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Bu K-Vorlesung 4 - Dozent: Prof. Dr. Christoph Lindemann
Betriebs- und Kommunikationssysteme (10-201-2004)
Universität Leipzig
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Buk Vorlesung 4
LANund
Medien
zugriff
Leitungs
vermittelte Netze
Erste
Telekommunikations verbindungen
wurden als physikalische
Leitungen aufgebaut Verbindung
durch Umstecken von
Kabeln
in
der Vermittlungsstelle
HeuteVirtuelle Leitungen
Mehrere Leitungen übereinen physikalischen Kanal multiplexed
GeteiltesMedium Resource Sharing
EigenschaftenderLeitungsvermittlung
Circuit Switching
Point to
Point Kommunikation
Verbindungsaufbau und Verbindungs abbau
virtuelle Leitungensindtemporär
Kein Performanceunterschied zu physikalischen Leitungen
p
Isolation verschiedener Virtueller Leitungen
voneinander
PacketvermittelteNetze
BasisdesInternetsDatenwerden in
kleinePakete aufgeteilt
Paketewerden
im
Netzwerk
geroutet
Im
Gegensatz zur Leitungsvermittlung
konkurrieren die
Datenflüsse miteinander um
den physikalischen
Kanal
Statistical Multiplexing
Eigenschaften
Packet Switching
Beliebigeasynchrone
Kommunikation
Kommunikation mit beliebig
vielen Kommunikationspartner
ohneZeitbeschränkungen
Kein Verbindungsaufbau
Adhoc
Paket Weiterleitung zu
jedembeliebigenZiel
Schwankende Performancedurch Statistical Multiplexing
Netzwerk Klassifikation
Aufteilung
desNetworkInterface Layers Kay er 21 in zwei
Unterschichten
Logical
Link Control
KM
Adressierung undDemultiplexing
Media Access Control IMAll
Zugriffauf
das geteilte
Medium
LANTopologie
LANssindMuttiAuss
Networks undnicht
Point to Point
GeteiltesMedium
Jederangeschlossene Computer kannmitjedemanderen
kommunizieren
Verschiedenste LANTechnologien
wurden dafür
entwickelt
diesich
zuallererst
in
ihrer Topologie
unterscheiden
Bus Topologie
Wurde von
der
ersten Ethernet
Version implementiert
All Rhners danein
l
kb lang
k
Alle
Rechner sind aneinlanges
Kabel angeschlossen
Offensichtlich
erreichen alleausgesendetenSignalealle
Computeram
Kabel
Koordinierung des Zugriffsauf
dasKabelnotwendig
RingTopologie
Ähnlich Bus geteiltes
Kabel
Fehlertoleranter alsder Bus Kommunikation mit allen
angeschlossenen
Rechnern trotzAusfall eines Verbindungsstückes
Mesh Topologie
Eigene physikalischeLeitung für
jedes
Paar an
Kommunikation
partnern
Teuer da
viele Leitungen
NÄ
o Star Topologie
Alle
Rechner sind zu
einem
zentralenPunktverbunden derHUB
Heutiger Standard
Zwei besondere Bits
UnicastoderMulticastMulticastAdressenermöglichen AN
Übertragungen
GlobaloderLocal GlobaleAdressenwerden von
der IEEE vergeben
Lokalekönnen
für Experimente
selbst gesetzt
werden
Adress Typen
Unicast DieAdressewird eindeutig einerNKzugeordnet
Broadcast Spezielle
Adresse mitder
Pakete
an
alle MlsimLAN
geschickt
werdenkönnen
MulticastAdresse die mehreren Mls zugeordnetist ein
Paket
kann an
mehrere Rechner geschickt
werden
IEEE
verwendet als
BroadcastAdresse
FFFFFFFFFFFF
alles
1
und somitauchdasMulticast Bitgesetzt
Broadcast ist ein Sonderfall vom
Multicast
Multicast und
Broadcast sindsehreffizient
Framing
Zu
übertragende Datenwerden durchMeta Daten ergänzt
Ziel adresse Optionen
Framing
bezeichnet die StrukturdieserMetadaten und wie
diese
Metadaten den zu übertragen
denDaten beigefügt
werden
Sender und Empfänger
verwenden dasgleiche Framing
Protokoll
und
können dieDateninterpretieren
In
PacketSwitchedNetworks entsprichtjedes
Frame einem
Paket
JedesFranc
besteht
aus zwei
Teilen
Header mit den Metadaten
Payload
die eigentlich zu
übertragen
den Daten
Beliebige Daten
Vom Netzwerk nichtinterpretiert
Frame beginnt
meist mit Header Verarbeitung der
Meta Information
bevor das
ganze
Frame empfangen
wurde
Wurden das training
zerstoren falls
diese talknichtgesondert
behandeltwerden
Solchereservierten Bytes im
Payload
werden beiderÜbertragung
maskiert ByteStuffing
Sender manipuliert denPayloadund ersetzt reservierte Bytes
eineindeutigmitEscapesequenzen
Empfänger
wandelt dieEscapeSequenzen
wieder
in
die
ursprünglichen
Bytes um
IEEE
802 MAL
Medien
zugriff
ProtokollKlassen
zur Steuerung
des Zugriffsauf
das geteilte
Medium
bB
Kupfer
kabelt
ControlledAccessProtokolle
Global gesteuerter
ZugriffzB
über ein
Tokendass
herumgereicht
wirdunddie Zugriffauf
das
Medium gestattet
R
dm
A
Pr
HK
RandomAccessProtokolle
Jeder
Netzteilnehmer kann zujedem Zeitpunkt
senden
Um Kollision
zu
vermeiden wird auf
demKanal gelauscht
und
nach laufenden Übertragungen gesucht
EthernetWLAN
ChannelizationProtokolle
Aufteilung
des Kanals z nachZeitMDMAoder
Frequenz DM
Channelization
Multiplexing
Techniken Welcher Teil
des geteilten
Mediums wird für
einespezielleVerbindung
reserviert
StaticChannelAllocationFeste ZuordnungvonFrequenzen
Codes
Zeitabschnitten
Dynamic
ChannelAllocation On
Demand Zuweisung von
Ressourcen
zu
einer Verbindung
Rechner betreten und
verlassen dasNetz
o Polling
ZentraleEinheitkontaktiert immer
wiederNetzteilnehmer und
bietenihnen ein
Übertragungsfenster anum
Daten zu
übertragen
Reihenfolgenach
RoundRobinoderPriorität
Reservation
Netzteilnehmersenden einenRequest zur
zentralen Einheit und
reservierendamit Übertragungsfenster
ZentraleEinheit teilt
per
Broadcast die Sender reihenfolge mit
TokenPassing
WerdenTokenbesitzt darf
senden
Ein
Token
im
Netz rein
virtuellüber Nachrichten geregelt
Toten wird herumgereicht
daher häufigbeiRing Topologie
RandomAccess
KeinezentraleEinheit zurSteuerung
des Zugriffs
Scheinbarunkoordiniert
LAN v r du
l R d k
LANs
verwenden meistRandomAccess
DerKanalwird nur
dann genutztwennein
Netzteilnehmer
tatsächlich ein
Paket übertragen
möchte Random
Zufällige
Wartezeiten lösen Kollisionen
auf
keine garantierte
Auflösung
aberpraktischsehreffektiv
ALOHA
sehrfrühesNetz in
Hawaii
Vorreiter
für
RandomAccessProtokolle
erwies
sich alsnichteffizient
genug
GMAIL D
1973 an
Xerox
PARCentwickelt
BekannterName Ethernet
Kabeldienen alsgeteiltes
Medium Alle
Netzteilnehmer
an ein
Kabel
angeschlossen
Problem Medien zugriffauf
dasKabel
Lösung SMAICD
gewahlt
Ist
derKanal frei
warten alleBeteiligtender Kollision darauf
dass ihreWartezeit abläuft anschließend
erneute Übertragung
WiederholteKollisionen möglich Intervallwird
pro
wiederholter
Kollision verdoppelt Od LORDI0,4dL
Vergrößertes
Intervall verringertdie
Wahrscheinlichkeit
von
erneuten Kollisionen
OMAHA
SMA
####### KD
funktioniert
leider nicht in
drahtlosenNetzen
Viel stärkerer
Signal abfall erzeugt
ProblemdesHidden Terminal
Statt
CollisionDetection wird
CollisionAvoidance KAI eingesetzt
Vordereigentlichen Übertragungder
Nutzdatenwerden
Kontrollnachrichten ausgesandt
diealle zuhörendenStationen
von
derbaldigen Übertragung informiert
NetworkAllocation
Vector NAHjeder
Station speichertdieNetzbelegung
Sender schickt Request to
Send RBIEmpfänger
antwortet mit
####### S s
1gal 1
plagalw
ml
Cleartosendläst
Hidden Terminalproblenwirdgelöstilanunauchallelechner
insendereichweiteronEmpfängervonder
Übertragung
informiert werden
Zusammenfassung
MehrereKlassifikationen für
Rechnernetze
Circuit Switched ns
LAN.MAN
Viertopologien für
LANs Busftanking
Mesh
Adressierung von
Rechnernmittels 48 Bit
MALAdressen
BroadcastMulticastUnicastAdressen
Framingbeschreibtdasprotokollzurkapselung von
Nutzdaten
indaszuübertragende
Paket
Bu K-Vorlesung 4 - Dozent: Prof. Dr. Christoph Lindemann
Kurs: Betriebs- und Kommunikationssysteme (10-201-2004)
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