Überblick. Systemarchitekturen. Netzarchitekturen. Stichworte: Standards, Client-Server usw. Stichworte: Netzwerke, ISO-OSI, TCP/IP usw.

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Thilo Baumann
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1 Überblick Systemarchitekturen Stichworte: Standards, Client-Server usw. Netzarchitekturen Stichworte: Netzwerke, ISO-OSI, TCP/IP usw. 31

2 Netzwerkarchitekturen Architekturen von Netzwerken lassen sich aufgrund der zu überbrückenden Entfernungen wie folgt differenzieren: Personal Area Network (PAN): Meist in einem Raum über z.b. Bluetooth realisiert Local Area Network (LAN): Meist im Gebäude oder Grundstücksbereich einer Unternehmung Wide Area Network (WAN): Weitverkehrsnetze, teilweise auch länderübergreifend Global Area Network (GAN): Global Weitverkehrsnetze (z.b. Internet) 32

3 Beispiel eines lokal vernetzten Systems Arbeitsstation Arbeitsstation Arbeitsstation Datenbank Server IBM AS/400 Ethernet Laptop computer Drucker Server Mac II Arbeitsstation 33

4 Lokale Netze Die wesentlichen Merkmale eines lokalen Netzes sind: kurze Reichweite, einige 100 m bis zu wenigen km bei Verwendung von Kupferkabeln, meist als Koaxial-Kabel und bis zu 20 km bei der Verwendung von Glasfasern hohe Bandbreite, bei Kupferkabeln üblicherweise bis zu 20 MBit/s, heute bis zu 1 GBit/s niedrige Fehlerrate, weniger als 10-9 auf der Bitübertragungsschicht 34

bei der Verwendung von Glasfasern hohe Bandbreite, bei Kupferkabeln üblicherweise bis zu 20

5 Netztopologien 35

6 Vorteile durch Vernetzung? Datenverbund > Zugriff auf im Netz gespeicherte Daten > z.b. über File-Server Betriebsmittelverbund > Nutzung der Hard- und Software durch alle angeschlossenen Rechner > z.b. über Druckerserver Lastverbund > Verteilung der benötigten Rechenleistung auf angeschlossene Rechner Kommunikationsverbund > Kommunikation über z.b. 36

über File-Server Betriebsmittelverbund > Nutzung der Hard- und Software durch alle

7 Bewertungskriterien Netzwerke (I) Welche Anwendungen/Dienste werden über das Netz zur Verfügung gestellt? Art der Kommunikation Prozess zu Prozess Benutzer-Kommunikation (z. B. elektronische Post) Dateizugriffe Dateiübertragung Dateizugriff Lastausgleich remote execution gemeinsame Geräte Drucker-Server Datenbank-Server Art des Rechnerverbundes Welche Entfernungen sind zu überwinden? Verbindungsstruktur (Topologie) einfach oder komplex? 37

8 Bewertungskriterien Netzwerke (II) Leistungsaspekt Übertragungsrate Antwort-Zeitverhalten Fehlerraten (Vertraulichkeit, Verfügbarkeit, Integrität) Werkzeuge für das Netzwerkmanagement Normungsstand Kosten der Realisierung Entwicklung Beschaffung Aufwand für Netzwartung und management Schulung bautechnische Randbedingungen Koexistenzen mit bestehenden Lösungen 38

Netzwerkmanagement Normungsstand Kosten der Realisierung Entwicklung Beschaffung Aufwand

9 Internet-Dienste WWW Telefonie Streaming Dateidownload 39

10 Beispiel für eine URL Protokoll Host 2nd-Level Domain 1st-Level Domain Datei 40

11 http - hypertext transfer protocol Web-Server Web-Server HTTP Web-Server Web-Browser Web-Client 41

12 HTML (vereinfacht) <html> <head> <title>hallo Welt</title> <head> <body> <b>3200 Euro</b> </body> </html> 42

13 XML (vereinfacht) <xml> <preis> 3200 Euro </preis> </xml> 43

14 InterNet = Interconnected Networks 44

15 Backbone-Ausbau (Beispiel) 45

16 OSI-Modell & Protokollbeispiele Quelle: 46

17 Schichten des ISO-OSI-Referenzmodells Physikalische Schicht: Bereitstellung von Einrichtungen für die physikalische Ankopplung von Systemen an die Datenübertragungseinrichtungen Sicherungsschicht: Sicherung der Datenübertragung auf den einzelnen Übertragungsabschnitten Netzschicht: Bereitstellung von Netzverbindungen für den Informationstransfer Transportschicht: Verbindungen zwischen Endsystemen Sitzungsschicht: Festlegung von Einzelheiten der Kommunikation zwischen den Partnern Darstellungsschicht: Darstellung auszutauschender bzw. ausgetauschter Daten in einer gemeinsamen Sprache. Anwendungsschicht: Vereinbarungen über die zulässigen Anwendungen zwischen den Partnern 47

Netzverbindungen für den Informationstransfer Transportschicht: Verbindungen zwischen Endsystemen Sitzungsschicht: Festlegung von Einzelheiten der Kommunikation zwischen

18 Physikalische Übertragungsmedien Leitergebunden verdrillte Leitungen Thinwire und Backbone Lichtwellenleiter Leiterungebunden Erdrichtfunk und Infrarotlicht Satellitenfunk 48

19 Bewertungskriterien für die Leistungsfähigkeit eines Leitungssystems Datendurchsatz: Der Datendurchsatz eines Rechnernetzes wird in Bit pro Sekunde (Bit/s) angegeben. Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit: Eine Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit von z. B bedeutet, dass 1 Bit von übertragenen Bits fehlerhaft ist. Störanfälligkeit abhängig von den mediumspezifischen Charakteristika die mit dem Medium überbrückbaren Entfernungen Sicherheit (Abhörmöglichkeiten) 49

Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit: Eine Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit von z. B. 10-4 bedeutet, dass 1 Bit von 10.

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