4. Kommunikationsmodell, ein ganz basales
(vgl. auch das „Sender-Empfänger-Modell“ bzw. das „Shannon-Weaver-Modell“)
Sender Empfänger
Nachricht
Kanal / Medium
5. Nachricht: „Lass‘ uns am Aachener grillen!“
Aspekte
Zeichen aus Zeichenvorrat
Codierung:
Morsecode
ASCII Code
…
Zeichenebene: Semiotik (vgl. Peirce / Morris) „Lehre von der Entstehung,
dem Aufbau und der Wirkweise von Zeichen zu Zeichenkomplexen“
(Favre-Bulle, 2001).
De Saussure: Signifikant vs. Signifikat
Peirce: Index, Ikon, Symbol
Kontext: Verfügen die Kommunizierenden über gemeinsame
Hintergrundinformationen?
„Ladder of knowledge“: Daten, Informationen, Wissen, Pragmatik
Kommunikationsmodell, ein ganz basales
(vgl. auch das „Sender-Empfänger-Modell“ bzw. das „Shannon-Weaver-Modell“)
6. Kommunikationsmodell, ein ganz basales
(vgl. auch das „Sender-Empfänger-Modell“ bzw. das „Shannon-Weaver-Modell“)
Übertragungsverfahren
Serielle Übertragung Übertragung der einzelnen Bestandteile (Zeichen / Bits)
der Nachricht nacheinander in einer Leitung
Parallele Übertragung Zur Übermittlung der Nachricht steht eine Leitung für
ein Zeichen / Bit der Nachricht zur Verfügung
7. 10Base2, auch: Thin Ethernet oder Cheapernet
Netzwerkkarte, Koaxialkabel, BNC Terminator
Verbindung mehrerer Rechner: Endpunkte des Netzwerkes: Abschlusswiederstand
(„Terminator“)
Übertragungsmedien / Hardware
8. 100 Mbit/s PCI-Ethernet Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse:
Übertragungsmedien / Hardware – etwas frischer
9. Kategorie 1 (Cat-1-Kabel)
Kategorie 2 (Cat-2-Kabel)
Kategorie 3 (Cat-3-Kabel)
Kategorie 4 (Cat-4-Kabel)
Kategorie 5 (Cat-5-Kabel)
Kategorie 6 (Cat-6-Kabel)
Kategorie 7 (Cat-7-Kabel)
Twisted-Pair- / Patch-Kabel
10.
11. Kommunikationsmodell, ein ganz basales
(vgl. auch das „Sender-Empfänger-Modell“ bzw. das „Shannon-Weaver-Modell“)
Übertragungsverfahren
Unidirektional bzw. simplex Daten / Signale können nur in eine Richtung gesendet werden
12. Kommunikationsmodell, ein ganz basales
(vgl. auch das „Sender-Empfänger-Modell“ bzw. das „Shannon-Weaver-Modell“)
Übertragungsverfahren
Unidirektional bzw. simplex Daten / Signale können nur in eine Richtung gesendet werden
Halbduplex Daten können in beide Richtungen gesendet werden, jedoch nicht gleichzeitig
13. Kommunikationsmodell, ein ganz basales
(vgl. auch das „Sender-Empfänger-Modell“ bzw. das „Shannon-Weaver-Modell“)
Übertragungsverfahren
Bidirektional bzw. duplex Daten / Signale können in beide Richtungen gesendet werden.
Ein Kommunikationsteilnehmer ist zugleich
Sender und Empfänger
14. Broadcasting
Analogie: Lautsprecherdurchsage am Flughafen
Multicasting
Übertragung an eine Teilmenge
(der angeschlossenen Rechner)
Unicasting
Punkt-zu-Punkt Übertragung
(genau zwei Kommunikations-
partner)
Kommunikation
16. „Einmal Bier und einmal Sekt“
„Der Kaplan hat ein bestimmtes
Plakat“
17. Eingabe: Heute Abend: Bier am Kap686.
Ausgabe:
Eingabe: Der Kaplan Klapp plant ein klappbares
Pappplakat.
Ausgabe:
Stille Post
18. Wie lässt sich sicherstellen, dass die Nachricht des Senders unverfälscht
an ihrem Bestimmungsort, d.h. dem Empfänger, ankommt?
- Nachricht aufschreiben und Zettel weitergeben
Medium ändern
- Algorithmus zur Kommunikationssicherung, z.B.
Wörter zählen
- Nachricht komprimieren nicht zu viele
Informationen zugleich übertragen
- Nachricht über mehrere Kanäle gleichzeitig
versenden; zweiter Kanal dient der
Informationssicherung
- Anzahl der Kommunikationsteilnehmer verringern
(potentielle Fehlerquellen vermeiden)
„Stille Post“
20. "BIT" gerçekten harika! "BIT" bana sıkıcı
asla! Ben sadece "BIT" çalışma tercih
ediyorum!
Sender
(spricht nur türkisch)
Sender
(spricht nur *)
21. Nachricht (türkisch, oder so ähnlich nach translate.google.de…)
"BIT" gerçekten harika! "BIT" bana sıkıcı asla! Ben
sadece "BIT" çalışma tercih ediyorum!
Kommunikationssprache (deutsch)
„BIT“ ist wirklich super! Für mich ist „BIT“ eigentlich
etwas nicht langweilig! Ich bevorzuge es, nur für „BIT“ zu
lernen!
Zielsprache (dänisch)
„BIT“ er virkelig super! For mig er „BIT“ egentlig lidt
kedeligt! Jeg kann helst lide at laere for „BIT“!
Kommunikation
22. Dienst: Gruppe von Operationen, die eine Schicht der
über ihr liegenden Schicht zur Verfügung stellt.
Beziehen sich auf Schnittstellen zwischen den
Schichten
Protokoll: Menge von Regeln
Beziehen sich auf Pakete, die zwischen
gleichgestellten Einheiten auf verschiedenen Rechnern
versendet werden
Dienste und Protokolle
32. Verbindungsorientierte Dienste
Beim Nutzen eines verbindungsorientierten Dienstes senden
Client und Server Steuerpakete, bevor sie die echten Daten
senden („Handshake“).
Beispiel TCP (Transmission Control Protocol):
tauscht 3 Nachrichten aus:
Verbindungsanfrage
Verbindungsantwort
Datenanfrage und Beendigung des Dienstes
Nach dem Verbindungsaufbau sind Client
und Server lose miteinander verbunden.
Analogie: Telefonsystem
Rechnerkommunikation – Transportschicht
33. Verbindungslose Dienste
Kein Handshake
Tendenziell schnellere Übertragung, jedoch:
Keine Bestätigung, ob Nachricht
tatsächlich versendet wurde
Der Sender kann nie sicher sein, ob
seine Pakete angekommen sind.
Der Empfänger kann nie sicher sein,
ob er alle Pakete fehlerfrei und in der
richtigen Reihenfolge erhalten hat.
UDP (User Datagram Protocol)
Analogie: Postsystem
Rechnerkommunikation – Transportschicht
36. Vermittlung in Rechnernetzen (II)
Paketvermittlung (Packet Switching)
Sender zerlegt Nachricht in einzelne Teile (Pakete), die eine
festgelegte Maximalgröße haben
Pakete werden nacheinander verschickt, ohne auf den
vollständigen Empfang der vorherigen Pakete warten zu müssen
Empfänger setzt die Pakete wieder zu einer vollständigen
Nachricht zusammen
Rechnerkommunikation
37. ISO / OSI: Schichten – wie merken?
Please Do Not Throw Salami Pizza Away
(Physical Layer, Data Link Layer, Network Layer, Transport
Layer, Session Layer, Presentation Layer, Application Layer)
Alternde Datenschutzprofis sitzen traurig neben der Parkbank
(Anwendungsschicht, Darstellungsschicht, Sitzungsschicht,
Transportschicht, Netwerkschicht, Datensicherungsschicht,
Physikalische Schicht)
ISO / OSI Referenzmodell
Twisted-Pair-Kabel
Verdrillte, isolierte, 1 mm Kupferdrähte (z.B. Telefonkabel)
Relativ anfällig gegenüber elektrischer Störung und benachbarten Kabeln
Mehrere Kilometer Länge ohne Repeater möglich
Datenrate: bis zu 150 MBit/s
Referenzmodelle
ISO/ OSI
7-Schichten-Modell
oberste 3 Schichten: Anwendungssystem (Ablaufsteuerung, Informationsdarstellung)
untere 4 Schichten: Transportsystem (Transport der Daten als Bitstrom)
jede Schicht erfüllt genau definierte Aufgaben
Bitübertragungsschicht (Physical Layer):
Protokolle des Physical Layers regeln die Standardisierung der mechanischen, elektrischen und Signal- Schnittstellen und somit die Übertragung von Bits über einen Kommunikationskanal, z.B.:
Wie viele Pins hat ein Stecker und wie ist die Belegung geregelt?
Wie viele Volt sollen einer logische 1 entsprechen, wie viele einer 0?
Wie viele Nanosekunden soll ein Bit dauern?
Soll die Übertragung in beide Richtungen erfolgen?
Die Sicherungsschicht (Data Link Layer)
Hauptaufgabe: Der in der physikalischen Schicht noch ungesicherte ungepufferte Übertragungskanal wird durch die Sicherungsschicht zum gesicherten Transportmedium.
Übertragungsfehler werden erkannt und eliminiert.
Aufteilung des Bitstroms in Datenrahmen (Frames), innerhalb derer Fehlererkennung und –korrektur möglich ist (z.B. anhand von Bitmuster, Prüfsumme, wiederholtes Senden vgl. ASCII-Fehlerkorrektur)
Quittieren des Frames durch Senden einer Bestätigung (Acknowledgement) des Empfängers.
Weitere Aufgabe: Sicherung gegen Datenüberschwemmung
Bsp. für Protokolle der Sicherungsschicht: PPP (Point-to-Point) (DSL)
Die Vermittlungsschicht (Network Layer): Routing
Hauptaufgabe: Verbindung der in der vorhergehenden Schicht gesicherten Teilstreckenverbindungen über mehrere Knoten hinweg. Durch die Protokolle der Vermittlungsschicht ist somit ein Datentransfer über mehrere Teilnetze möglich.
Routing ist das Verfahren zur Bestimmung von Streckenverbindungen (über Routing-Algorithmen). Voraussetzung: Endsysteme müssen eindeutig adressierbar sein.
Weitere Aufgaben:
Vermeiden von Datenstaus.
Abstimmung von Adressierschema oder Paketgröße beim Übergang in ein anderes Netz.
Kompatibilität von Protokollen
Bsp.: IP (Internet Protocol)
Die Transportschicht (Transport Layer): Aufteilung der Daten in Datenpakete
Die Sitzungsschicht (Session Layer, Kommunikationssteuerungsschicht): Wer darf zum Zeitpunkt x Daten übertragen?
Transportschicht:
Abstrahiert von unterschiedlichen Vermittlungsschichtdiensten; Aspekte des eigentlichen Nachrichtenaustauschs bleiben somit dem Dienstbenutzer verborgen.
Die Dienste der Transportschicht sorgen dafür, dass Daten in Datenpakete zerlegt werden bzw. die einzelnen Datenpakete wieder korrekt zusammengefügt werden, so dass sie von Anwendungen verarbeitet werden können.
Echte Endpunkt-zu-Endpunkt-Schicht, weil Quell- und Zielmaschine direkt miteinander kommunizieren, während auf den niedrigeren Schichten eine Maschine immer nur mit dem unmittelbaren Nachbarn kommuniziert.(Trotzdem vertikale Kommunikation über die Schichten hinweg!!)
Beispiele.:
TCP (Transmission Control Protocol),
UDP (UserDatagram Protocol)
Die Sitzungsschicht (Session Layer, Kommunikationssteuerungsschicht): Wer darf zum Zeitpunkt x Daten übertragen?
Ermöglicht die Nichtunterbrechbarkeit von Kommunikationsbeziehungen durch Sitzungen
Dialogsteuerung (Dialogue Control) organisiert den Ablauf einer Kommunikation: Wer darf zum Zeitpunkt x Daten übertragen?
Anwendungsbezogene Synchronisation des Informationsaustauschs über Prüfpunkte (Zurücksetzen auf diese bei anwendungsspez. Problemen)
Die Darstellungsschicht (Presentation Layer)
Ermöglicht die Kommunikation zwischen Systemen mit unterschiedlicher lokaler Darstellung der Daten (z.B.: Speicherung eines int-Wertes in 16 o. 32 bit)
Verantwortlich für die Bedeutungstreue der Kommunikationsarchitektur
Verwaltung und Definition von abstrakten Datenstrukturen, Standardkodierungen
Die Anwendungsschicht (Application Layer)
Bereitstellung der anwendungsspezifischen Dienste
z.B. Dateitransfer (FTP)
E-Mail
Grundsätzlich sind hier alle Applikationen und Protokolle angesiedelt, die sich nicht eindeutig den beiden darunter liegenden Schichten zuordnen lassen
Beispiel:
WWW-Browser u. Web-Server
Protokoll HTTP
Dienst: Abrufen einer HTML-Seite
TCP/ IP
Entwickelt, um…
Verschiedene Netze zu verbinden (ARPANet)
Netz soll bei Hardwareausfall überlebensfähig und Handlungsfähig bleiben
Flexible Architektur zur Unterstützung verschiedenster Anwendungen
Die Anwendungsschicht (Application Layer)
Das TCP/ IP-Referenzmodell kennt im Gegensatz zum OSIModell keine Sitzungs- und Darstellungsschicht; sämtliche anwendungsbezogenen Vorgänge sind hier über die Protokolle und Dienste der Anwendungsschicht geregelt.z.B.: FTP, SMTP, DNS, HTTP
Die Transportschicht (Transport Layer)
Aufgabe: Ermöglicht die Kommunikation zwischen gleichgestellten Einheiten auf Quell- und Zielhost (wie im OSIModell). Endpunkt zu Endpunkt-Verbindung
Unterstützt im Gegensatz zum OSI-Modell auch den verbindungslosen Dienst
Übertragungsprotokolle:
TCP Verbindungsorientiertes Protokoll
UDP Verbindungsloses Protokoll
Die Internetschicht (Internet Layer)
Transport der Pakete über verschiedene Netze hinweg von Quell- zu Zielrechner; dabei spielt es für die übergeordnete Transportschicht keine Rolle, ob die Pakete verschiedene Routen nehmen oder in falscher Reihenfolge ankommen Routing
unterstützt im Gegensatz zum OSI-Modell nur verbindungslosen Transport
Überlastkontrolle
Definition eines eigenen Paketformats und Protokolls
IP (Internet Protocol)
IP-Paket
entspricht weitgehend der Vermittlungsschicht im OSI-Modell
Host-zu-Netz-Schicht
Aufbau einer Verbindung über ein bestimmtes Protokoll...;
Definitionslücke im Modell → nicht konkret beschrieben/vorgegeben
Verbindungslose Dienste
Beim verbindungslosen Dienst gibt es kein Handshake. Eine Seite schickt Pakete einfach los.
Ohne Handshake wird die Übertragung schneller, aber es gibt auch keine Bestätigungen.
Der Sender kann nie sicher sein, ob seine Pakete angekommen sind.
Der Empfänger kann nie sicher sein, ob er alle Pakete fehlerfrei und in der richtigen Reihenfolge erhalten hat.
UDP (User Datagram Protocol) stellt im Internet den verbindungslosen Dienst zur Verfügung.
Analogie: Postsystem