Bridges and Tunneling

Letztmalig dran rumgefummelt: 27.02.07 08:34:38

	Netzwerke sind in aller Munde und zwischenzeitlich auch zum Gegenstand für ganz privates Arbeiten am PC geworden. Aus der Welt mit all ihren PCs sind sie jedenfalls nicht mehr wegzudenken und selbst Laien nutzen mehr oder weniger erfolgreich das Internet als Medium.
	1. OSI-Referenz-Layer 2. Bedeutung der einzelnen Schichten 3. Nachteile von Netzwerken 4. Netzwerkstrukturen 5. Weblinks 6. Verwandte Themen
	Hauptfunktionen der OSI-Schichten (OSI-Schicht: Hierarchieschicht im OSI-Basisreferenzmodell) OSI-Architektur: Kommunikationsarchitektur gemäß ISO 7498 mit sieben Hierarchieschichten; Bild unten und Tabelle unten Transitknoten sind Computer in Rechnernetzen, die keine datenverarbeitungstypischen Dienste bereitstellen, sondern ausschließlich kommunikationsorientierte Funktionen erfüllen, z. B. Vermittlungsaufgaben. Ende-zu-Ende-Signifikanz: Ein Kommunikationssystem mit der Funktionalität der Schichten 1 bis 4 stellt seinen Benutzern einen Kommunikationsdienst mit Ende-zu-Ende-Signifikanz zur Verfügung. Das bedeutet: Es wird gewährleistet, dass die miteinander kommunizierenden Endsysteme ihre Dateneinheiten vollständig übermittelt bekommen und zwar unabhängig von den Diensten und Protokollen der Schichten 1 bis 3. Die betreffende Steuerungsaufgabe heißt Ende-zu-Ende-Steuerung (endto-end flow control). Weiterhin bieten OSI-gerechte Transportdienste definierbare Dienstgüten. Dienstgüte (QOS Quality of Service): Gesamtheit von Merkmalen und Merkmalswerten, welche die Qualität der Diensterbringung charakterisiert. Zu den Dienstgütemerkmalen gehören u. a.: Verbindungsaufbauzeit, Verzögerungszeit der Dateneinheiten auf dem Weg von der Quelle zum Ziel, Anzahl der Dateneinheiten, die je Zeiteinheit übermittelt werden (Durchsatz), aktuelle Fehlerrate. Anmerkung: Dienstgütemerkmale gibt es auch für die meisten anderen OSISchichten. Für die Kommunikation in Rechnernetzen sind die Dienstgütewerte der T -Schicht ein sehr wesentliches Qualitätscharakteristikum. Alle Dienste und Protokolle der Schichten 2 bis 7 können verbindungslos oder verbindungsorientiert sein. Profil (Architekturprofil): Kommunikationsarchitektur mit einer ausgewählten Menge aufeinander abgestimmter Kommunikationsdienste und Protokolle. Für Benutzer von Rechnernetzen ist die Anwendungs- bzw. Applikationsschicht am wichtigsten. Hier vollziehen sich die Applikationsprozesse und deren vom Nutzer ausgelöste Kommunikation. Die vom Rechnernetz bereitgestellten Anwendungsdienste bestimmen seine Nutzungsmöglichkeiten. Die Darstellungsschicht dient der Überwindung von Heterogenitäten. Im Zusammenwirken von Applikations- und Darstellungsschicht werden folgende Schritte vollzogen: In der ISO-Sprache ASNA wird die Datenstruktur definiert, die eine Applikation senden will. Von der Applikationsschicht werden an die Darstellungsschicht übergeben: die Datenstruktur und der ASN.1-Name der zu übermittelnden Datenstruktur. Die Darstellungsschicht codiert die erhaltenen strukturierten Daten in einen Bitstrom und sendet Bitstrom und Codierungsregel (die i. Allg. anwendungsspezifisch ist) an das entfernte System. Da am entfernten System ein Bitstrom und dessen Codierungsregel ankommen (Transfersyntax), kann dort eine Decodierung in die geforderte Darstellung erfolgen.
	Die Anwendungsschicht ist relativ komplex, weil sie einerseits rechnernetzexternen Nutzern ihre Dienste bereitstellt und andererseits zur Realisierung ihrer Aufgaben die unter ihr liegenden Schichten in Anspruch nimmt (► Tabelle Die wichtigsten Funktionen der sieben OSI-Schichten).   Schichtenname (Name gern. ISO 7498) Symbol Nr. Hauptfunktionen Applikationsschicht (Application Layer) A 7 Bereitstellen von Anwendungsdiensten z. B. Filetransfer, elektronische Post Darstellungsschicht (Presentation Layer) P 6 Überwindung der Heterogenität der miteinander kommunizierenden Computer Erhaltung der Bedeutung übermittelter Datenstrukturen Sitzungsschicht (Session Layer) S 5 Gewährleisten kooperativer Beziehungen zwischen Anwendungen Transportschicht (Transport Layer) T 4 medienunabhängige Steuerung/Überwachung des korrekten Versandes von Nachrichten zwischen den Kommunikationspartnern an den Kommunikationsenden (Ende-zu-Ende-Transportsteuerung) Netzschicht (Network Layer) N 3 (Routing/Relaying) von Datenpaketen durch Netze, i. Allg. via Transitknoten; Bereitstellung von Netzadressen für das Internetworking Sicherungsschicht (Data Link Layer) DL 2 Übertragungssteuerung von Dateneinheiten (frames) auf Übermittlungsabschnitten zwischen den Knoten von Kommunikationsnetzen; Übertragungsfehlererkennung und -korrekter Bitübertragungsschicht (Physical Layer) PHY; PH 1 Übermittlung von Bitströmen zwischen den kommunizierenden Systemen in Abhängigkeit vom Kommunikationsmedium ggf. mit verschiedenen Bitdarstellungen; Kanalcodierung; Modulation/Demodulation; Aktivieren/Deaktivieren von Verbindungen Die wichtigsten Funktionen der sieben OSI-Schichten
	Dienste der Anwendungsschicht können in zwei Gruppen eingeteilt werden: allgemeine Anwendungsdienstelemente (CASE Common Application Service Elements), die für verschiedenartige Dienste der Anwendungsschicht Kommunikationsmechanismen zur Verfügung stellen (► Tabelle Allgemeine Anwendungsdienste) spezifische Anwendungsdienstelemente (SASE Specific Application Service Elements) für die Unterstützung von ausgewählten Rechnernetzdiensten (► Tabelle Spezifische Anwendungsdienstelemente SASE).   Name Abkürzung Realisierter Dienst Standard Association Control Service Element ACSE ISO 8650 Verwalten von Verbindungen zwischen Applikationseinrichtungen Remote Operation Service Element ROSE ISO 9072 Ausführen von Operationen auf entfernten Endsystemen Reliable Transfer Service Element RTSE ISO 9066 zuverlässiger Datentransfer zwischen Applikationseinrichtungen Commitment, Concurrency and Recovery CCR ISO 9804/5 Koordinieren von Operationen in verteilten Systemen, Konsistenzsicherung usw. Allgemeine Anwendungsdienstelemente CASE Name Abkürzung Dienst Standard File Transfer, Access and Management FTAM ISO 8571 Zugriff, Übertragung und Verwaltung von Dateien in Rechnernetzen Job Transfer and Management JTM ISO 8831/2 Übermittlung von Verarbeitungsaufträgen an andere Rechner, Überwachung des Verarbeitungsstatus und Rückübertragung der Ergebnisse Remote Data Access RDA ISO 9579 entfernter Zugriff auf SQL-orientierte Datenbanken Message Oriented Text Interchange MOTIS ISO 8505/8883 Interpersonelle Kommunikation via Rechnernetz (entspricht Message System Handling System gem. X.400) Directory Service DS ISO 9594 Verzeichnisdienst Spezifische Anwendungsdienstelemente SASE

1. OSI-Referenz-Layer (Basisrefernzmodell gemäß ISO 7498)

	Netzwerke sind primär ein Verbund von Computern - heutzutage auch schon der Verbund Daten austauschender Hardware. Ziel ist es, Daten und/oder Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Günstig wäre, den Datenstrom parallel zu organisieren, jedoch entsteht dann hoher Verdrahtungsaufwand. So betreibt man Netzwerke typischerweise seriell.
	OSI Referenz-Schichtenmodell als Grafik OSI Referenz-Schichtenmodell als CorelDrwa 11.0-Datei
	OSI-Schicht Einordnung Standard TCP/IP-Schicht Einordnung Protokollbeispiel Einheiten Kopplungselemente 7 Anwendung (Application) Anwendungs- orientiert FTAM Anwendung Ende zu Ende (Multihop) HTTP FTP HTTPS NCP Daten Layer 4-7 Switch, Content Switch, Gateway 6 Darstellung (Presentation) ASN.1 5 Sitzung (Session) ISO 8326 4 Transport (Transport) Transport- orientiert ISO 8073 Transport TCP UDP SPX Segmente 3 Vermittlung (Network) CLNP Internet Punkt zu Punkt ICMP IGMP IP IPX Pakete Router, Layer-3 Switch 2 Sicherung (Data Link) HDLC Netzzugang   Ethernet Token Ring FDDI ARCNET Rahmen (Frames) WLAN Access Point, Switch, Bridge (Netzwerk) 1 Bitübertragung (Physical) Token Bus Bits Hub, Repeater OSI Referenz-Schichtenmodell
	Die wichtigsten Funktionen der sieben OSI-Schichten sind in der Tabelle oben zusammengestellt. Die oberen drei OSI-Schichten erfüllen datenverarbeitungstypische Aufgaben; die unteren Schichten 1 bis 4 sind kommunikationsorientiert.

2. Bedeutung der einzelnen Schichten

	Schon kurz nach dem Einsatz erster Computer kam die Idee auf, diese miteinander zu verbinden - das war grundsätzlich die Idee des Netwerkes. Und wer immer schon einmal Daten auf einen Datenträger gespeichert hat, diesen zu einem anderen Rechner geschafft und dort genutzt hat, dem ist der grundsätzliche Vorteil eines Netzwerkes sofort klar.
	Schicht 7: Applikationsschicht Als höchste Schicht der OSI-Architektur stellt sie Dienste für äußere Benutzer des Rechnemetzwerkes bereit. Hier vollziehen sich die Applikationsprozesse und deren wechselseitige, vom Nutzer ausgelöste Kommunikation. Zu den Diensten der Applikationsschicht gehören weiterhin: Identifizierung der Kommunikationspartner, z. B. durch deren Namen oder Adressen Angaben der logischen Erreichbarkeit der gewünschten Kommunikationspartner Gewährleistung von Zugriffsrechten bzw. Schutz vor unerlaubter Systembenutzun Gewährleistung bestimmter Dienstqualitäten, wie Antwortzeit, zulässige Fehlerrate Synchronisation kooperierender Applikationsprozesse Überwachung der zugelassenen Syntax (Zeichenmenge und Datenstrukturen) der Informationstransfer. Der Applikationsschicht in offenen Systemen sind zwei Klassen von Verwaltungsfunktionen (Managementfunktionen) zugeordnet: Applikationsverwaltung und Systemverwaltung. Beide Verwaltungs- bzw. Steuerfunktionen beziehen sich auf das gesamte Rechnernetz und nicht auf lokale Systemkomponenten (-> 3.3.2.3.). Die Applikationsverwaltung (Applikationsmanagement) bezieht sich auf die Verwaltung bzw. Steuerung von OSI-Applikationsprozessen. Typische Aufgaben der Applikationsverwaltung sind: Parameterinitialisierung der Applikationsprozesse Initialisierung, Aufrechterhaltung und Beenden von Applikationsprozessen Ressourcenzuweisung zu Applikationsprozessen bzw. Ressourcenwegnahme Feststellen und Verhindern von Ressourcenzugriffskonflikten Integritätssteuerung Wiederanlaufsteuerung von Applikationsprozessen. Die Systemverwaltung (Systemmanagement) bezieht sich auf die Steuerung bzw. Verwaltung von Ressourcen in allen Schichten der OSI-Architektur. Ihr Aufgabenfeld umfaßt: Aktivierungsfunktionen, z. B. Aktivierung im Gesamtsystem vorhandener Ressourcen (Programme, logische Verbindungen, Leitungen), Programmladefunktionen, Parameterinitialisierung Überwachungsfunktionen (Gewährleisten von Statusmeldungen der Systemressourcen) Fehlerkontrolle (Feststellung von Systemfehlern, Fehlerdiagnose, Systemrekonfigurierung, Neustart)
	Schicht 6: Darstellungsschicht Zweck dieser Schicht ist es, die Kommunikation zwischen Applikationsprozessen im heterogenen Rechnerverbundsystem zu ermöglichen. Hauptaufgabe der Darstellungsschicht ist die einheitliche Darstellung und Behandlung der strukturierten Daten mit syntaktisch verschiedenen Datentypen unter Beibehaltung der Bedeutungsinhalte. Syntaktische Kompatibilität zwischen den Applikationsprozessen erfolgt durch die Transformation der Datenformate einschließlich der Struktur von Anweisungen in eine Standardform, welche die Bezeichnung Darstellungsbild trägt. Schicht 5: Sitzungsschicht In der Informatik und Rechentechnik ist eine Sitzung ein kooperatives Verhältnis. Die Sitzungsschicht in der OSI-Architektur ermöglicht die netzweite Kooperation zwischen Applikationsprozessen, wobei dies unter Zwischenschaltung der Darstellungsschicht und unter Ausnutzung von deren Transformationsfunktionen erfolgt. Die Darstellungsschicht, für welche die Sitzungsschicht unmittelbar Dienste erbringt, sorgt für die syntaktische Kompatibilität der Applikationsprozesse (in einem homogenen, aus gleichartigen Computern bestehenden Rechnerverbundsystem, kann die Darstellungsschicht entfallen, nicht aber die Sitzungsschicht und deren hauptsächlicher Dienst - ein Kooperationsverhältnis zu gewährleisten).

3. Nachteile von Netzwerken

	Heute spielen wie niemals zuvor Sicherheitsfragen einen alles entscheidende Rolle. Und genau hier haben Netzwerke einen ihrer Hauptschwächen. Leider sind dabei nicht einmal die Netzwerke selbst die Ursache von Angriffen - diese sind gar nicht so einfach, wie immer dargestellt - vielmehr sind dies die unbedarften Nutzer.

4. Netzwerkstrukturen

	Grundsätzlich kann man Netzwerke nach zwei Methoden aufbauen: als so genannte Ringe oder als Ketten. Selten nur sind Computer direkt miteinander verbunden - immer häufiger spielen Server hierbei eine entscheidende Rolle
	Ringstrukturen
	Kettenstrukturen

5. Weblinks

6. Verwandte Themen

	Datenübertragungsverfahren

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