983: BTX, Bildschirmtext
I Bis Mitte 1980 nur posteigene Modems erlaubt
I Modem als Netzabschluss
⇒ Hoheitsbereich der staatlichen Deutschen Bundespost
I Zunahme privater Modems (schneller, billiger)
⇒ Modem-Monopol nicht länger aufrechterhaltbar
Das Modem
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Standleitungsmodems (Anfang 1990)
I
xDSL-Modem: Digital Subscriber Line
NTBBA: Network Termination Broadband Access
(Netzabschluss für Breitbandzugang)
I
I
I
Datenübertragung über digitale Teilnehmeranschlussleitung
hochfrequentes Signal ⇒ starke Dämpfung ⇒ Reichweite
begrenzt (3 km)
Kabelmodem
Datenübertragung über das TV-Kabelnetz
Das Modem
Modem-Varianten
Man unterscheidet folgende Modemtypen:
I
Telefonmodems
Angepasst an die Besonderheiten des Telefonnetzes
I
I
I
I
I
I
Standleitungsmodems
Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu fester Vermittlungsstelle
I
I
I
I
Akustikkoppler
Smartmodem
Faxmodem
Voicemodem
Soft/Winmodem
xDSL-Modem
Kabelnetz-Modem
Funkmodems
selbes Prinzip: digitale Information → analoges Radiosignal
Stromleitungsmodem
Modulation von Datensignalen auf die Stromleitung
Das Modem
Modem-Varianten
Das Softmodem bzw. Winmodem
I
Modem mit stark abgespeckter/reduzierter Hardware
I
Fehlende Hardwarefunktionalität auf Software (Treiber)
ausgelagert
I
Onboard Soundhardware ersetzt analoge Koponente des
Modems
I
⇒ billiger/flexibler als herkömmliche Modems
I
I
⇒ höhere CPU Auslastung für nichttriviale Tonerzeugung
(z.B. schlecht für Onlinegaming)
⇒ stark abhängig vom Treiber (Betriebssystem(version))
Das Modem
Modem-Varianten
Das Softmodem bzw. Winmodem
I
Modem mit stark abgespeckter/reduzierter Hardware
I
Fehlende Hardwarefunktionalität auf Software (Treiber)
ausgelagert
I
Onboard Soundhardware ersetzt analoge Koponente des
Modems
I
⇒ billiger/flexibler als herkömmliche Modems
I
I
⇒ höhere CPU Auslastung für nichttriviale Tonerzeugung
(z.B. schlecht für Onlinegaming)
⇒ stark abhängig vom Treiber (Betriebssystem(version))
Das Modem
Modem-Varianten
Das Funkmodem
I
Funkmodems notwendig für digitale
Datenübertragung durch die Luft
I
Modulation digitaler Signale auf analoges
Radiosignal
I
Beispiele: WiFi Standard (IEEE 802.11,
WLAN), Mobilfunk (GSM), GPS, DVB-S/T
Das Stromleitungsmodem
I
I
Modulation digitaler Datensiganle auf die Stromleitung
Beispiele:
I
I
Rundsteuertechnik der Energieversorgungsunternehmen
(Umschaltung der Stromzähler auf Tag/Nacht)
Babyfon, Homeplug (störungsanfällig, abhörbar)
Das Modem
Modem-Varianten
Das Funkmodem
I
Funkmodems notwendig für digitale
Datenübertragung durch die Luft
I
Modulation digitaler Signale auf analoges
Radiosignal
I
Beispiele: WiFi Standard (IEEE 802.11,
WLAN), Mobilfunk (GSM), GPS, DVB-S/T
Das Stromleitungsmodem
I
I
Modulation digitaler Datensiganle auf die Stromleitung
Beispiele:
I
I
Rundsteuertechnik der Energieversorgungsunternehmen
(Umschaltung der Stromzähler auf Tag/Nacht)
Babyfon, Homeplug (störungsanfällig, abhörbar)
Das Modem
Bauformen und Anschluss am PC
Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
I
Externe Modems
I
I
Smart/Fax/Voicemodem:
RS232 (serielle Schnittstelle), USB
xDSL/Kabel: Ethernet, USB
I
Steckkartenmodem
PCI, ISA, PCMCIA, proprietäre Sockel
I
Onboard Modem
Das Modem
Bauformen und Anschluss am PC
Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
I
Externe Modems
I
I
Smart/Fax/Voicemodem:
RS232 (serielle Schnittstelle), USB
xDSL/Kabel: Ethernet, USB
I
Steckkartenmodem
PCI, ISA, PCMCIA, proprietäre Sockel
I
Onboard Modem
Das Modem
Bauformen und Anschluss am PC
Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
I
Externe Modems
I
I
Smart/Fax/Voicemodem:
RS232 (serielle Schnittstelle), USB
xDSL/Kabel: Ethernet, USB
I
Steckkartenmodem
PCI, ISA, PCMCIA, proprietäre Sockel
I
Onboard Modem
Das Modem
Bauformen und Anschluss am PC
Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
I
Externe Modems
I
I
Smart/Fax/Voicemodem:
RS232 (serielle Schnittstelle), USB
xDSL/Kabel: Ethernet, USB
I
Steckkartenmodem
PCI, ISA, PCMCIA, proprietäre Sockel
I
Onboard Modem
Das Modem
Bauformen und Anschluss am PC
Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
I
Externe Modems
I
I
Smart/Fax/Voicemodem:
RS232 (serielle Schnittstelle), USB
xDSL/Kabel: Ethernet, USB
I
Steckkartenmodem
PCI, ISA, PCMCIA, proprietäre Sockel
I
Onboard Modem
Das Modem
Bauformen und Anschluss am PC
Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
I
Externe Modems
I
I
Smart/Fax/Voicemodem:
RS232 (serielle Schnittstelle), USB
xDSL/Kabel: Ethernet, USB
I
Steckkartenmodem
PCI, ISA, PCMCIA, proprietäre Sockel
I
Onboard Modem
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Aufgaben des Modems
I
Schnittstelle zur Telefonleitung
I
Kontrolle über die Telefonleitung übernehmen (go off-hook)
I
Rufaufbau durch Wählen der Telefonnummer
I
Einigung auf gemeinsame Sprache (Protokoll) mit Modem der
Gegenstelle
I
Umwandlung digitaler Daten in analoge Signale und
umgekehrt (für Kommunikation über die Telefonleitung)
I
Übertragen und Empfangen von Daten
I
Terminieren der Verbindung (go on-hook)
⇒ Ziel: exakte Übertragung von Daten in angemessener Zeit
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Aufgaben des Modems
I
Schnittstelle zur Telefonleitung
I
Kontrolle über die Telefonleitung übernehmen (go off-hook)
I
Rufaufbau durch Wählen der Telefonnummer
I
Einigung auf gemeinsame Sprache (Protokoll) mit Modem der
Gegenstelle
I
Umwandlung digitaler Daten in analoge Signale und
umgekehrt (für Kommunikation über die Telefonleitung)
I
Übertragen und Empfangen von Daten
I
Terminieren der Verbindung (go on-hook)
⇒ Ziel: exakte Übertragung von Daten in angemessener Zeit
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Einschub: technische Grundlagen des Telefonnetzes
I
entworfen für Sprachübertragung
I
analoges Signal (300 Hz - 3.4 kHz) über zweiadriges
Kupferkabel
I
Teilnehmeranschlussleitung durch Vermittlungsstelle mit
Telefonnetzwerk verbunden
I
Speisung durch 60 Volt Batterie
⇒ Probleme im Telefonnetz
I
Signalverzögerungen
I
Echosignale
I
unterschiedliche Signalpegel (Rauschen)
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Einschub: technische Grundlagen des Telefonnetzes
I
entworfen für Sprachübertragung
I
analoges Signal (300 Hz - 3.4 kHz) über zweiadriges
Kupferkabel
I
Teilnehmeranschlussleitung durch Vermittlungsstelle mit
Telefonnetzwerk verbunden
I
Speisung durch 60 Volt Batterie
⇒ Probleme im Telefonnetz
I
Signalverzögerungen
I
Echosignale
I
unterschiedliche Signalpegel (Rauschen)
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Funktioneller Aufbau des Modems
Modem
Telefonnetz
I
AFE
DSP
Data Access Arrangement
Schnittstelle: Modem ↔ Telefonnetz
I
I
I
I
I
DAA
galvanische Entkopplung vom Telefonnetz
Erkennung des Klingeltons
Erkennung des CallerID Signals
Ausführung des Abhebe- und Auflegevorganges
Analog Front End
Modem Coder/Decoder (modem codec)
I
I
Modem
Control
Analog-Digital-Wandlung (ADC)
Digital-Analog-Wandlung (DAC)
Terminal
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Funktioneller Aufbau des Modems
Modem
Telefonnetz
I
AFE
DSP
Data Access Arrangement
Schnittstelle: Modem ↔ Telefonnetz
I
I
I
I
I
DAA
galvanische Entkopplung vom Telefonnetz
Erkennung des Klingeltons
Erkennung des CallerID Signals
Ausführung des Abhebe- und Auflegevorganges
Analog Front End
Modem Coder/Decoder (modem codec)
I
I
Modem
Control
Analog-Digital-Wandlung (ADC)
Digital-Analog-Wandlung (DAC)
Terminal
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Funktioneller Aufbau des Modems
Modem
Telefonnetz
I
AFE
DSP
Data Access Arrangement
Schnittstelle: Modem ↔ Telefonnetz
I
I
I
I
I
DAA
galvanische Entkopplung vom Telefonnetz
Erkennung des Klingeltons
Erkennung des CallerID Signals
Ausführung des Abhebe- und Auflegevorganges
Analog Front End
Modem Coder/Decoder (modem codec)
I
I
Modem
Control
Analog-Digital-Wandlung (ADC)
Digital-Analog-Wandlung (DAC)
Terminal
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Funktioneller Aufbau des Modems
Modem
Telefonnetz
I
AFE
DSP
Modem
Control
Terminal
Digital Signal Processor
Spezieller Mikroprozessor optimiert für mathematische
Operationen (FFT: Zeit → Frequenzdarstellung)
I
I
I
DAA
Rauschunterdrückung
Modulation/Demodulation (Daten ↔ Trägersignal)
Modem Control
Schnittstelle zum Terminal
I
I
I
I
Steuerung des DSP
Interpretation der AT-Kommandos
Fehlerkorrektur
Datenkompression
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Funktioneller Aufbau des Modems
Modem
Telefonnetz
I
AFE
DSP
Modem
Control
Terminal
Digital Signal Processor
Spezieller Mikroprozessor optimiert für mathematische
Operationen (FFT: Zeit → Frequenzdarstellung)
I
I
I
DAA
Rauschunterdrückung
Modulation/Demodulation (Daten ↔ Trägersignal)
Modem Control
Schnittstelle zum Terminal
I
I
I
I
Steuerung des DSP
Interpretation der AT-Kommandos
Fehlerkorrektur
Datenkompression
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Speziell xDSL:
I
Frequenzbereich Telefonnetz (analog/ISDN): 300 Hz - 3.4 kHz
I
Frequenzbereich xDSL: 138 kHz - 1.04 MHz (VDSL 30 Mhz)
I
Beide Frequenzbereiche teilen sich den Kupferdraht
⇒ benötigte Hardware:
I
BBAE, Breitbandanschlusseinheit (Splitter)
I
Trennung bzw. Zusammenfügen der Frequenzbereiche
(Tiefpassfilter)
Das Modem
Aufbau und Funktionsweise
Speziell xDSL:
I Frequenzbereich Telefonnetz (analog/ISDN): 300 Hz - 3.4 kHz
I Frequenzbereich xDSL: 138 kHz - 1.04 MHz (VDSL 30 Mhz)
I Beide Frequenzbereiche teilen sich den Kupferdraht
⇒ benötigte Hardware:
I
I
BBAE, Breitbandanschlusseinheit (Splitter)
Trennung bzw. Zusammenfügen der Frequenzbereiche
(Tiefpassfilter)
Das Modem
Anschaffungskriterien
Vorgehensweise
1. Verfügbarkeit von xDSL prüfen (x=A)
I
I
Modem/Splitter meist kostenlos vom Anbieter zur Verfügung
gestellt
Anschlussgebühr 10 - 15 Euro, Flatrate: 10 - 20 Euro
2. Alternative 1: skyDSL
I
I
I
Empfang via Satelitenreceiver
Rückkanal über 56k/ISDN (evtl. versteckte Kosten)
teure Hardware nötig (Schüssel, LNB, DVB-S Karte)
3. Alternative 2: 56k/ISDN
I
I
sehr langsam
kein Flatrate-Angebot vorhanden
(Achtung: Telefonflat darf dafür nicht genutzt werden)
DNS Uni−Augsburg:
Hostname: dns1.rz.uni−augsburg.de
IP−Adresse: 137.250.254.1
Google:
Hostname: google.de
IP−Adresse: 216.239.59.104
Internet
Ebay:
Hostname: ebay.de
IP−Adresse: 66.135.192.71
Hochschul−Netz
Internet
Service
Provider
Uni−Augsburg:
Telefonauskunft:
11880
Tel:
Telefonanlage
Tel:
0821
/ 257750
Modem
Telefonnetz
Telefonanschluss
Modem
Modem
Modemserver
Uni−Augsburg:
Hostname: ppp001.rz.uni−augsburg.de
Modem
IP−Adresse: 137.250.23.1
Personal
Computer
Telefon
Überblick
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Modem-Varianten
Bauformen und Anschluss am PC
Aufbau und Funktionsweise
Anschaffungskriterien
Das Internet
Begriffserklärung
Entstehung des Internets
Struktur des Internet
Internetprotokolle und Dienste
Gefahren im Internet
Das Internet
Begriffserklärung
Interconnected Networks
I
öffentlich zugängliches weltweites Netzwerk
I
Verbund vieler voneinander unabhängiger Netzwerke (Router)
I
standardisierte Kommunikation, Internetprotokoll (IP)
Nicht zu verwechseln mit dem World Wide Web (WWW)
Das Internet
Begriffserklärung
Interconnected Networks
I
öffentlich zugängliches weltweites Netzwerk
I
Verbund vieler voneinander unabhängiger Netzwerke (Router)
I
standardisierte Kommunikation, Internetprotokoll (IP)
Nicht zu verwechseln mit dem World Wide Web (WWW)
Das Internet
Entstehung des Internet
Folgen des kalten Krieges ( 1950/60)
I
UdSSR: Sputnik, erste unbemannte Weltraummission
I
US: Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)
I
I
I
Weiterentwicklung von SAGE
(erstes vernetztes landesweites Radar System)
verteiltes Kommunikationssystem
(Sicherstellung störungsfreier Kommunikation im Falle eines
Atomkrieges)
J.C.R. Licklider (1960):
Notwendigkeit eines globalen universellen Netzwerkes
→ L. Roberts, P. Baran (MIT): packet switching
packet switching: (Verfahren zur Speichevermittlung im Netzwerk)
Unterteilung langer Nachrichten in kleine Datenpakete
(Datagramm)
Das Internet
Entstehung des Internet
Vom Militärprojekt zur zivilen Nutzung
I
1969: ARPANET, 4 Forschungseinrichtungen vernetzt
I
Entwicklung von C und Unix
→ neue Kommunikationsanwendungen und Protokolle (RFC)
I
I
1984: Zweitelung des ARPANET:
→ militärisches Military Network (MILNET)
→ wissenschaftliches ARPANET
Europa:
→ Eunet (Niederlande, Dänemark, Schweden England)
→ Datex-P (Deutsche Bundespost)
Buchtipp: Clifford Stoll, Das Kuckuksei.
Das Internet
Struktur des Internet
Klassifizierung von Netzwerken
I
LAN (Local Area Network):
I
I
I
I
I
geographisch auf ein Gelände begrenztes Netzwerk
meist keine Nutzung von Leitungen öffentlicher Anbieter
Netz unterliegt selbstständiger Aufsicht
MAN (Metropolitan Area Network):
regionale Ausdehnung auf ein Ballungszentrum
WAN (Wide Area Network):
I
I
I
Weitverkehrsnetz
unbegrenzte geographische Ausdehnung
öffentliche Leitungen zur Übertragung
Internet: Zusammenschluss der verschiedenen Netzwerke über
leistungsstarke Verbindungen (Backbones) an sogenannten
Internetknoten (Bsp: DE-CIX, Frankfurt am Main)
Das Internet
Struktur des Internet
Klassifizierung von Netzwerken
I
LAN (Local Area Network):
I
I
I
I
I
geographisch auf ein Gelände begrenztes Netzwerk
meist keine Nutzung von Leitungen öffentlicher Anbieter
Netz unterliegt selbstständiger Aufsicht
MAN (Metropolitan Area Network):
regionale Ausdehnung auf ein Ballungszentrum
WAN (Wide Area Network):
I
I
I
Weitverkehrsnetz
unbegrenzte geographische Ausdehnung
öffentliche Leitungen zur Übertragung
Internet: Zusammenschluss der verschiedenen Netzwerke über
leistungsstarke Verbindungen (Backbones) an sogenannten
Internetknoten (Bsp: DE-CIX, Frankfurt am Main)
Das Internet
Struktur des Internet
Klassifizierung von Netzwerken
I
LAN (Local Area Network):
I
I
I
I
I
geographisch auf ein Gelände begrenztes Netzwerk
meist keine Nutzung von Leitungen öffentlicher Anbieter
Netz unterliegt selbstständiger Aufsicht
MAN (Metropolitan Area Network):
regionale Ausdehnung auf ein Ballungszentrum
WAN (Wide Area Network):
I
I
I
Weitverkehrsnetz
unbegrenzte geographische Ausdehnung
öffentliche Leitungen zur Übertragung
Internet: Zusammenschluss der verschiedenen Netzwerke über
leistungsstarke Verbindungen (Backbones) an sogenannten
Internetknoten (Bsp: DE-CIX, Frankfurt am Main)
Das Internet
Struktur des Internet
Klassifizierung von Netzwerken
I
LAN (Local Area Network):
I
I
I
I
I
geographisch auf ein Gelände begrenztes Netzwerk
meist keine Nutzung von Leitungen öffentlicher Anbieter
Netz unterliegt selbstständiger Aufsicht
MAN (Metropolitan Area Network):
regionale Ausdehnung auf ein Ballungszentrum
WAN (Wide Area Network):
I
I
I
Weitverkehrsnetz
unbegrenzte geographische Ausdehnung
öffentliche Leitungen zur Übertragung
Internet: Zusammenschluss der verschiedenen Netzwerke über
leistungsstarke Verbindungen (Backbones) an sogenannten
Internetknoten (Bsp: DE-CIX, Frankfurt am Main)
Das Internet
Struktur des Internet
Klassifizierung von Netzwerken
I
LAN (Local Area Network):
I
I
I
I
I
geographisch auf ein Gelände begrenztes Netzwerk
meist keine Nutzung von Leitungen öffentlicher Anbieter
Netz unterliegt selbstständiger Aufsicht
MAN (Metropolitan Area Network):
regionale Ausdehnung auf ein Ballungszentrum
WAN (Wide Area Network):
I
I
I
Weitverkehrsnetz
unbegrenzte geographische Ausdehnung
öffentliche Leitungen zur Übertragung
Internet: Zusammenschluss der verschiedenen Netzwerke über
leistungsstarke Verbindungen (Backbones) an sogenannten
Internetknoten (Bsp: DE-CIX, Frankfurt am Main)
Das Internet
Struktur des Internet
resultierende Eigenschaften des dezentralen
Netzwerks:
⇒ mehrere mögliche Verbindungswege
⇒ Ausfallsicher
beteiligte Netzwerke:
I
kommerzielle Firmennetzwerke
I
wissenschaftliche Netzwerke:
Universitäten, Forschungseinrichtungen
I
Providernetzwerke
I
Regierungsnetzwerke
Das Internet
Internetprotokolle und Dienste
Das ISO/OSI Referenzmodell Schichtenmodell für die Kommunikation offener, informationsverarbeitender Systeme
Das Internet
Internetprotokolle und Dienste
Das Ethernet
I
Bitübertragungsschicht:
Bewerkstelligung digitaler Bitübertragung auf
leitungsgebundene/leitungslose Übertragungsstrecke
I
Sicherungsschicht:
Aufteilen des Bitdatenstromes in Blöcke mit Folgenummer
und Prüfsumme
⇒ fehlerfreie Übertragung + Zugriff auf Übertragungsmedium
I
I
global eindeutige MAC-Adresse (6x8 Bit Schlüssel)
CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection):
Regelung des gemeinsamen Zugriffs vieler Systeme auf ein
Übertragungsmedium
Das Internet
Internetprotokolle und Dienste
Internet Protocol (IP)
I
Vermittlungsschicht des OSI-Modells
I
unabhhängig vom Übertragungsmedium
(Bsp: eingekapselt in Ethernet Frame)
I
global eindeutige IP-Adresse (IPv4: 4x8 Bit, IPv6: 8x16 Bit)
I
Vergabe der Adressen durch die Internet Corporation for
Assigned Names and Numbers (ICANN)
I
logische Gruppierung durch Subnetzmasken
I
Wegewahl/Weiterleitung von Datenpaketen
(Routing/Forwarding) zwischen Netzknoten
I
Grundlage des Internet
Das Internet
Internetprotokolle und Dienste
IP basierende Dienste:
I
RIP (Routing Internet Protocol):
Distanzvektor-Algorithmus zur dynamischen Erstellung der
Routingtabelle
(Netzwerk-Router Kombination + Kosten)
I
ARP (Adress Resolution Protocol):
Auflösung von MAC in IP-Adressen
I
DNS (Domain Name System):
I
I
I
Umsetzung von Domainnamen in IP-Adressen (lookup)
und umgekehrt (reverse lookup)
Namensauflösung früher: ’hosts’-Datei
Das Internet
Internetprotokolle und Dienste
Transmission Control Protocol
I
Transpotschicht des OSI-Modells
I
setzt auf IP auf
I
zuverlässiges, verbindungsorientiertes Transportprotokoll
I
Bereitstellung eines virtuellen Kanals zwischen zwei
Endpunkten (Socket)
I
Segmentierung von Datenpaketen und Stauvermeidung
User Datagram Protocol
I
einfaches, minimales, verbindungsloses Netzprotokoll
I
keine Sicherung der Datenübertragung
I
Entstanden aus Entwicklung der Sprachübertragung
Das Internet
Internetprotokolle und Dienste
Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
I Anwedndungsschicht im OSI-Modell
I Kommunikationsschema für Dateiübertragung zwischen zwei
Rechnern
I zustandsloses Protokoll (Anfrage, Antwort, Verbindungsende)
World Wide Web: wichtigster Dienst des HTTP(S)-Protokolls
Simple Mail Transfer Protocol
I textbasiertes Protokoll
I keine Authentifizierung des Absenders (später ESMTP)
I hauptsächlich genutzt zur Einspeisung und Weiterleitung von
E-Mails
Aber: spezialisiertere Protokolle zum Abholen von Nachrichten
(POP3, IMAP)
Das Internet
Gefahren im Internet
Viren und Würmer
I
passiver/aktiver, sich selbst weiter verbreitender
Programmcode
I
Verbreitung vorallem durch E-Mails
I
M$ Administrator Benutzer leben gefährlich
Spoofing
I
ursprünglich:
Verschleierung der eigenen Identität
I
heute:
Methoden zur Untergrabung von Authentifizierungsverfahren
I
ARP/DNS/IP/Mail/URL - Spoofing
I
unter anderem zur Realisierung von
Man-In-The-Middle-Angriffen
Das Internet
Gefahren im Internet
Angriffe auf Dienste eines Servers (Dienstanbieter)
I
Denial of Service Attacken (DoS)
primitiv: Überlastung eines Serverdienstes durch hohe Anzahl
von Anfragen
I
Distributed DoS (DDoS)
cleverer: koordiniertes, verteiltes Anfragen des Dienstes (etwa
durch Würmer)
I
Distributed Reflected DoS (DRDoS)
ultimativ: Anfragen mit gefälschter Absenderadresse eines
regulären Dienstanbieters
⇒ Antworten der Anfrage stellen DoS-Attacke dar
⇒ fast nicht nachvollziehbar für das Opfer
Das Internet
Gefahren im Internet
Angriffe auf Dienste eines Servers (Dienstanbieter)
Buffer Overflow Attacken (BOF)
I
Speicherüberlauf durch Programmfehler
(zu große Datenmengen in dafür zu kleinen Speicherbereich)
I
Ausführen von bösen Maschinencode:
Überschreiben der Rücksprungadresse eines Unterprogramms
mit Code
Abhilfe:
I
M$ Server vermeiden (viele bekannte Exploits)
I
Nicht-PC-Hardware als Firewall
(viele BOF-Implementationen auf x86 Architektur)
I
regelmäßige Updates der Server Programme
Zusammenfassung
Das Modem
Motivation und Begriffserklärung
Geschichtliche Entwicklung des Modems
Modem-Varianten
Bauformen und Anschluss am PC
Aufbau und Funktionsweise
Anschaffungskriterien
Das Internet
Begriffserklärung
Entstehung des Internets
Struktur des Internet
Internetprotokolle und Dienste
Gefahren im Internet
DNS Uni−Augsburg:
Hostname: dns1.rz.uni−augsburg.de
IP−Adresse: 137.250.254.1
Google:
Hostname: google.de
IP−Adresse: 216.239.59.104
Internet
Ebay:
Hostname: ebay.de
IP−Adresse: 66.135.192.71
Hochschul−Netz
Internet Service Provider
Telefonauskunft:
Uni−Augsburg:
Telefonanlage
Tel: 11880
Tel: 0821 / 257750
Modem
Telefonnetz
Modem
Telefonanschluss
Modem
Modemserver
Uni−Augsburg:
Hostname: ppp001.rz.uni−augsburg.de
IP−Adresse: 137.250.23.1
Modem
Personal
Computer
Telefon
Danke für die Aufmerksamkeit
Folien/Skript/Abbildungen: http://malinet.org/talks/modem/
(wie Ihr da hinkommt wisst Ihr ja nun ...)
GET /fragen.txt HTTP/1.1