5. OSI Referenzmodell der ISO 5.1. Einteilung in Schichten Architektur, Aufgabenverteilung & Protokolle in Kommunikationsyst. Gruppierung zusammengehöriger Funktionen in sieben Schichten. CCITT / ITU Empfehlung I.320 & X.200. CCITT = "Comitée Consultativ International Télégraphique et Téléphonique", ITU = "International Telecommunications Union". ISO = "International Standards Organisation". OSI = "Open Systems Interconnection". Virtuelle Kommunikation Austausch einzelner Ebenen erleichtern: - Microsoft Netzwerk, Novell Netzwerk, Apple Netzwerk, Internet, 802.x ... Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, "Veredelung" des Dienstes - Anwender 7 6 5 4 3 2 1 Physikalische Kommunikation 1 5.2. Die 7 Schichten des OSI-Modells Anwendungsschicht (A - Application): - Remote Method/Procedure Invocation, - Verteilte Dateisysteme, - Internet-Dienste ... #7 Darstellungsschicht (P - Presentation): - Anpassen der Informationsdarstellung, - Verschlüsselung, - Kompression. #6 Sitzungsschicht (S - Session): - Authentifizierung & Zugangberechtigung, - Rederechtvergabe. Transportschicht (T - Transport): - Empfangsbestätigung vom Adressaten, - Aufbrechen langer Nachrichten, - Reihenfolge der Nachrichten. Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, #5 #4 2 Vermittlungsschicht (N - Network): - Paketübertragung über mehrere Knoten hinweg, Wahl des Pfades zum Empfänger, Dienstequalität bereitstellen, Routing. #3 Sicherung- & Mediazugang (DL - Data Link): - Absicherung gegen Übertragungsfehler, - separate Zugangsschicht bei LANs, - Punkt-zu-Punkt Übertragung. #2 Bitübertragungsschicht (Ph - Physical): - Übertragungsmedium, Rahmenbildung, Signalpegel, Codierung, Taktung. Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, #1 3 5.3. Dienste-Schnittstelle Elementtyp eines Protokolldienstes: - Req (Request, Anforderung vom Klienten), Rsp (Response, Antwort vom Klienten), Ind (Indication, Anzeige vom Dienst), Cnf (Confirmation, Bestätigung vom Dienst) Grundmuster für viele Protokolle. Typ ist neben anderen Informationen im Nachrichtenkopf codiert. Confirmation Request Klient Response Indication (N) - Dienst Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 4 5.4. Dienstprimitive = Dienstleistungfunktionen der Schicht N. (N) - Dienstprimitive: (N) - Dienstprimitiven - Connect.< Elementtyp > - Disconnect.< Elementtyp > - Data.< Elementtyp > - UnitData.< Elementtyp > N Connect assoziert zwei Endpunkte zu einer Verbindung (mind. zwei). UnitData.Indication und UnitData.Request nur für verbindungslose Kommunikation. Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 5 5.4.1 Beispiel für (N)-Dienstprimitive: Konkret für (N) im ISO OSI Referenzmodell: - A / P / S / T / N / DL / Ph - Schicht . AP Connect Req S Rsp T - Disconnect . Ind Data N UnitData Cnf DL Ph T-Connect.Req Beispielszenarium => T-Connect.Cnf T-Data.Req ( Datenpakete werden normalerweise noch bestätigt) Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, T-Disconnect.Req Netz T-Connect.Ind T-Connect.Rsp T-Data.Ind T-Disconnect.Ind 6 5.5. Dienstezugangspunkte (SAP) Partner-Protokolle zw. Instanzen auf derselben Ebene (Peer-to-Peer): - Protokollzustände der Ebene N speichern, - Ergänzung durch Meldungsköpfe (H), - N-Protokolldateneinheiten (N-PDU). - Schnittstellen zwischen Ebenen: - Schnittstellen-Steuerinformation (ICI). Schnittstellen-Dateneinheiten (IDU), Dienstdateneinheiten (SDU), Dienstzugangspunkte (SAP), Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 7 - 5.6. Peer-to-Peer Kommunikation - Protokolle Vereinbarung/Regel über Ablauf der Kommunikation zwischen Instanzen derselben Ebene in verschiedenen Knoten. Dienst-Primitive welche von Schicht N eine Leistung anfordern, werden in vereinbartes Headerformat übersetzt. Instanzen der Schicht N kapseln Zustandsinformation des Protokolles: - Sequenznummern, - Adressen, - Puffer ... - n, m n, m Nicht zu verwechseln mit Peer-to-Peer Netzen als Alternative zu ClientServer Szenarien. Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 8 - Kritik des OSI Referenzmodells Managementfunktion nicht dargestellt => OSI-Modell dient dem Verständnis, hilft aber weniger bei der Implementierung. Die Aufmerksamkeit liegt zu sehr bei niedrigen Kommunikationsaufgaben. Grundfunktionen sind oft in mehreren Schichten repliziert. Realität passt nicht auf das OSI-Modell. Warum nicht ein Margueriten-Modell? - Management & OS 5.7. Zentrales Dispatchermodul für Aufrufe, Blütenblätter als Funktionsmodule, Stengel als Kommunikationskanal, Nachrichten zwischen den Systemfunktionen herumreichen: Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 9 5.8. Internet-Protokollhierarchie Vier Schichten anstelle von im OSI-Referenzmodell. Historisch gewachsen in der Unix-Kultur. Keine 1:1 Abbildung möglich. Vier Internet Schichten: - Anwendungsprotokolle, End-zu-End Ebene, Netzwerk/Routing, LLC Link-Ebene. Die oberste Schicht umfasst: - OSI Application/Presentation/Session. OSI Link Ebene spaltet sich in: - LLC Link Layer Control - MAC Media Access Control. IEEE 802.x Standard: - Gemeinsames Link Protokoll 802.2 - Versch. MAC/PHY: 802.3 .. 802.16 Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 10 Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 11 5.8.1 TCP / IP Protokollfamilie UDP - User Datagram Protocol: - Verbindungsaufbau entfällt, - keine Ablieferungsgarantie, - keine Sequenzgarantie. SMTP TCP - Transm. Control P.: - Verbindungsaufbauphase, - Sichere Ablieferung, - Fluss-Steuerung ... Weitere Protokolle: - File Transfer Protocol, Adress Resolution Protocol, Reverse Adress Resolution .. Hypertext Transfer Protocol, Simple Mail Transport Protokoll ... FTP Http rlogin Telnet UDP TCP ICMP ARP NFS TFTP IP RARP LLC Ethernet, Token Ring, ... Java-Klassen stützen sich ausschliesslich auf das IP Internet Protokoll. => Is there Life beyond the Internet ? Rechnernetze I, Winter 2006/07 © Verteilet Systeme, Unversität Ulm, P. Schulthess, 12