• Basisbausteine und Begriffe

Grundlagen der Rechnernetze

Einführung

Übersicht

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• Kommunikationsgrundlagen

• Adressierung

• Protokolle und Schichten

• Performance

• Geschichte und Gegenwart

Basisbausteine und Begriffe

Hosts und Links

H1 H2

Host

Link

S

Nachricht, Stream, Paket

H1 ^M H2 H3 H4

P

P

… P

Payload

Header Trailer

Erstes Bit Letztes Bit

Bytes

Multiple‐Access

H

H

H

… H

Multiplexing

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

…

Skalierbarkeit von Multiple‐Access‐Netz?

Annahme alle Knotenpaare kommunizieren gleich häufig.

Was ist der Anteil s des Mediums pro Knotenpaar?

H

H

H

… H

Skalierbarkeit von vollvermaschtem Netz?

Anzahl Links k pro Knoten und Gesamtanzahl Links l?

H1 H2

H3

H5 H9 H4

H8

H6 H7

H10

H11

Switched‐Network

H1 H2 H3

H8

H7

H6 H5

H4 S1

S2 S3 S4

S5

Cloud‐Icon

H1 H2 H3

H8

H7

H6 H5

H4 S1

S2 S3 S4

S5

N

Internet

N1

N3 N2

R1

H1 H2

H3

R3

R2

H4

H5

H6 H9

H8

H7

Rekursive Anwendung des Cloud‐Icons

N1

N3 N2

R1

H1 H2

H3

R3

R2

H4

H5

H6 H9

H8

H7

N

Netzgrößen

Netze und Graphen

N1

N3 N2

R1

H1 H2

H3

R3

R2 H4

H5

H6 H9

H8

H7

H1

H2

H3 N1

R1 R2

N2

H4

H5 H7 H6

H9

H8

N3

R3

Definition: Graph

Beispieltopologien

Bus Baum

Stern Ring Mesh

Kommunikationsgrundlagen

Kommunikationsformen

N1

N3 N2

R1

H1 H2

H3

R3

R2

H4

H5

H6 H9

H8

H7

Forwarding‐Tabelle

R

1 2 4 3

5 6

Zieladresse Nächster Hop

4711 3

7893 2

3467 5

2576 2

… …

Timeouts und Acknowledgments

N1

N3 N2

R1

H1 H2

H3

R3

R2

H4

H5

H6 H9

H8

H7

Verbindungsorientiert und Verbindungslos

N1

N3 N2

R1

H1 H2

H3

R3

R2

H4

H5

H6 H9

H8

H7

Client‐Server‐Prinzip

H N S

Adressierung

Physikalische Adresse – Beispiel Ethernet

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

{8X,…,FX}:XX:XX:XX:XX:XX

Flache und hierarchische Adressräume

R1

H1 H2 H3

R3 R2

H4

H5 H6

H9 H8

H7

1

2

3 4

1.1 1.2 1.7

2.5

1.10

2.7

2.1

2.4 2.8

3.1

3.2

4.4

4.1 4.2 4.3

Konsequenz für Forwarding‐Tabelle

R1

H1 H2 H3

R3 R2

H4

H5 H6

H9 H8

H7

1

2

3 4

1.1 1.2 1.7

2.5

1.10

2.7

2.1

2.4 2.8

3.1

3.2

4.4

4.1 4.2 4.3

Ziel Next‐Hop H1 nach R1 H2 nach R1 H3 nach R1 H4 direkt H5 direkt H6 direkt H7 nach R3

Ziel Next‐Hop 1.X nach R1 2.X direkt 4.X nach R3

Classful IP‐Adressen

10101011 01000101 11010010 11110101

171.69.210.245

Class A

0 Netz Host

1 Netz Host

1 Netz Host

0

1 0

7 24

14 16

21 8

Class B

Class C

Bedarf für eine weitere Hierarchieebene

R1

H1 H2 H3

R3 R2

H4

H5 H6

H9 H8

H7

1

2

3 4

1.1 1.2 1.7

2.5

1.10

2.7

2.1

2.4 2.8

3.1

3.2

4.4

4.1 4.2 4.3

Eingang ins Campus‐Netz

Subnetze

1 0 Netz Host

14 16

Zum Beispiel Class B Adresse

11111111 11111111 11111111 (255.255.255.0)

Subnetz Maske 00000000

Netznummer

Ergebnis Subnetz Host

Subnetting‐Beispiel

R1 H1

H2

Subnetznummer : 128. 96. 34. 0 = 100000000 01100000 00100010 00000000 Subnetzmaske : 255.255.255.128 = 111111111 11111111 11111111 10000000

128. 96. 34. 15 = 100000000 01100000 00100010 00001111

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

128. 96. 34.139 = 100000000 01100000 00100010 10001011