Computervermittelte Kommunikation

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Kapitel 6A: Schichtübergreifendes

von Margarete Payer

mailto: payer@hdm-stuttgart.de

Zitierweise / cite as:

Payer, Margarete <1942 - >: Computervermittelte Kommunikation. -- Kapitel 6A: Schichtübergreifendes. -- Fassung vom 2003-10-08. -- URL: http://www.payer.de/cmc/cmcs06a.htm. -- [Stichwort].

Erstmals publiziert: 1995

Überarbeitungen: 1997-06-23; 1999-05-31 [Neubearbeitung und Erweiterung]; 2002-05-24 [Revision]; 2003-10-08 [Kleine Änderungen]

Anlass: Lehrveranstaltungen an der HdM (früher: HBI) Stuttgart

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Dieser Text ist Teil der Abteilung Computervermittelte Kommunikation von Tüpfli's Global Village Library. 

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6.0. Übersicht

Diese Kapitel behandelt Elemente, Begriffe u.ä., die für CMC wichtig sind und die nicht nur einer einzigen OSI- bzw. Internetprotokoll-Schicht zugeordnet werden können.

6.1. Schnittstellen (Interface)

Eine Schnittstelle (Interface) ist der definierte Übergang zwischen Teilen, Komponenten oder Schichten eines Übertragungssystems.

Eine Schnittstelle wird festgelegt durch:

6.2. Synchronisierung

Synchronisierung ist die zeitliche Abstimmung von Datenübermittlungs- und Datenempfangsstationen zur geregelten Übertragung von Signalen.

Synchronisierung ist notwendig, damit die übertragenen Signale korrekt interpretiert werden können: wo z.B. eine Nachricht beginnt, wo ein Zeichen beginnt u.ä. Synchronisierung geschieht durch Bildung eines Rahmens, d.h. eine Einheit von zusammenhängend übertragenen Bits.

Bei sog. asynchroner Übertragung ist der Rahmen 5-8 Bit (ein ASCII Zeichen) groß, am Anfang und Ende jedes Zeichens stehen Synchronisationssignale: am Anfang ein Start-Bit, am Ende ein Stop-Bit. Über Telephonleitungen ist asynchrone Übertragung bis 28.800 bps möglich.

Bei sog. synchroner Übertragung ist der Rahmen mehrere KB groß. Am Anfang und Ende stehen Synchronisationssignale. Diese heißen z.B.

Synchrone Übertragung ist effizienter als asynchrone Übertragung, da viel weniger Synchronisationssignale übertragen werden müssen.

Asynchrone Übertragung:

START ZEICHEN PARITY STOP START ZEICHEN PARITY STOP ...

Synchrone Übertragung:

START ZEICHEN ZEICHEN ZEICHEN ZEICHEN ZEICHEN ZEICHEN PRÜF STOP

6.3. Betriebsarten (operations mode): Übertragungsrichtung

6.4. Beziehung zwischen den Kommunikationspartnern

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Abb.: Unterschiedliche Möglichkeiten der Verteilung derselben Aufgabe zwischen Client und Server

Weiterführende Ressourcen:

FAQ:

Ressourcen in Printform:

Orfali, Robert: The essential client/server survival guide / Robert Orfali, Dan Harkey, Jeri Edwards. -- 2. ed. -- New York [u.a.] : Wiley, ©1996. -- 676 S. : Ill. -- ISBN 0-471-15325-7. -- [Empfehlenswerte Einführung in die neueren Entwicklungen]. --  {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}

6.5. Multiplexing

Multiplexing ist die gemeinsame Nutzung einer Verbindung durch mehrere parallele oder zumindest quasiparallele Nutzer.

Im Prinzip ist Multiplexing auf jeder Schicht möglich. In den ISO-Protokollen wird Multiplexing auf dem Presentation- und dem Session-Layer nicht unterstützt.

6.6. Namen, Adressen, Routen

  • Name = was man sucht (in eher umgangssprachlicher Form)
  • Adresse = wo sich das mit dem Namen bezeichnete Objekt befindet
  • Route = wie man dorthin gelangt

Die Verwendung von Namen neben Adressen und Routen hat den Vorteil, dass man z.B. einen Rechner von einem Ort zu einem anderen bewegen kann (auch in ein anderes Netzwerk), ohne seinen Namen zu verändern. Verändert man die Netztopologie, so kann man dies tun, indem man die Route für die Namen und Adressen ändert, ohne die Namen und Adressen selbst verändern zu müssen.

6.7. Dienste (services)

Dienste sind Kommunikationsformen in Netzen. Während Netze die physische Grundlage (das Transportmedium) für Kommunikation sind, nutzen Dienste Netze, um dem Benutzer Leistungen anzubieten.

Während früher alle Dienste getrennt waren, geht die Entwicklung immer mehr dahin, alle Dienste in einem Dienst zu integrieren. Ein erster Schritt zu dieser Integration ist ISDN, in der Mobilkommunikation ist eine solche Integration mit den zellularen Netzwerken der dritten Generation geplant, die digital (zweite Generation) und datenorientiert sind (vor allem  ist hier UMTS  -- Universal Mobile Telecommunications System zu nennen).

Wichtige (heute weitgehend integrierte) Dienste sind:

6.8. Klassifikation von Diensten (Services): Verbindungsarten

Connection-oriented service bzw. connectionless service bezieht sich immer auf bestimmte Protokollschichten. Bei einem auf Schicht 2 connectionless service können also höhere Protokollschichten connection-oriented sein und die Funktionen der Verbindungskontrolle übernehmen. So sind verschiedene Kombinationen von connectionless und connection-oriented service innerhalb des OSI-Modells möglich.

6.9. Parameter zur Bestimmung der Qualität von Diensten (Quality of service parameters)

Grundparameter zur Bestimmung der Qualität von Diensten sind:

Für die folgenden (ausführlicheren) Parameter sind wünschenswerte Werte, höchstzulässige Werte und (teilweise) unterschiedliche Güteklassen definiert.

6.9.1. Parameter die sich auf eine einzelne Übertragung beziehen (connectionless oder connectionful)

6.9.2. Parameter, die sich auf eine größere Anzahl von Übertragungen beziehen (Connectionless oder connectionful)

6.9.3. Parameter, die sich nur auf connectionful services beziehen

6.10. Codierung und Decodierung

Codierung ist die eindeutige Zuordnung zwischen Zeichen aus einem Zeichenvorrat zu Zeichen aus einem anderen Zeichenvorrat.

Codierung kann als Ziel haben:

Wichtige Codes:

Codewandler (Codeumsetzer) formen einen Quellcode (Ursprungscode) in den Zielcode um.

Das Datenformat (Übertragungsformat) definiert die Form der Darstellung binärer Informationen als Spannungssignale.

6.11. Signal-Kompression und Datenreduktion

Das Ziel von Kompression und Datenreduktion ist, Signale nur in dem Umfang zu übertragen, wie es für den Empfänger nötig ist.

Es geht u.a. um den Ausschluss von

Unterscheide:

Weiterführende Ressourcen zu Signal-Kompression und Datenreduktion:

FAQ:

6.11.1. Kompressionsverfahren ohne Datenverlust

Grundlegende Kompressionstechniken:

Für Grafiken sind die bekanntesten Kompressionsverfahren ohne Datenverlust:

6.11.2. Kompressionstechniken mit Datenverlust: Datenreduktionsverfahren

Bei Datenreduktion wird die Datenmenge möglichst auf den Umfang reduziert, wie für die Rekonstruktion des Signals nach der Übertragung unbedingt erforderlich ist.

Datenreduktionsverfahren zur Speicherung von Multimedia:

Datenreduktionsverfahren nach Modem-Protokollen s. bei Modem

Beispiele für Datenreduktionsverfahren zur Datenübertragung (besonders wichtig für multimediale Übertragungen):

Weiterführende Ressourcen zu Datenreduktionsverfahren :

FAQ:

6.12. Fehlerkontrolle und Fehlerbehandlung

Fehlerkontrolle und Fehlerbehandlung sind auf jeder Schicht möglich.

Es gibt grundsätzlich zwei Strategien:

Normalerweise bevorzugt man ARQ, da dies kleinere Datenmengen erfordert.

Fehlererkennung nach ARQ geschieht meist durch Checksummen (Checkquotienten u.ä.).

Checksummenverfahren beruhen oft auf

  Zeichen Querparitätsbit
  0000 0
  0001 1
  0010 1
Längsparitätsbits 0011  

Die Fehlerkorrektur über Rechnergrenzen hinaus beruht meist nicht auf automatischer Fehlerkorrektur (FEC), sondern auf positiver oder negativer Bestätigung durch den Empfänger und nochmaligem Senden im Falle von Diskrepanzen (ARQ). Dies bedeutet, dass der Sender ein abgesendetes Datenpaket bis zum Eintreffen der positiven Bestätigung speichern muss. Außerdem muss ein Timeout vereinbart sein, nach dem das Datenpaket automatisch nochmals gesendet wird, damit der Absender nicht im Falle, dass ein Datenpaket völlig verlorengeht, unbegrenzt lange auf eine Bestätigung wartet.

6.13. Betriebsmittelverwaltung

Ziel der Verfahren der Betriebsmittelverwaltung in Rechnernetzen ist es, Überlast zu vermeiden und gemeinsame Mittel "gerecht" zu verteilen (congestion control).

6.14. Arten von Datenkanälen

6.15. Topologien

Obwohl Topologien meist nur im Zusammenhang mit den unteren OSI-Schichten behandelt werden, werden die verschiedenen Topologien tatsächlich auf allen Schichten benötigt.

Unterscheide:

Grundformen von Topologien (Topologien können in einem Netz vermischt auftreten):

 

Abbildungen zu den Grundformen von Topologien:

cmc0610.gif (4357 Byte)

Abb.: Topologien 1: vermascht

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Abb.: Topologien 2: Stern

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Abb.: Topologien 3: Vermaschter Ring

cmc0613.gif (3562 Byte)

Abb.: Topologien 4: Ring-Bus

cmc0614.gif (4575 Byte)

Abb.: Topologie 5: Baum

cmc0615.gif (4354 Byte)

Abb.: Topologie 6: Bus

 

6.16. Switching (Vermittlung)

Nur bei vollständig vermaschten Netzen muss dem Datenpaket beim Absenden keine Adressangabe mitgegeben werden. Im Regelfall wird ein Datenpaket in einem Netz von Knoten zu Knoten weitergeleitet. Diese Weitervermittlung nennt man Switching. Reine Broadcast-Netze (Busnetze) benötigen kein Switching, da jedes Datenpaket jeden möglichen Empfänger erreicht und der Empfänger die für ihn bestimmten Daten herausfischt.

Arten von Switching (Vermittlung):

Weiterführende Ressourcen zur Vermittlung:

Ressourcen in Printform:

Siegmund, Gerd: Technik der Netze. -- 3., neubearb. und erw. Aufl. -- Heidelberg : Decker, ©1996. -- 801 S. : Ill. -- (Fachwissen Telekommunikation). -- ISBN 3778526375. -- Bis 2. Aufl. u.d.Titel: Grundlagen der Vermittlungstechnik. --  {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}

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