Rechnernetze - Prof. Dr. Heinz

Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Rechnernetze
Essen, März 2000
Prof. Dr. Heinz-Michael Winkels, FH-Dortmund
Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
Prof. Dr. Heinz-Michael Winkels, Fachbereich Wirtschaft FH Dortmund
Emil-Figge-Str. 44, D44227-Dortmund, TEL.: (0231)755-4966, FAX: (0231)755-4902
1
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Inhalt
Seite
Rechnernetze
3
Netzwerkkategorien
5
Netzwerktopologien
7
ISO/OSI-Modell
18
Lokale Netze
25
Zugang
27
Verbindungen
30
Standards
35
Intranets
41
Aufbau
45
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2
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Rechnernetze
à Zweck von Rechnernetzen
l
l
l
l
l
l
Kommunikationsverbund
Datenverbund
Funktionsverbund
Lastverbund
Leistungsverbund
Sicherheitsverbund
à Klassifikation von Rechnernetzen nach ...
l
l
l
l
l
l
Bandbreite
Reichweite
Betreiber
Übertragungsart
Protokollfamilie
Zugang
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3
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Rechnernetze: Beispiel
DATEX-PVermittlungsrechner
Nationales
DATEX-P-Netz
Netzverbindungsrechner
Brit
i
DA sches
TEX
-P Ne
Verarbeitungsrechner des
Industrieunternehmens
Datenübertragungsvorrechner
D
tz
FÜ
ng
tu
ei
-L
Datenbankrechner
Datenübertragungsvorrechner
TerminalSteuereinheit
Bildschirm in der
Patentabteilung
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4
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Netzwerk-Kategorien
Satellit
GAN
WAN
WAN
MAN
MAN
LAN
LAN
MAN
LAN
LAN
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5
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerk-Kategorien
WAN
Telekom-Netze
Internet
Nationale und internat.
Unternehmensnetze
usw.
Öffentliche Netze
Private Netze
Host
PABX
Kommunikationsserver
LAN
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6
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Netzwerktopologien
Teilstreckennetz
Diffusionsnetz
Topologie = Struktur der physikalischen (nicht virtuellen!) Verbindungen, die
zwischen den Datenstationen und Netzknoten bestehen
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7
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
Punkt- zu-PunktVerbindungen
MehrpunktVerbindungen
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8
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Busnetz
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9
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Beispiel: PC-Netz mit Bus-Struktur
Verbindung mehrerer PCs über ein Bus-Netz
(häufig mit Koaxialverkabelung).
(nach c‘t 1998)
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10
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
Sternnetz
Schleifen/Ringnetz
Baumnetz
Maschennetz
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11
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Baum-Topologie
Vermittler A
AS1
AS3
AS2
AS4
Vermittler B
AS5
AS6
AS7
Vermittler C
AS9
AS10
AS8
AS11
AS13
AS12
Vermittler D
AS14
AS n : Arbeitsstation n
AS16
AS15
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12
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Sternnetz
Zentralrechner
oder
Hub
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13
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Beispiel: PC-Netz mit Stern-Struktur
Verbindung mehrerer PCs über ein Stern-Netz (Hub/Switch mit Twisted Pair).
(nach c‘t 1998)
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Ringnetz
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15
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Ring mit sternförmiger Leitungsstruktur
Datenkabel mit je zwei
elektrischen Datenpfaden
Ringleitungsverteiler
Automatischer
Kurzschluß, wenn
- Endgerät ausgeschaltet
- Leitung unterbrochen
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Netzwerktopologien
à Ring mit Sekundär- und Tertiärleitungen
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Das ISO-OSI-Referenzmodell (Open Systems Interconnection)
à Vereinheitlichung und
Strukturierung der
Kommunikation zwischen
unterschiedlichen
Einheiten
7. Application Layer
Anwendungsschicht
Anwendungen (Dateitransfer, Post)
6. Presentation Layer
Datendarstellungsebene
Transformation von Daten
(Beispiel ASCII - EBCDIC)
5. Session Layer
Kommunikationssteuerebene
4. Transport Layer
Transportschicht
X.25
Sitzungsmanagement
Ende-zu-Ende-Verbindung,
Transportadressen
3. Network Layer
Paketvermittlungsebene
Wegewahl, Prioritäten
2. Data Link Layer
Datensicherungsschicht
Zugang, Fehlerkontrolle
1. Physical Layer
Physikalische Schicht
Übertragungsmedium und
Schnittstellen
Medium/Leitung
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... ISO-OSI: Referenz für Standards und Protokolle
Application Layer
Application
System
X.400 (Mail Handling System)
Presentation Layer
Session Layer
Transport Layer
Transport
System
Network Layer
Data Link Layer
Physical Layer
TCP,
TCP UDP
IP,
IP IPX (Novell), RIP (Routing)
TokenRing, Ethernet, FDDI
Twisted Pair, Glasfaser, RG 58
RS232C, V.24
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Das ISO-OSI-Schichtenmodell
Anwendungsinstanzen
Endsystem
Anwendersystem
Endsystem
Anwendungs7. schicht
Anwendungs7. schicht
6. Datendarstellungsschicht
6. Datendarstellungsschicht
5. Kommunikationssteuerungsschicht
5. Kommunikationssteuerungsschicht
4. Transportschicht
3. Vermittlungsschicht
Transportsystem
2. Sicherungsschicht
1. Bitübertragungsschicht
Übertragungsmedium
Transitsystem
4. Transportschicht
3. Vermittlungsschicht
2. Sicherungsschicht
1. Bitübertragungsschicht
Übertragungsmedium
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Das ISO-OSI-Referenzmodell
Endsystem
Endsystem
Anwendungsorientierte
Schichten
Transitsystem
Transportorientierte
Schichten
Übertragungsmedium
Übertragungsmedium
1. Physikalische Schicht: Mechanische und elektrische Signalübertragung (Bitebene)
2. Datenverbindung: Fehlererkennung und Fehlerkorrektur
3. Netzwerk: Netzverbindungen und Netzübergänge
4. Transport: Datenaustausch zwischen angeschlossenen Systemen
5. Dialogorganisation: Synchronisation des Datenaustausches
6. Darstellung: Präsentation der Information
7. Anwendung: Interpretation der Daten im Sinne des Absenders
Quelle: Hanwerg, H.: Telekommunikationsdienste, In: DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Normenausschuß Bürowesen
(Hrsg.): EDIFACT-Elektronischer Datenaustausch für Verwaltung, Wirtschaft und Transport. 4. Aufl., Berlin (1991). S. 21 f
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21
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Die Schichten des ISO-OSI-Referenzmodell (Teil 1)
Schicht
Name
Aufgaben
Funktionen
Dienste
Relevante
Normen
1
Bit-Übertragungs-Schicht
(physical layer)
-Übertragung von binären Informationen als
Bitstrom;
-Aktivierung/ Deaktivierung der physikalischen
Verbindung
-Aktivierung/Deaktivierung der physischen
Verbindung
-Bitübertragung
-Verwaltung der Bit-Übertragungs-Schicht
-Ungesicherte Verbindungen
-Ungesicherte Service-Data-Units
-Endpunkterkennung der ungesicherten
Verbindung
-Kennzeichnung der Datenverbindung
-Folgekontrolle
-Fehlerkontrolle
-Fehleranzeige
-Spezifische Parameter für Dienstgüte
Allgemein:
X.200; ISO 7498
Dienste:
X.211; ISO DP 1022; ISO 2110; V.10; V.22 bis
X.21
2
Sicherungs-Schicht
(data link layer)
-Gewährleistung einer fehlerfreien
Datenübertragung
-Übermittlungsabschnitt auf-/ abbauen
-Begrenzung und Synchronisation
-Folgekontrolle
-Fehlerkontrolle, -erkennung und -behebung
-Flußkontrolle
-Identifikation und Parameteraustausch
-Überwachung der physischen Verbindung
-Verwaltung der Sicherungsschicht
-Gesicherte Systemverbindung
-Gesicherte Service-Data-Units
-Endpunkterkennung der gesicherten
Systemverbindung
-Folgekontrolle
-Fehlerbenachrichtigung
-Flußkontrolle
-Spezifische Parameter für Dienstgüte
Allgemein:
X.200; ISO 7498
Dienste:
X.212; ISO DIS 8886.3
Protokolle:
ISO 3309; ISO 4335; ISO 6159; ISO 7478; ISO
7809;
ISO 7779
Quelle: Gebauer, A., Zinnecker, J.: Normen und Standards - Fundamente der zwischenbetrieblichen Integration. In: HMD 165 (1992). S. 22
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22
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Schichten des ISO-OSI-Referenzmodell (Teil 2)
Schicht
Name
Aufgaben
Funktionen
Dienste
Relevante
Normen
3
Vermittlungs-Schicht
(network layer)
-Auf-/Abbau von Teilverbindungen;
-Verknüpfen von Teilverbindungen
-Leitweglenkung/ Ersatzrouten
-Netzverbindungen
-Multiplexen der netzverbindungen
-Segmentierung und Blockbildung
-Fehlererkennung und -behebung
-Folge- und Flußkontrolle
-Beschl. Datentransfer
-Rücksetzen der netzverbindung
-Dienstauswahl
-Verwaltung der Vermittlungsschicht
-Netzadressen und -verbindungen
-Identifizierung der Verb.-Endpunkte
-Übertragung von Network-Service-Data-Units
-Benachrichtigung über irreparable Fehler
-Vorrangiger Datentransfer
-Rücksetzen
-Auflösen der netzverbindung
-Empfangsbestätigung
-Flußregelung
-Folgekontrolle
-Spezifische Parameter für Dienstgüte
Allgemein:
X.200; ISO 7498
Dienste:
X.213; ISO 8348; ISO 9068
Protokolle:
X.223; ISO 8208; ISO 8473; ISO DIS 8880
4
Transport-Schicht
(transport layer)
-Auf-/Abbau der Verbindung zw. Endgeräten;
-Fehler-End-zu-End-Kontrolle:
-Umsetzung von Namen in Netzadressen
-Errichten der Transportverbindung
-Datenübertragung
-Auflösen der Transportverbindung
-Verwaltung der Transport-Schicht
-Einrichtungsdienste
-Datenübertragungsdienste (inkl. Vorrangige
Datenübertragung)
-Auflösen der Transportverbindung
Allgemein:
X.200; ISO 7498
Dienste:
X.214; ISO 8072
Protokolle:
X.224; ISO 8073; ISO DIS 8602
Quelle: Gebauer, A., Zinnecker, J.: Normen und Standards - Fundamente der zwischenbetrieblichen Integration. In: HMD 165 (1992). S. 22
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Schichten des ISO-OSI-Referenzmodell (Teil 3)
Schicht
Name
Aufgaben
Funktionen
Dienste
Relevante
Normen
5
Kommunikationssteuerungs-Schicht
(session layer)
-Auf-/Abbau, sowie Aufrechterhaltung der
logischen Verbindung (Session)
-Zuordnen der Sitzungsverbindung zur
Transportverbindung
-Flußkontrolle der Sitzungsverbindung
-Beschleunigter Datenaustausch
-Sitzungsverbindung wiederherstellen und
auflösen
-Verwaltung der Kommunikationssteuerungsschicht
-Errichten und Auflösen der
Sitzungsverbindung
-Normaler und beschleunigter Datentransfer
-Dialogsteuerung
-Synchronisieren der Sitzungsverbindung
-Benachrichtung über irreparable Fehler
Allgemein:
X.200; ISO 7498
Dienste:
X.214
ISO 8326
Protokolle:
X.224; ISO 8327; ISO 9548
6
Darstellungs-Schicht
(presentation layer)
-Umsetzung von Daten der Anwendung in
internes Format und zurück
-Anforderung des Sitzungsaufbaus
-Datentransfer
-Abstimmung der Syntax und des Darstellungsprofils
-Umsetzung der Syntax und des Darstellungsprofils
-Formatanpassung
-Anfordern der Sitzungsdurchführung
-Daten-Syntax-Umsetzung
-Datenformatierung
-Auswahl der Syntax
-Auswahl des Darstellungsprofils
Allgemein:
X.200; ISO 7498
Dienste:
X.216; ISO DIS 8899
Protokolle:
X.226; X.409; ISO DIS 8823; ISO 8824; ISO
8825; ISO 9576
Quelle: Gebauer, A., Zinnecker, J.: Normen und Standards -Fundamente der zwischenbetrieblichen Integration. In: HMD 165 (1992). S. 22
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
24
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Lokale Netzwerke (LAN)
à Merkmale
l Durchmesser kleiner als wenige Kilometer
l Datenübertr.-Rate mindestens einige MBit/Sek.
l Ein einziger Besitzer.
à Zugangsverfahren
l Wettkampf-, Token-, Reservierungsverfahren
à Verbindung lokaler Netze
l Repeater, Bridge, Router, Gateway
à Standards für lokale Netze (IEEE 802)
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
25
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
Beispiel: LAN
INTERNET
INTERNET
INTERNET
INTERNET
ISDN 64 Kbits
WORKSTATION
WORKSTATION
HMWONE
IP: 192.168.0.2
Prozessor: PII
Realtek/Ethernet
OS: Win 98
Rechnername: HMWTWO
IP: 192.168.0.2
Prozessor: PI
Realtek/Ethernet
OS: Win 98
RAS
RAS
ISDN 64 Kbits
ISDN 64 Kbits
100 Mbits RJ 45
SERVER
SERVER
Linux
IP: 192.168.0.10
Prozessor:
NW-Karte: Realtek
OS: SUSE LINUX
NTServer
IP: 192.168.0.10
Prozessor:
NW-Karte: Realtek
OS: NT Server
100 Mbits RJ 45
100 Mbits RJ 45
10 Mbits RJ 45
HUB
10 / 100 MBits
100 Mbits RJ 45
WORKSTATION
100 Mbits RJ 45
10 Mbits Telefonleitung
10 Mbits RJ 45
Print-Server
D-Link
Fast Ethernet
HMWONE
IP: 192.168.0.2
Prozessor: PII
Realtek/Ethernet
OS: Win 98
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Zugang
à Beispiel eines Netzwerkzuganges mit Ethernet/Koaxial
Darstellung und Spezifikation eines Ethernet/Koaxial-Netzwerks
(nach c‘t 1998)
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
27
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Zugangsverfahren
à Wettkampf-Verfahren
l Merkmale
à Token-Verfahren
l Merkmal
– Alle Stationen sind gleichberechtigt.
– Alle Stationen sind gleichberechtigt.
– Es existiert kein Master;
– Es existiert kein Master.
– Es treten Kollisionen auf.
– Es treten keine Kollisionen auf.
l ALOHA-Verfahren
– (z.B. Funk)
l CSMA/CD
l TOKEN-Verfahren
– Ein Bitmuster (Sendegenehmigung)
kreist von Station zu Station.
– Carrier Sense
– Multiple Access
– Collision Detection
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
28
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Zugangsverfahren
Multiplexer
Prof. Dr. Heinz-Michael Winkels, FH-Dortmund
Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
29
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Verbindungen zwischen LANs
à Repeater/Bridges/Gateways
LAN A (Bus)
Arbeitsstationen
LAN C (Ring)
Transceiver
Repeater Gateway
Arbeitsstationen
Gateway
Bridge
LAN D (Ring)
WAN
LAN B (Bus)
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
30
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Verbindungen zwischen LANs
Anwendung
Datendarstellung
Kommunikationssteuerung
Transport
Anwendung
Repeater
Einfachste Kopplungseinheit zur
Verbindung von Rechnernetzen;
“säubert” empfangene Signale und
gibt diese verstärkt, aber unverarbeitet weiter. Die Architekturen und
Protokolle der zu verbindenden
Netze müssen völlig identisch sein
Datendarstellung
Kommunikationssteuerung
Transport
Vermittlung
Vermittlung
Sicherung
Sicherung
Bitübertragung
Segment A
LAN A
Bitübertragung
Bitübertragung
Bitübertragung
Segment B
LAN B
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
31
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Verbindungen zwischen LANs
Anwendung
Datendarstellung
Kommunikationssteuerung
Anwendung
Bridge
Kopplungseinheit zur Verbindung
von Rechnernetzen, die unterschiedliche Übertragungsmedien
benutzen, sonst aber den gleichen
Schichtaufbau aufweisen
Datendarstellung
Kommunikationssteuerung
Transport
Transport
Vermittlung
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
Segment A
LAN A
Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
Sicherungsschicht
Bitübertragung
Bitübertragung
Sicherung
Bitübertragung
Segment B
LAN B
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32
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Verbindungen zwischen LANs
Anwendung
Datendarstellung
Kommunikationssteuerung
Anwendung
Router
Kopplungseinheit zur Verbindung
von Rechnernetzen, die auf der
Vermittlungsschicht operiert; die
in jedem Datenpaket enthaltenen
Adressangaben werden zur Wegewahl benutzt (alternative Pfade)
Transport
Vermittlung
Kommunikationssteuerung
Transport
Vermittlungsschicht
Sicherung
Sicherung
Bitübertragung
Bitübertragung
Netz 1
z.B. X.25 WAN
Datendarstellung
Sicherung
Bitübertragung
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
Netz 2
z.B. Tokenring
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
33
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Verbindungen zwischen LANs
Anwendung
Anwendungsschicht
Datendarstellung
Anwendung
Datendarstellung
Datendarstellung
Datendarstellung
Kommunikationssteuerung
Kommunikationssteuerung
Transport
Transport
Transport
Transport
Vermittlung
Vermittlung
Vermittlung
Vermittlung
Sicherung
Sicherung
Sicherung
Sicherung
Bitübertragung
Bitübertragung
Kommunikationssteuerung
Netz 1
z.B. X.25 WAN
Bitübertragung
Gateway
Kommunikationssteuerung
Bitübertragung
Netz 2
z.B. Tokenring
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
34
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Standards
à IEEE 802
LAN-Standard IEEE 802
ISO/OSI
IEEE 802
Ebenen 3 - 7
LLC : Logical Link Control / 802.2
(Logische Verbindungssteuerung)
Ebene 2
(Sicherung)
CSMA/
CD
802.3
TokenBus
802.4
TokenRing
802.5
FDDI MAC : Medium Access Control
802.8 (Mediumszugangssteuerung)
Ebene 1
(Bitübertragung)
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35
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Standards
à Ethernet
l Quasi-Standard der Fa. XEROX
l Maximale Übertragungsgeschwindigkeit 10 Mbit/s
l Zugriffsverfahren CSMA/CD
l Norm IEEE 802.3 (entspricht ISO 8802-3)
l Hersteller vergeben weltweit einmalige Ethernet-Adressen
(Beispiel 0a:47:b6:23:c2:8b)
l Broadcasts (Paket an alle Stationen) sind möglich
l Jedes Paket ist für jede Station sichtbar (Sicherheit!)
Beispiele für alternative LAN-Protokolle:
Tokenring (4 und 16 Mbit/s), FastEthernet (100 Mbit/s)
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36
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Standards
à Ethernet (Forts.)
l Bus-Topologie
l Koax-Kabel oder Twisted Pair
l max. Ausdehnung 2,5 km
l max. 1024 Arbeitsstationen
l max. 4 Repeater
l Ethernet-Karten sind günstig (< ATS 1.000)
l Hersteller
– 3Com
– Western Digital.
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37
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Standards
à Dominierender LAN-Standard: Ethernet (Forts.)
Hub
Thin Wire Ethernet (10Base-2)
TP Ethernet (10Base-T)
•
•
•
•
•
•
RG-58-Verkabelung
Bus-Topologie
Hohe Fehleranfälligkeit
Twisted-Pair-Verkabelung
Stern-Topologie
Geringe Fehleranfälligkeit
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38
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Standards
à Token Ring
l entwickelt durch Fa. IBM
l Ring-Topologie
l Koaxialkabel oder Twisted Pair
l Tokenverfahren
l Übertragungsrate 4 bzw. 16 MBit/Sek.
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
39
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Standards
à FDDI (fiber distributed data interface)
l Ringtopologie
l Glasfaser
l Verwendung vorwiegend als 'backbone'
l modifiziertes Token-Verfahren
l Übertragungsrate bis 100 MBit/Sek.
l max. 500 'Arbeitsstationen', d.h. Bridges, Router oder Gateways
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
40
Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Intranets
137.208.1.1
137.208.1.8
137.208.1.9
Gateway oder Router
137.208.2.1
137.208.2.4
•
•
•
•
137.208.2.5
137.208.2.6
Jede Netzwerksoftware kennt die Adresse des Gateways
Pakete in das fremde Subnetz werden an die Ethernet-Adresse des Gateways
geschickt und von diesem abhängig von der IP-Adresse des Empfängers
weitergeleitet
Pakete im lokalen Subnetz werden direkt zugestellt
Das Gateway hat zwei Netzwerkkarten, zwei Ethernet-Adressen und zwei IPAdressen
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Rechnernetze.ppt/HMW/15.11.00
41
Rechnernetze
OSI-Modell
Anwendungsschicht
Darstellungsschicht
Lager- und Transporttechnologie
TCP/IP
Process/
Application
File Transfer
E-Mail
Terminal
Emulation
Network
Management
Layer
File Transfer
Protocol
(FTP)
Simple Mail
Transfer
Protocol
TELNET
Protocol
Simple Netw.
Management
Protocol
Komm.st.schicht
Transportschicht
Host-to-Host
Layer
Vermittlungsschicht
Internet
Layer
Sicherungsschicht
Network Access
or
Local Network
Layer
Bitübertragungsschicht
Protokoll-Implementierung
Transmission Control
Protocol (TCP)
Address
Resolution
User Datagram
Protocol (UDP)
Internet
Protocol
Internet Control
Message Protocol
Ethernet, IEEE 802, Arcnet, X.25
verdrillte Kupfer-, Koaxial- oder Glasfaserkabel
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Intranets
à Routing
Tokenring
Router
X.25
Öffentliches Netz
Router
•
Routing: Weiterleiten von Paketen über mehrere physische Netze hinweg
•
Router haben typischerweise mehrere Netzwerkschnittstellen, sind in
Einschubbauweise ausgeführt und können somit IP-Pakete zwischen
beispielsweise Ethernet, Tokenring oder öffentlichen Netzen weiterleiten
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... Lokale Netzwerke (LAN): Intranets
Address Resolution Protokoll
137.208.1.1
2a:3e:12:5f:40:2b
137.208.1.55
Internet
2a:3c:ab:27:44:1c
137.208.1.56
130.206.99.17
137.208.1.56
•
25
To: wi@dec6
Subject: Hallo Leute
Date: April 23
Howdy Folks,
•
•
Um die Ethernet-Adresse für ein ankommendes IPPaket herauszufinden, macht der Router einen
Ethernet-Broadcast an das gesamte Zielnetz
Der Rechner mit der gesuchten IP-Adresse
antwortet (ebenfalls Ethernet-Paket)
So wird dynamisch eine Adresstabelle aufgebaut
IP-Paket
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
LAN-Systeme: Aufbau
à
2 - 5 Arbeitsplätze (Clients)
l Peer-to-Peer (serverlose Vernetzung)
à 35 - 70 Arbeitsplätze (Clients)
l Direktanfrage
– LAN-Händler
– Produzenten
o z.B. IBM, SNI, HP, DEC, Madge,...
à ab 100 Arbeitsplätze (Clients)
l Ausschreibung
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... LAN-Systeme: Aufbau
à Die wichtigsten Komponenten
l Systemlinien
l Übertragungsmedien
l Netzwerkadapterkarten
l Kopplungseinheiten
l Angeschlossene Stationen
l Netzbetriebssystem
à ZUKUNFTSPERSPEKTIVEN
l ATM
l Gigabit-Ethernet
l Sonstige Hochgeschwindigkeitsnetze
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... LAN-Systeme: Aufbau
à Systemlinien
Tokenring
FRONTEND-LAN
Geschw.
Zugangsverfahren
Topologie
Vorteil
Ethernet
4 oder 16 Mbit/s
Fast-Ethernet
10 Mbit/s
10 oder 100 Mbit/s
Tokenverfahren
CSMA/CD
CSMA/CD
Ring
Bus, Stern
Stern
große Entfernungen
weit verbreitet
größere Bandbreite
FDDI
ATM
Geschw.
100 Mbit/s
155 Mbit/s Standard
Topologie
Doppelring
Stern
große Entfernungen
bis zu 800 Mbit/s möglich
BACKEND-LAN
Vorteil
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Rechnernetze
Lager- und Transporttechnologie
... LAN-Systeme: Aufbau
à Übertragungsmedien
Koaxialkabel (z.B. Ethernet)
Verdrillte Kupferkabel (z.B. Ethernet, Tokenring)
Lichtwellenleiter (z.B. FDDI)
Preis/m in DM
max. Distanz in km
Geschwindigkeit
RG 58C
100 MHz UTP
Fiberoptic
1-1,50
2-3
150-200
3
5
30
800 Mbit/s
150 Mbit/s
mehrere Gbit/s
Wichtiger als die reinen Kabelkosten sind die Arbeitskosten bei der Verlegung
von Kabelsystemen (Decken öffnen und schließen usw.)!
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Lager- und Transporttechnologie
... LAN-Systeme: Aufbau
Netzwerkadapterkarten: Fast-Ethernet 10/100 Mbits (PCI)
3Com Fast
Etherlink XL
Maxspeed
~ Speed
72,9
46,1
Accton
Digital
FastEtherpair Etherworks
Smc
Etherpower
79,7
71,2
72,8
48,2
38%
Serverbelastung
46,1
56%
Microdyne
Ne - (ISA)
17,9
45,1
33%
14,7
36%
63%
Angaben in
Mbit / s
Busmastering
Autosensing
Nway
Full Duplex
Utility / Setup
Dokumentat.
Garantie
Preis DM inkl.
+
0
+
0
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
0
+
+
-
+
-
+
0
0
5 Jahre
lebensl.
3 Jahre
5 Jahre
lebensl.
1 4 4 ,-
1 7 8 ,-
3 5 7 ,-
1 4 4 ,-
3 2 8 ,-
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Lager- und Transporttechnologie
... LAN-Systeme: Aufbau
Netzwerkadapterkarten (Forts.)
Serverbelastung: Wieviel % des Übermittlungsaufwand wird vom Server erbracht
Nnway (Autonegotiation): Adapterkarte versucht sich mit anderen Adapterkarten über
maximale Übertragungsgeschw. zu einigen (vgl. Fax, Modem)
Full Duplex: Fähigkeit der Karte, Daten gleichzeitig zu senden und zu empfangen, wenn es
die Verbindung (geswitcht = kollisionsfrei) erlaubt
Autosensing (-detection, Speedsensing): Ermittelt automatisch die korrekte
Netzwerkgeschwindigkeit (nicht standardisiertes Verfahren)
Busmastering: Fähigkeit des Adapters zum direkten Zugriff auf den PC-eigenen
Systembus. Bewirkt eine deutliche Entlastung der CPU
Bewertung:
Karte bewerkstelligt die jeweilige Funktion vollautomatisch
+
Es müssen Nachjustierungen durchgeführt werden
0
Optimierung nur manuell durchführbar
Setup / Utility: Qualität der beigelegten Installations- u. Diagnoseprogramme
Resümee: Es gibt keine gute oder schlechte Karte, es gibt nur unpassende!
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... LAN-Systeme: Aufbau
LAN-Karten
10-Mbit/s-Ethernet
100 DM
100-Mbit-Ethernet
200 DM
16/4-Mbit/s-Tokenring
300 DM
FDDI
800 DM
ATM
600 DM
1000-Mbit/s-Ethernet
2.000 - 4.000 DM
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... LAN-Systeme: Aufbau
Kopplungseinheiten
Hub-Technik
Hub segmentiert das Netz; erhöht die Leistung
des Systems; erleichtert Problemfindung
LAN-Switching
steigert die Gesamt-Bandbreite des Netzwerkes; im
Gegensatz zu herkömmlichen Hubs werden aber alle
Schnittstellen mit der vollen Leistung unterstützt
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... LAN-Systeme: Aufbau
Angeschlossene Stationen
Client-Server-Struktur
Prozessor
OS
Netzwerkk.
Festplatte
Client
133 Mhz
W indows 95
Fast Ethernet
1-2 GB
Server
200+ Mhz
W indows NT
ATM
3-4 GB
Netzbetriebssystem (NOS)
steuert und überwacht die Kommunikation und Zusammenarbeit der
angeschlossenen Stationen
Preis in US-$ (ein
Server, 100 Clients)
Fehlertoleranz
Netware
Windows NT
$4.169
$3.299
gut (hohe Sicherheit)
mittel
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... LAN-Systeme: Aufbau
à Bisherige Ethernet-Varianten und Gigabit-Ethernet im Vergleich
Ethernet
Fast Ethernet
Gigabit
Ethernet Ziele
10 Mbit/s
100 Mbit/s
1.000 Mbit/s
100 m (min)
100 m
100 m
Shielded Twisted Pair
Koaxialkabel
500 m
100 m
25 m
Multimode
Glasfaser
2 km
412 m (hd)*
2 km (vd)**
500 m
Single-mode
Glasfaser
25 km
20 km
3 km
Übertragungsrate
Kategorie 5 Unshielded
Twisted Pair
* IEEE Halb-Duplex ** IEEE Voll-Duplex
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Lager- und Transporttechnologie
... LAN-Systeme: Aufbau
à Gigabit-Ethernet
l Hochgeschwindigkeitsnetz, das Übertragungsraten bis zu 1 Gbit/s ermöglichen soll
l Erweiterung der weit verbreiteten Ethernet- und Fast-Ethernet-Verfahren und hierzu kompatibel
– Bestehende Installlationen lassen sich problemlos integrieren
l Basiert auf der Fibre-Channel-Technik, die eigentlich für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen
großen Zentraleinheiten und schneller Peripherie entwickelt wurde
l CSMA/CD als Zugangsprotokoll, nur auf Glasfaser sinnvoll
l Einsatz im Back-end-Bereich, z.B. zur Verbindung von Switches und von Servern und Switches
(derzeit nicht empfehlenswert)
l GE-Netzkarten noch sehr teuer: US-Dollar 1.500 - 2.500
l 802.3z-Arbeitsgruppe der IEEE arbeitet an einer Norm; Verfahren voraussichtlich 1998
abgeschlossen
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