Grundlagen der Rechnernetze
Einführung
Einführung
Übersicht
• Basisbausteine und Begriffe
• Kommunikationsgrundlagen Kommunikationsgrundlagen
• Adressierung
• Protokolle und Schichten
• Performance
• Performance
• Geschichte und Gegenwart
Basisbausteine und Begriffe
Hosts und Links
H1 H2
Link
Host
Datagramm, Stream, Paket
H1 M H2 H3 S H4
P
1P
2… P
nPayload
Header Trailer
Erstes Bit Letztes Bit
Bytes
Erstes Bit Letztes Bit
Multiple‐Access
H
1H
2H
3… H
nMultiplexing
H
1H
4H
2H
5H
3H
6H
1H
4H
2… H
5H
3H
6Skalierbarkeit von Multiple‐Access‐Netz?
H H H H
H
1H
2H
3… H
nAnteil s des Mediums pro Knotenpaar?
Anteil s des Mediums pro Knotenpaar?
Skalierbarkeit von vollvermaschtem Netz?
H1 H2 H11
H10 H3 H9 H4
H8 H5
H6 H7
Anzahl Links k pro Knoten und Gesamtanzahl Links l? p
Switched‐Network
H1 H2 H3
S1 H8
H4 S1
H7
S2 S3 S4 H4
S5
H6 H5
Cloud‐Icon
H1 H2 H3
S1 H8
H4 S1
N H7
S2 S3 N S4 H4
S5
H6 H5
Internet
H1 H2
H3
N1
R1 R2
H4
N3 N2
H9
R3 H5
H8
H7 H6
Rekursive Anwendung des Cloud‐Icons
H1 H2
H3
N1
R1 R2
H4
N3 N2
H9 N
R3 H5
H8
H7 H6
Netzgrößen
Netze und Graphen
H1 H2
H3
H1
H2
H3
N1
R1 R2
H4
N1
R1 R2 H4
N3 N2
R3 H5
H9
H8
N2
H5
H9 N3
R3
H7 H6
H7 H6 H8
Definition: Graph
Beispieltopologien
Bus Baum
Stern Ring Mesh
Stern Ring Mesh
Kommunikationsgrundlagen
Kommunikationsformen
H1 H2
H3
N1
R1 R2
H4
N3 N2
H9
R3 H5
H8
H7 H6
Forwarding‐Tabelle
Zieladresse Nächster Hop
4711 3
7893 2
3467 5
2576 2
6 1
… …
R
1 2 3 5
4 3
Timeouts und Acknowledgments
H1 H2
H3
N1
R1 R2
H4
N3 N2
H9
R3 H5
H8
H7 H6
Verbindungsorientiert und Verbindungslos
H1 H2
H3
N1
R1 R2
H4
N3 N2
H9
R3 H5
H8
H7 H6
Client‐Server‐Prinzip
H N N S
Adressierung
Physikalische Adresse – Beispiel Ethernet
00001000 00000000 00101011 11100100 10110001 00000010 00001000 00000000 00101011 11100100 10110001 00000010
08 : 00 : 2B : E4 : B1 : 02
Broadcast
11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 FF:FF:FF:FF:FF:FF
Multicast
1XXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX 1XXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX
{8X,…,FX}:XX:XX:XX:XX:XX
Flache und hierarchische Adressräume
H1 H2 H3
H1 H2 H3 H7 H8 H9
1.1 1.2 1.7 4.1 4.2 4.3
R1 R3
1 4
2.5
1.10
3.1
3.2
4.4
R2 H4
2
3
2.7
2.8
H5 6
2.1
2.4
H5 H6
Konsequenz für Forwarding‐Tabelle
H1 H2 H3
H1 H2 H3 H7 H8 H9
1.1 1.2 1.7 4.1 4.2 4.3
R1 R3
1 4
2.5
1.10
3.1
3.2
4.4
R2 H4
2
3
2.7
2.8
Ziel Next‐Hop H1 nach R1
H5 6
2.1
2.4
H2 nach R1 H3 nach R1 H4 direkt
Ziel Next‐Hop 1.X nach R1 2 X direkt
H5 H6
H5 direktH6 direkt H7 nach R3
2.X direkt 4.X nach R3
Classful IP‐Adressen
10101011 01000101 11010010 11110101
171 69 210 245 171.69.210.245
Cl A Class A
0 Netz Host
7 24
14 16
Class B
1 0 Netz Host
Cl C
1 1 0 Netz Host
21 8
Class C
Bedarf für eine weitere Hierarchieebene
H1 H2 H3
H1 H2 H3 H7 H8 H9
1.1 1.2 1.7 4.1 4.2 4.3
R1 R3
1 4
2.5
1.10
3.1
3.2
4.4
R2 H4
2
3
2.7
2.8
H5 6
2.1
2.4
H5 H6
Eingang ins Campus‐Netz g g p
Subnetze
14 16
Zum Beispiel
1 0 Netz Host
Zum Beispiel Class B Adresse
11111111 11111111 11111111 (255.255.255.0)
Subnetz Maske 00000000
Netznummer
Ergebnis Netznummer Subnetz Host
Ergebnis Subnetz Host
Subnetting‐Beispiel
Subnetznummer : 128. 96. 34. 0 = 100000000 01100000 00100010 00000000 Subnetzmaske : 255.255.255.128 = 111111111 11111111 11111111 10000000
H1
128. 96. 34. 15 = 100000000 01100000 00100010 00001111
R1 H1
128. 96. 34. 1 = 100000000 01100000 00100010 00000001
128. 96. 34.130 = 100000000 01100000 00100010 10000010
128. 96. 34.128 = 100000000 01100000 00100010 10000000 255.255.255.128 = 111111111 11111111 11111111 10000000
H2
128. 96. 34.139 = 100000000 01100000 00100010 10001011
Konsequenz für Forwarding‐Tabellen
Subnetznummer : 128. 96. 34. 0 Subnetzmaske : 255 255 255 128
H1
Subnetzmaske : 255.255.255.128
128. 96. 34. 15
Subnetznummer Subnetzmaske Nächster Hop 128.96.34.0 255.255.255.128 direkt (if 1)
H1
128. 96. 34. 1
128.96.34.128 255.255.255.128 direkt (if 2) 128.96.33.0 255.255.255.0 nach R2 (if 2)
Interface 1
