60
l. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert Einführung Telekommunikation Einführung Telekommunikation Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets

Einführung Telekommunikation

  • Upload
    meg

  • View
    75

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Einführung Telekommunikation. Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets. Begriffe. Knoten – Infrastrukturkomponenten – Kabel Knoten : Rechner, die Dienste anbieten (Server) oder Dienste nutzen (Client) - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

n

Einführung Telekommunikation

Übersicht über Dienste, Standards und Organisation des Internets

Page 2: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe

Knoten – Infrastrukturkomponenten – Kabel

Knoten: Rechner, die Dienste anbieten (Server) oder Dienste nutzen (Client)Infrasrukturkomponenten: Netzwerkkomponenten, die den Anschluß der Rechner an das Netzwerk ermöglichen und die Weiterleitung der Daten im Netz koordinierenKabel: Verbindungsmedium, kann auch z.B. durch Funk oder Lichtstrahlen (Laser) stattfinden

Page 3: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

ATM,Frame Relay

Daten, Sprache,Video

Bis ca. 10 Gbit/s

FDDI, ATM, Gigabit-Ethernet

Daten, Multi-media

1 Gbit/s

Analog, ISDN,Frame Relay

ATM, Gigabit Ethernet

(Fast) Ethernet,Token Ring

Technologie

Daten, Bilder

Daten, SpracheDaten, Bilder

Anwendung

Bis 128 kbit/s

Bis 1 Gbit/s10-100 Mbit/s

Geschwindigkeit

Unbegrenzte Ausdehnung

Regionale Ausdehnung ca. 100 km

Ausdehnung ca. 500m (Firmengelände)

Charakteristik

Wide Area Network (WAN)

Metropolitan Area Network (MAN)

Local Area Network (LAN)

LAN – MAN - WAN

Page 4: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Store-and-Forward Netze:

Einzelne Pakete werden als unabhängige Einheiten übertragenJedes Paket wird auf einem optimalen Weg zugestelltPakete werden in den Netzknoten zwischengespeichert, bis ein optimaler Weg zum Ziel ermittelt istPakete passieren nur Teilstrecken, die auf dem (optimalen) Weg zum Empfänger liegen

Broadcast Netze:

Für kleine Teilnehmerzahl geeignetNachricht erreicht alle Teilnehmer im NetzTeilnehmer entscheidet selbständig, ob Paket für ihn bestimmt istKeine aufwendige Wegewahl, keine Zwischenspeicherung

Page 5: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Topologie: Räumliche Anordnung der Knoten, Infrastrukturkomponenten und Kabel eines Netzes

Bus: Zentrales Kabel, Knoten schalten sich an das Kabel an, Kabel ist am Ende terminiertVorteil: einfache VerkabelungNachteil: Bei Kabelunterbrechung steht das ganze Netz

Ring:Jede Station besitzt genau einen linken und einen rechten NachbarnDie Kommunikation ist gerichtet

Stern:Jede Station besitzt eine Verbindung zu einem zentralen KoppelelementDurch Kabelausfall ist nur eine Station betroffen, durch Ausfall der zentralen Komponente das ganze Netz

Page 6: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Kopplung:Aktiv

Teilnehmer nimmt das ganze Paket vom Netz, prüft, ob es an Ihn gerichtet ist, falls nicht, wird das Signal neu generiert

PassivTeilnehmer nimmt ein Teil der Energie (Signalstärke) vom Netz. Signalstärke lässt nach.

Zugriffsverfahren:Wahlfrei

Jeder Teilnehmer greift autonom auf das Netz zu, sobald dieses frei istGesteuert

Teilnehmer greift zu, sobald er die Berechtigung erhält

Page 7: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Analog:Die Menge der coodierten Werte ist kontinuierlich, unendlich. Übertragung von Informationen nutzt stetige Veränderungen der elektr. Spannung um die Werte Null und Eins darzustellen

Digital:Endlicher, gut unterscheidbarer Zeichenvorrat (diskrete Werte). Übergang von einem Zeichen zum anderen erfolgt sprunghaft

Page 8: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Ablauf der KommunikationVerbindungsorientiert:

Drei Phasen der Kommunikation:VerbindungsaufbauDatenübertragungVerbindungsabbau

Analogie: TelephonieVerbindungslos:

Daten werden mit Adressen versehen verschicktAnalogie: Briefpost

Page 9: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nBegriffe (forts.)

Kommunikationsrichtung:simplex – Nachrichtenfluss nur in eine Richtung vom Sender zum Empfängerhalbduplex – Jeder Teilnehmer kann senden und empfangen allerdings nicht gleichzeitigduplex – Gleichzeitiges Senden und Empfangen der Teilnehmer

Anzahl Kommunikationsteilnehmer:Unicast – Punkt-zu Punkt Verbindung; Jeder Sender hat genau einem Empfänger und umgekehrtMulticast – Ein Sender hat eine ausgewählte Gruppe von EmpfängernBroadcast – Aller erreichbaren Knoten eines Netzes sind die Empfänger

Anzahl logischer Kommunikationskanäle:Basisband: ges. Bandbreite eines Mediums wird für eine Verbindung verwendetBreitband: Medium wird für mehrere logische Kommunikationskanäle verwendet (z.B. verschiedene Übertragungsfrequenzen)

Page 10: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle

Dienste und Protokolle werden nach einem Architekturmodell der ISO beschrieben.Das Open System Interchange (OSI) Modell teilt die Implementierung der Netzwerkfunktionalität in Schichten auf.

Page 11: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Die Schichtung beruht auf dem Prinzip, daß eine Schicht die Dienstleistung der nächst tieferen Schicht in Anspruch nehmen kann, ohne zu wissen, wie diese ihre Dienstleistung erbringt. Der jeweils nächsthöheren Schicht wird eine definierte eigene Dienstleistung angeboten. Auf diese Weise wird eine Arbeitsteilung innerhalb der Schichten erreicht.

Page 12: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Exkurs: Das Philosophen Problem

Page 13: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Infrastrukturdaten ergänzen Nutzdaten

Page 14: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Bitübertragungsschicht: Regelt unter anderem den Austausch einzelner Informations-Bits über ein Übertragungsmedium hinsichtlich

Übertragungsgeschwindigkeit Bit-KodierungAnschluß usw

In der Regel ist die Funktion dieser Schicht eng mit der darüberliegenden Sicherungsschicht verbunden.

Sicherungsschicht: Aufgabe dieser Schicht ist die

gesicherte Übertragung von Informationseinheiten (Paketen oder Blöcken) Adressierung der am Übertragungsmedium angeschlossenen Stationen

Protokollbeispiele: HDLC oder CSMA/CD.Vermittlungsschicht:

Hauptaufgabe dieser Schicht ist die Errichtung virtueller Pfade zwischen Stationen am Netz, z.B. durch Vermitteln von Paketen über Knotenrechner.

Wichtigstes Protokoll dieser Schicht: Internet Protocol (IP)

Page 15: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Transportschicht: Übernimmt den Transport von Nachrichten zwischen den Kommunikationspartnern, steuert den Datenfluß und stellt die Unverfälschtheit der Daten sicher. TCP oder UDP sind Transportprotokolle.

Sitzungsschicht: Steuert die Sitzung auf der Transportverbindung wie z.B.

den Wechsel der Transferrichtungden Neustart einer Sitzung nach Abbruch

Darstellungsschicht: Festlegung von Kodierung und Darstellung. Beispiele sind hier ASN.1 und XDR.

Anwendungsschicht: Auf der Anwendungsschicht laufen Protokolle, die die Programme zur Erbringung ihrer Leistungen definiert haben, z.B. für den Dateitransfer, Datenbankabfragen, usw.

Page 16: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Struktur der Schichten sowie der Schichtenkommunikation

Page 17: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Struktur der Schichten sowie der SchichtenkommunikationSAP (Service Access Point): Schnittstelle zwischen 2 Schichten eines SystemsInstanzen: Funktionalität einer Schicht; erbringt für Schicht i+1 eine Dienstleistung oder fordert von Schicht i-1 eine Dienstleistung anSchicht i: Diensterbringer für Schicht i+1, Dienstgeber für Schicht i-1.Dienstsignale (vertikale Kommunikation): Informationsaustausch zwischen Schicht i und i-1 bzw. i+1 eines Systems (Bsp.: NDIS, Sockets)Protokoll (horizontale Kommunikation): Informationsaustausch zwischen Schichten i verschiedener Systeme (Bsp.: Ethernet, HTTP, IP)PDU (Protocoll Data Unit):Struktur der ausgetauschten Informationen bei horizontaler Kommunikation (Bsp.: IP- oder Ethernet Paket)SDU (Service Data Unit):Struktur der ausgetauschten Informationen bei vertikaler Kommunikation

Page 18: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Protokoll:Regelverzeichnis, in dem die statischen und dynamischen Eigenschaften der Kommunikation von Partnetinstanzen (Instanzen der gleichen Ebene auf unterschiedlichen Systemen) geregelt werden.

Statische Eigenschaften:Syntax (Sprachumfang des Protokolls)Semantik (Bedeutung der „Sprache“)Struktur (Format, in dem Informationen ausgetauscht werden)

Dynamische Eigenschaften:Zeitlich- logischer Ablauf der Kommunikation

KommunikationsrichtungLogische Sicht: HorizontalPhysikalische Sicht: Vertikal

Page 19: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Informationsaustausch zwischen Partnerinstanzen

PDU - Protocol Data UnitSDU - Service Data UnitPCI – Protocol Control Information

Page 20: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Informationsaustausch zwischen Partnerinstanzen (fort.)

Page 21: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

KommunikationsablaufDienste

data-Dienst: Transport von Daten zwischen Quell- und Ziel SAPconnect-Dienst: Aufbau von Verbindungendisconnect-Dienst: Abbau von Verbindungenabort-Dienst: Abbruch von Transaktionen

Dienstprimitiverequest: Dienstanforderungindication: Dienstanzeigeresponse (+/-): Dienstbeantwortung (positiv/negativ)confirmation (+/-): Dienstbestätigung

Syntax<Schichtenname*>_<Dienst>.<Primitive>(<optionale Parameter>)Bsp.: n_connect.request(quellSAP,zielSAP)

*Wobei Schicht1=PH, Schicht 2=DL, Schicht 3=N, Schicht 4=T, Schicht 5=S, Schicht 6=P

Page 22: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Kommunikationsablauf (fort.)

Page 23: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Kommunikationsablauf (fort.)

Page 24: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Internet Referenzmodel

Page 25: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Internet Referenzmodel (fort.)Ist auf die Internet-Protokolle zugeschnittenZiel ist der Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netzwerke hinaus („Internetworking“)Es wird weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertragungstechnik definiert (Keine Definition der Netzwerzugriffsschicht)Ziel: Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Hops) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzwerkteilnehmern über mehrere Hops herzustellen

.

Page 26: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Internet Referenzmodel (Fort.)Anwendungsschicht (engl.: Application Layer):

Protokolle der Anwendungsschicht sind in typischen Internet Serverdiensten und Clients implementiert. Beispiele sind HTTP (Web), SMTP (Mail) und FTP (Filetransfer).

Transportschicht (engl.: Transport Layer): Transportschicht stellt Ende-zu-Ende-Verbindung her. IIm Internet TCP (Transmission Control Protocol) und UDP (User Datagram Protocol) defeiniert.TCP verbindungsorientiert, UDP verbindungslos.

Internetschicht (engl.: Internet Layer): Internetprotocol (IP) IP stellt mit seinen Eigenschaften die Basis dar für die weltweite Weiterleitung von Datenpaketen. Eine dieser wichtigsten Voraussetzungen stellt der hierarchische Adressraum dar. Entspricht im ISO/OSI-Referenzmodell der Vermittlungsschicht.

Netzzugangsschicht (engl.: Link Layer): Keine Protokolle definiert

Page 27: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

Wichtige Protokolle/Dienste des InternetNetzzugangsschicht:

Ethernet: Standard für lokale Vernetzung, zunehmende Bedeutung im Bereich MAN/WAN durch 10GB Longreach Standards. Spezifiziert IEEE 802.3 ff.SONET/SDH: Carrier Protokoll für WAN Strecken im Internet. Zellbasiertes Netz (siehe Kapitel ATM in dieser Vorlesung)

InternetschichtIP: bildet das Schicht 3 Protokoll des Internet. Stellt den Adressraum zur VerfügungBGP/OSPF: Routingprotokolle

TransportschichtTCP/UDP: Transportprotokolle des Internet Protokoll Stacks.

AnwendungsschichtDNS: Domain Name Service, Verwaltung des hierarchischen Namesraumes des InternetSMTP: Regelt den Mailverkehr zwischen Hosts im InternetHTTP: Das World Wide Web

Page 28: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

EthernetStandardprotokoll in der UnternehmensvernetztungEinfache, kostengünstige ImplementierungenDatenraten bis 10 Gbit/s spezifiziert, Reichweiten bis 40 KM spezifiziert, proprietär bis mehrere 100 KMStandardisiert durch IEEE (Arbeitsgruppe 802.3)Standards für Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit existierenSeit 10 Gbit/s Ethernet ist ein nahtloser und vergleichsweise kostengünstiger Übergang in WAN Netze möglich

Page 29: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

IP –Internet ProtokollZentrales Protokoll im TCP/IP ProtokollstackBildet durch den hierarchischen Adressraum die Grundlage für die (nahezu) unbegrenzte Adressierung von Rechnern in verschiedenen Netzen(vereinfachte) Standard Topologie:Netze werden mit Routern ver-bunden, die eine Weiterleitungs-entscheidung auf Basis derIP-Adressen treffen

Ethernet

Ethernet

Router

17.23.5.1

134.34.90.36

134.34.98.230

17.23.5.2 17.24.189.1 17.27.1.123

17.1.1.254

134.34.1.100

134.34.14.3

134.34.33.45

Page 30: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

IP –Internet Protokoll (fort.)IPv4 Adresse:

Adressklassen:

Page 31: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

IP –Internet Protokoll (fort.)Einfache Weiterleitungsentscheidung:

If (NetworkNumber of Destination = Network Number of one of my interfaces) then

deliver packet to destintion over that interface

Else (NetworkNumber of Destination is in my forwardingTable) then

deliver packet to that next Hob Router

Else

Deliver Packet to Default Router

Page 32: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

BGP/OSPF - RoutingprotokolleDas IP Protokoll legt mit seiner hierarchischen Adressstruktur und seiner einfachen Weiterleitung die Basis zur weltweiten InternetvernetzungRoutingprotokolle ermöglichen erst die pragmatische Implementierung, denn sie

ermitteln Erreichbarkeitsinformationen (Routen) dynamisch und tauschen diese untereinander ausunterstützen alternative Wege, falls Teilstrecken im Internet (oder aber auch unternehmensintern) ausgefallen sindunterstützen weitere Strukturierungsebenen, um die Komplexität des Internet handhabbar zu machen (Stichwort Autonome Systeme)sind weitgehend standardisiert und in stabilen Implementierungen verfügbar

Page 33: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

BGP/OSPF – Routingprotokolle (fort.)Unter dem Blickwinkel von Routingprotokollen ist das Internet ein Verbund aus chaotisch vermaschten Einzelnetzen, die mit IP miteinander kommunizieren.Deshalb: Zwei Klassen von Routingprotokollen:

Intra Domain Routing: Paradigma: den Besten Weg innerhalb (durch) ein Teilnetz findenInter Domain: Einen Weg zum Ziel durch andere Teilnetze findenBeispiel Intra Domain: OSPF (Open Shortest Path First)Beispiel Inter Domain: BGP (Border Gateway Protocol)

Quelle: Peterson,„Computernetze“

Backbone service provider

Peeringpoint

Peeringpoint

Large corporation

Large corporation

Smallcorporation

“Consumer ” ISP

“Consumer” ISP

“ Consumer” ISP

Page 34: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

TCP/UDPAbgrenzung:

IP: Verbindung zwischen zwei Hosts im InternetTCP/UDP: Verbindung zwischen zwei Kommunikationsendpunkten, z.B. Webbrowser - Webserver

TCP/UDP können pro Host jeweils ca. 65000 Kommunikationsendpunkte adressieren (Ports), an den jeweils ein anderer Dienst gebunden wird.Beispiel TCP Ports:

25: SMTP80: HTTP110: POP3

Page 35: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

TCP/UDP (fort.)Eigenschaften TCP:

VerbindungsorientiertFlusskontrolleÜberlastkontrolleFazit: Gesicherte, zuverlässige Verbindung mit dem typischen „Overhead“ für Protokolle dieser EigenschaftenWird für typische Internetservices (WWW, Mail, Filetransfer) verwendet

Eigenschaften UDP:VerbindungslosKeine Sicherungsmaßnahmen (z.B. bei Paketverlust)Sicherungsmaßnahmen müssen die höheren Protokolle spezifizieren (Beispiel NFS)Fazit: Verbindungen ohne unnötigen Overhead allerdings auch ohne weitere Maßnahmen zur Sicherung des Datentransports.Einsatz im Internet z.B. DNS

Page 36: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name ServiceAufgabe: Auflösen (zuordnen) von IP Adressen zu Internet NamenGesamtheit des DNS Systems ist eine weltweit hierarchische Anordnung von DNS Servern, die den gesamten Namensraum des Internet abbildenAuflösungsmöglichkeiten:

Forward: Für einen Domainnamen die zugehörige IP AdresseReverse: Für eine IP Adresse den zugehörigen Domainname

Bestandteile des DNSDomain-Namensraum Nameserver Resolver

Page 37: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Domain Namensraum

Quelle:Wikipedia

Page 38: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Domain Namensraum (fort.)

Baumförmige Struktur aus Blättern und KnotenTrennung der Hierarchistufen durch Punkt (.)Vollständiger Name (Fully Qualified Domain-Name - FQDN) besteht aus allen Nahmensbestandteilen, jeweils mit einen Punkt beendet.Ein Name beginnt mit der niedrigsten Hierarchiestufe

Beispiel: Der Webserver der HSZ-twww.hsz-t.ch.

Alle möglichen Namensbestandteile am Ende eines FQDN sind die sog. Top Level Domains (TLD)

Page 39: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Nameserver

Speichern die Namen und IP Adressen der Domänen, für die sie zuständig sind, in sog. Zonendateien.Ein Nameserver kann für mehrere Domänen zuständig seinMehrere Server können für die gleiche Domäne zuständig seinFür jede Zone existiert ein autoritativer Nameserver (Primary Nameserver) und weitere Sekundäre NameserverDie Zonendaten werden vom Primären auf die Sekundären Server per Zonentransfer übertragenStrategien zur Abfrage von Informationen über fremde Domänen (Zonen)

Forwarder: Anfrage bei einem weitern, im Nameserver fest konfigurierten Server (Bsp.: Nameserver eines Firmennetzes verwendet als Forwarder den Nameserver des ISP)Auflösung über die (fest konfigurierten) Root-Server. Diese Methode wird oft bei den Nameserver großer ISP angewandt

Page 40: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Nameserver (fort.) – Rootserver (http://root-servers.org/)

publizieren die Root-Zone des Domain Name Systems (DNS)Ca. 2500 Einträge für die TLDs (.com, .edu., .ch etc.)Z. Zt. 13 Rootserver, betrieben von verschiedenen OrganisationenKoordination der Rootserver durch ICANN ICANN ist für die Korrektheit der Einträge zuständig

Page 41: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Nameserver Beispiel Primäre Zonendatei@ IN SOA noc.mycompany.de. root.mycompany.de. ( 200809011 ; Serial 43200 ; Refresh 3600 ; Retry every hour 604800 ; Expire after 1 week 900 ) ; Record lives 15 minutes IN NS noc IN NS dns1.myisp.de. IN NS dns3.myisp.de.noc IN A 121.37.218.10noc1 IN CNAME nocnoc2 IN A 121.37.218.11noc3 IN A 121.37.218.12mycompany.de. IN MX 10 mail-vsr.myisp.de.web2 IN A 121.37.11.224www IN CNAME web2www2 IN CNAME web2

Page 42: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Resolver

Komponente zur Abfrage der NameserverImplementiert in Nameserver um weitere Server abzufragenImplementiert in Clients um den (die) zuständigen Nameserver abzufragenRekursive Anfrage: Anfrage an einen Nameserver nach der Auflösung eines FQDN oder einer IP AdresseInerative Anfrage: Anstelle der Auflösung kann der Verweis auf einen weiteren Nameserver kommen, sollte der angefragte Nameserver nicht auflösen können

Page 43: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

DNS – Domain Name Service (fort.)Resolver

Quelle:Wikipedia

Page 44: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

SMTP – Simple Mail Transport ProtocolProtokoll zum Mailtransport zwischen Mailservern und zum versenden von Mails über einen MailclientMailadressen: [email protected] oder [email protected] Zusammenspiel mit DNS bei der Zustellung: MX Record bezeichnet den (die) Mailserver einer Domäne. Beispiel nslookup

Standardserver: noc.mycompany.deAddress: 121.37.218.10> set type=MX> hsz-t.chServer: noc.mycompany.deAddress: 121.37.218.10Nicht autorisierte Antwort:hsz-t.ch MX preference = 20, mail exchanger = jay.hsz-t.chhsz-t.ch nameserver = jay.hsz-t.chhsz-t.ch nameserver = lisa.hsz-t.chhsz-t.ch nameserver = scsnms.switch.chjay.hsz-t.ch internet address = 193.5.54.121lisa.hsz-t.ch internet address = 193.5.54.30

Page 45: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

SMTP – Simple Mail Transport ProtocolBeispiel SMTP Sitzung

220 mailsrv.htwg-konstanz.de ESMTPHELO250 mailsrv.mycompany.de Hello hs080006.vpn.mycompany.de [121.37.80.6],

pleased to meet youMAIL FROM: [email protected] 2.1.0 [email protected]... Sender okRCPT TO: [email protected] 2.1.5 [email protected]... Recipient okDATA354 Enter mail, end with "." on a line by itselfHallo,Das ist eine Testmail per Telnet.250 2.0.0 m83MUiEc000875 Message accepted for deliveryQUIT

Page 46: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer ProtocolClient-Server Protokoll zum Datenaustausch zwischen Webserver und BrowserZwei unterschiedliche Nachrichtentypen:

Request (Anfrage) vom Client an den ServerResponse (Antwort) vom Server an den Client

Nachrichten bestehen aus prinzipiell zwei TeilenMessage Header: Sturkturelle Informationen, z.B. über die Kodierung des InhaltsMessage Body: Inhalt der Nachricht

Prinzipiell für verschiedene Datenformate geeignetZustandsloses Protokoll:

Jeder Request (jeder Klick) entspricht einer SitzungVernünftiges Sitzungshandlich über Zusätze, z.B. Cookies

Adressierung von Inhalten über URL (Uniform Ressource Locator)

Page 47: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol (fort.)

Quelle: LEU Karlsruhe

Page 48: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol (fort.)Beispiel Kommunikationsablauf:

Request: GET /index.html

Response: HTTP/1.1 200 OK Server: Apache/1.3.29 (Linux) PHP/4.3.4 Content-Length: (Größe von index.html in Byte) Content-Language: de Content-Type: text/html Connection: close

…… nun folgt der HTML Code von index.html

Page 49: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nDienste und Protokolle (fort.)

HTTP – Hypertext Transfer Protocol (fort.)HTTP Request Methoden:

GET Inhalte vom Server anfordernPOST Inhalte vom Server anfordern mit Übermittlung eines zusätzlichen Datenblocks aus Name-Wert-Paaren, z.B. aus WebformularenHEAD Anfrage von HTTP-Header ohne Message InhaltPUT Dateien hochladen DELETE löscht die angegebene Datei auf dem ServerTRACE liefert die Anfrage so zurück, wie der Server sie empfangen hatOPTIONS liefert eine Liste der vom Server unterstützen Methoden und FeaturesCONNECT wird von Proxyservern implementiert, die in der Lage sind, SSL-Tunnel zur Verfügung zu stellen.

Page 50: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nStandardisierung im Internet

Die Standardisierung des Internet findet in erster Linie durch die Requests for Comments (kurz RFC; zu deutsch Forderung nach Kommentaren) stattRFCs sind eine Reihe von technischen und organisatorischen Dokumenten aus der (selbstverwalteten) Internetcommunity (später mehr zur Organisation des Internet)Bei der ersten Veröffentlichung (1969) noch im ursprünglichen Wortsinne zur Diskussion gestellt, behalten RFC auch dann ihren Namen, wenn sie sich durch allgemeine Akzeptanz und Gebrauch zum Standard entwickelt haben.

Page 51: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nStandardisierung im Internet (cont.)

Jeder RFC besitzt einen Status. Hier einige Beispiele:Informational – Hinweis, Idee, Nutzung Experimental – zum Experimentieren Proposed Standard – Vorschlag für Standard Draft Standard – Begutachtung von mindestens zwei unabhängigen Implementierungen Standard – offizieller Standard Historic – nicht mehr benutzt

OrganisationVerwaltet werden die RFCs vom sog. RFC-EditorAufgabe:

Formale Korrektheit der DokumenteFühren des Verzeichnisses

Page 52: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nStandardisierung im Internet (cont.)

Exkurs: www.rfc-editor.org

Page 53: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet

Page 54: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Society (ISOC)Nicht-Staatliche OrganisationKoordiniert und iniziiert Massnahmen zur Verbreitung und Weiterentwicklung des Internet Mitglieder sind Einzelpersonen, Firmen und weitere OrganisationenHauptaufgabe: Weiterentwicklung des Internet (z.B. Pflege und Veröffentlichung der RFCs)Der Vorstand (Board of Trustees) wird von allen Mitgliedern weltweit gewählt.ISOC ist Dachorganisation für alle relevanten Gremien und Organisationen, die an der Standardisierung und Weiterentwicklung des Internet arbeiten, wie IETF, IESG, IAB, IRTF und IANA (siehe folgende Folien)

Page 55: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Architecture Board (IAB) Verwaltung der InternetarchitekturÜberwacht den StandardisierungsprozessErnennt und überwacht RFC EditorBerät ISOCÜberwacht/Beauftragt IANA, IRTF, IETF und IESGRFC 2850 und 3869 definieren IAB

Page 56: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Engineering Task Force (IETF) Arbeitsgruppe des IABAufgabe: Technische Weiterentwicklung des InternetVerfassen Technischer Dokumente (z.B. Protokolle)Besteht aus Arbeitsgruppen zu verschiedenen Themen

Applications – APP General – GEN Internet – INTOperations and Management – OPSReal-Time and Infrastructure – RAI Routing RTG Security – SEC Transport – TSVUser Services – USV

Page 57: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Engineering Steering Group (IESG)Aufgabe: Leitet IETFSetzt sich zusammen aus

aus den Vorsitzenden der IETFDen Bereichsleitern der IETF

Page 58: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Research Task Force (IRTF) Arbeitsgruppe des IAB Leitung durch IRSGAufgabe: Förderung von Forschung und Entwicklung im Bereich Netzwerke für folgende Forschungsschwerpunkte

End-to-EndInformation Infrastructure ArchitecturePrivacy and SecurityInternet Resource Discovery RoutingServices ManagementReliable MulticastInternet Congestion Control

Page 59: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Aufgabe: Vergabe von

IP AdressenTop Level DomainsProtokollnummernPorts

Vergabe der IP Adressen erfolgt weitgehend über Regional Internet-Registers (RIR).Zuständigkeiten der RIRs jeweils für einzelne (große) Regionen.Beispiel Europa: Réseaux IP Européens (RIPE)

Page 60: Einführung Telekommunikation

Dipl. Inf.Wiss, Dipl. Inf (FH) Michael Steuert

E

infü

hrun

g Te

leko

mm

unik

atio

nOrganisation des Internet (Fort.)

Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) Aufgabe:

Festlegung der Koordination der NamensvergabeKoordination des Betriebes der Root NameserverGrundlagen der IP Adress Verwendung (Ausführung durch IANA)

Kritik: Starke Bindung an die US Regierung, ICANN untersteht organisatorisch dem US-amerikanischen Handelsministerium