Grundlagen lokaler Netzwerke und das OSI-Modell

Grundlagen lokaler Netzwerke

Lokale Netzwerke sind als eine geordnete Menge von Protokollen organisiert, die auf einer genau definierten Topologie basieren und die Verbindung zwischen den Computern im Netzwerk festlegen.

Für unsere Studie definieren wir einen Host oder Knoten als einen Computer mit Netzwerkfähigkeit, der in der Lage ist, Netzdienste zu nutzen oder bereitzustellen. Technisch gesehen sind Host und Knoten gleichbedeutend, auch wenn sie in der Telematik unterschiedlich verwendet werden.

• Client: Ein Computer im Netzwerk, der die Dienste eines anderen Computers (Servers) in Anspruch nimmt.
• Abgeschlossenes System: Ein Computer, der nicht in der Lage ist, telematisch mit der Außenwelt zu kommunizieren.
• Verteiltes System: Ein Netzwerk von Computern, bei dem die Existenz mehrerer Rechner für den Benutzer völlig transparent ist.

Netzwerkarchitekturen

Client-Server-Netze: Die Server sind oft dediziert, das heißt, sie erfüllen ausschließlich die Rolle, einen oder mehrere Dienste anzubieten. Ein Beispiel für ein Netzwerk-Betriebssystem in diesem Bereich ist Novell NetWare.

Peer-to-Peer: Hier kann jedes Netzwerk-Betriebssystem sowohl als Client als auch als Server agieren. Jeder Netzknoten kann Dienste für andere bereitstellen.

Das OSI-Modell und Netzwerkschichten

Die ersten drei Ebenen des OSI-Modells (physische Ebene, Sicherungsschicht und Netzwerkschicht) sind netzwerkorientiert und befassen sich mit der physischen Umgebung und dem Transport des Trägersignals. Die letzten drei Ebenen (Sitzung, Präsentation und Anwendung) sind benutzerorientiert. Die Transportschicht fungiert als Übergang zwischen diesen beiden Bereichen.

Protokollgruppen

• Gruppe 1: System-Management-Protokolle zur Verwaltung der Interconnection Network Systems.
• Gruppe 2: Management-Protokolle für Anwendungen (Kontrolle, Zugriffsberechtigungen, Ressourcenverteilung).
• Gruppe 3: Systemprotokolle für den Zugriff auf Betriebssystemfunktionen wie Dateizugriff oder Remote-Ausführung.
• Gruppe 4 und 5: Anwendungsspezifische Protokolle zur Definition von Kommunikationskanälen zwischen Anwendungen.

IP-Adressklassen

• Klasse A: Ein Byte für die Netzwerkkennung, drei Byte für Stationen.
• Klasse B: Zwei Byte für die Netzwerkadresse, zwei Byte für Stationen.
• Klasse C: Drei Byte für die Netzwerkkennung, ein Byte für das Host-Feld.

Die unteren Schichten des OSI-Modells

Physikalische Ebene

Definiert mechanische, elektrische und funktionelle Merkmale, um Verbindungen zwischen zwei Rechnern aufzubauen. Die Übertragung erfolgt bitweise.

Sicherungsschicht (Link Layer)

Sorgt für eine fehlerfreie Kommunikationsleitung. Sie arbeitet mit Datenblöcken (Frames) und kümmert sich um Fehlerbehandlung, Duplikaterkennung und Flusssteuerung.

Netzwerkschicht (Network Layer)

Die primäre Funktion ist das Routing, also die Wahl des besten Pfades für Datenpakete zum Ziel.

Das ARPANET und TCP/IP

Das ARPANET entstand als WAN-Netzwerk des US-Verteidigungsministeriums. Die dort entwickelten Protokolle bilden heute die Basis der Internet-Architektur:

• IP (Internet Protocol): Ein verbindungsloses Protokoll für die Zusammenschaltung von WAN- und LAN-Netzwerken.
• TCP (Transmission Control Protocol): Ein verbindungsorientiertes, sicheres Protokoll, ideal für E-Mail und Client-Server-Anwendungen.