Informatik - Kommunikation in Rechnernetzen

Netze

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Hohenstaufen-Gymnasium
Kaiserslautern

Autor: mk
Letzte Änderung dieser Seite: 06.05.2007 14:01:50 8841

Schichtenmodell

Einführung

Andrew S. Tanenbaum, Computernetzwerke, 3.Auflage, S.33:

Um ihre Komplexität zu verringern, werden die meisten Netze als Reihe von übereinandergestapelten Schichten oder Ebenen aufgebaut. Anzahl, Bezeichnung, Inhalt und Funktion der einzelnen Schichten unterscheiden sich von einem Netz zu anderen. In allen Netzen haben Schichten den Zweck, den jeweils höheren Schichten bestimmte Dienste anzubieten, diese Schichten aber mit Einzelheiten, wie die Dienste angeboten oder implementiert werden zu verschonen.
Schicht n auf einer Maschine führt ein Gespräch mit Schicht n einer anderen Maschine. Die Regeln und Konventionen, auf denen dieses Gespräch gründet, werden insgesamt das Protokoll der Schicht n genannt.

Die Philosophen/Übersetzer/Sekretärin-Architektur

Andrew S. Tanenbaum, Computernetzwerke, 3.Auflage, S.36:

Philosophen/Übersetzer/Sekretärin-Architektur

Kleine Beschreibung der 4 untersten Schichten des OSI-Modells

Das Schichtenmodell ist - wie oben in Tanenbaums Definition beschrieben - ein Hilfsmittel, um komplexe Netze Software-mäßig zu beherrschen. Es kann aber auch zu einer strukturierten Beschreibung dienen. So sollen im Folgenden sowohl das miniNetz als auch weiterführende Grundkonzepte eingeordnet werden.

Schicht 4, Transportschicht

In der Transportschicht (engl. transport layer, auch: Ende-zu-Ende-Kontrolle, Transport-Kontrolle) wird eine vollständige Ende-zu-Ende- Kommunikation zur Verfügung gestellt. So muss sich der Anwender z.B. bei TCP/IP nicht um die Aufteilung in Pakete oder um Fehlersicherung kümmern. Es steht ihm eine fehlerfreie Verbindung für gleichzeitigen Datenstrom in beiden Richtungen zur Verfügung. Aber auch für eine paketorientierte Verbindung steht mit UDP ein Protokoll zur Verfügung.
Man kann die Vorteile dieser Schicht durch Inanspruchnahme ihrer Dienste bei der Socket-Programmierung erfahren.

Schicht 3, Vermittlungsschicht

In der Vermittlungsschicht (engl. network layer, auch: Paketebene) wird das Routing-Problem gelöst. Wir haben die Begriffe Gateway und Router erläutert und prinzipiell Aufbau und Aktualisierung von Routing-Tabellen am Beispiel eines vereinfachten RIP-Protokolls gezeigt. Zur Veranschaulichung steht ein Delphi-Programm zur Verfügung.

Schicht 2, Sicherungsschicht

In der Sicherungsschicht (engl. data link layer) muss der Zugriff auf das Übertragungsmedium geregelt werden und für eine weitgehend fehlerfreie Übertragung gesorgt werden. Dies sind zwei verschiedene Aufgaben, die man zwei Unterschichten zuordnen kann.

Die eigentliche Sicherungsschicht (LLC, Logical Link Control)

Um eine fehlerfreie Übertragung zu gewährleisten, müssen Fehler erkannt und nach entsprechenden Protokollen (z.B.Quittungsbetrieb korrigiert werden. Dazu ist es sinnvoll, den Datenstrom in Rahmen aufzuteilen. Sowohl zu CRC-4 als auch zum Quittungsbetrieb existieren erläuternde Delphi-Programme.

Die Zugangs-Kontroll-Schicht (MAC, Medium-Access-Control)

Diese Schicht regelt den Zugang zum Bus. In unserem Beispiel haben wir Lösungsmöglichkeiten wie Aloha oder CSMA/CD erläutert und auch ein wenig damit herumexperimentiert. Es ergab sich die Notwendigkeit, Absender- und Ziel-Adressen zu verwenden. Eine Software-mäßige Implementierung steht aber noch aus.

Schicht 1, Bitübertragung

In der Bitübertragungsschicht (engl. physical layer) werden hauptsächlich die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Übertragungsmedien festgelegt. Dadurch, dass wir uns an das RS232-Protokoll anlehnen, sind viele Dinge, was Stecker, Kabel usw. angehen schon an anderer Stelle beschrieben. Wir verwenden aber ein spezielles Buskonzept, ein eigenes Protokoll miniRS232 und mit TNetzHW eine eigene Klasse zur Software-mäßigen Benutzung unseres Busses. Es muss beachtet werden, dass TNetzHW nicht die Schnittstelle zur nächsten Schicht darstellt, sondern gewissermaßen innerhalb der Bitübertragung eine weitere Schnittstelle darstellt. So ist es völlig unproblematisch möglich, statt der seriellen die parallele Schnittstelle oder gar ein Fischertechnik-Interface zu benutzen. Es wird einfach nur TNetzHW ausgetauscht.