Grundlagen der Kommunikationstechnik - Wirtschaftsinformatik HTW ...

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Horst Kunhardt, FH-Deggendorf Kommunikationstechnik 4. Paketübertragung, Netztechnologie ....................................................................................41 4.1. Pakete, Rahmen, Fehlererkennung..............................................................................41 4.1.1. Das Paket-Konzept..............................................................................................41 4.1.2. Pakete und das Zeitmultiplexverfahren...............................................................43 4.1.3. Pakete und Hardwarerahmen ..............................................................................43 4.1.4. Datenstopfen .......................................................................................................44 4.1.5. Übertragungsfehler..............................................................................................45 4.1.6. Paritätsbits und Paritätsprüfung ..........................................................................45 4.1.7. Fehlererkennung..................................................................................................46 4.1.7.1. Prüfsummen ................................................................................................47 4.1.7.2. Zyklische Redundanzprüfung .....................................................................47 4.1.7.3. Burstfehler...................................................................................................48 4.1.7.4. Rahmenformat und Fehlererkennungsmechanismen ..................................48 4.2. LAN-Technologien und Netztopologien ....................................................................49 4.2.1. Direkte Punkt-zu-Punkt-Kommunikation...........................................................49 4.2.2. Gemeinsame Kommunikationskanäle.................................................................50 4.2.3. Bedeutung von LANs..........................................................................................50 4.2.4. LAN-Topologien.................................................................................................51 4.2.4.1. Bustopologie ...............................................................................................51 4.2.4.2. Ringtopologie..............................................................................................52 4.2.4.3. Sterntopologie .............................................................................................53 4.2.5. Beispiel eines Busnetzes: Ethernet .....................................................................54 4.2.5.1. CSMA/CD...................................................................................................56 4.2.5.2. Effizienzbetrachtungen zu Ethernet ............................................................58 4.2.6. Beispiel eines Busnetzes: LocalTalk...................................................................60 4.2.7. Beispiel eines Ringnetzes: Token Ring ..............................................................61 4.2.8. Beispiel eines Ringnetzes: FDDI ........................................................................63 4.2.9. Beispiel eines Sternnetzes: ATM........................................................................64 4.3. Hardwareadressierung und Rahmentypen ..................................................................69 4.3.1. Spezifikation eines Empfängers..........................................................................69 4.3.2. LAN-Hardware filtert Pakete anhand von Adressen ..........................................70 4.3.3. Hardwareadressen ...............................................................................................71 4.3.4. Broadcasting........................................................................................................72 4.3.5. Mulitcasting ........................................................................................................72 4.3.6. Rahmenheader und Rahmenformat.....................................................................73 4.3.7. Netzwerkanalyse, Hardwareadressen, Rahmentypen .........................................74 4.4. LAN-Vernetzung, Schnittstellenhardware..................................................................75 4.4.1. Netzwerk-Schnittstellenhardware .......................................................................75 4.4.2. Vernetzung mit 10Base-T ...................................................................................76 4.5. LAN-Erweiterung: optische Modems, Repeater, Bridges, Switches..........................77 4.5.1. Optische Modems ...............................................................................................77 4.5.2. Repeater ..............................................................................................................77 4.5.3. Bridges ................................................................................................................78 4.5.4. Switches ..............................................................................................................80 4.6. WAN-Technologien und Routing...............................................................................83 4.7. Protokolle und Schichten ............................................................................................87 Seite 2
Horst Kunhardt, FH-Deggendorf Kommunikationstechnik 4. Paketübertragung, Netztechnologie Ein grundlegendes Konzept der Rechnernetze ist das Paket-Konzept, mit dem anstatt einzelner Bits mehrere Datenbytes über das Netz übertragen werden. So werden z.B. über das Internet die Daten in Form von Paketen übertragen. Jedes Paket enthält neben dem eigentlichen Inhalt Informationen über den Absender und den Empfänger. Informationen über den einheitlichen Aufbau der Pakete sind z.B. in Protokollen wie TCP/IP geregelt. Die folgenden Kapitel beschreiben das Paket-Konzept und die Art, wie die unterschiedlichen Netztechnologien Pakete austauschen. 4.1. Pakete, Rahmen, Fehlererkennung Sender und Empfänger müssen bei der Paketübertragung ihre Aktionen koordinieren und auch die Möglichkeit der Fehlerkorrektur vorsehen. Pakete werden in einem zeichenorientierten Netzwerk mit einem Rahmenformat implementiert. 4.1.1. Das Paket-Konzept Ein paketorientiertes Netzwerksystem teilt die zu übertragenden Daten in Blöcke, sog. Pakete (packets) auf, die dann versendet werden. Ein derartiges Netzwerk wird auch als Paketvermittlungsnetz oder paketvermittelndes Netz (packet switching network) bezeichnet. Für den Begriff „Paket“ gibt es in den unterschiedlichen Netzwerktechnologien, wie z.B. Ethernet, ATM, FDDI, unterschiedliche Bezeichnungen: • Rahmen • Block • Zelle • Segment Ein Beispiel soll das Paket-Konzept verdeutlichen: Angenommen eine E-Mail mit 3.500 Bit soll übertragen werden. Das zugrundeliegende Beispiel-Netzwerk verwendet Pakete fester Größe von 1024 Bit. Der sog. Header, das ist ein Vorspann der Verwaltungsinformation für das Paket enthält, ist 96 Bit lang, der sog. Trailer, der das Ende des Pakets kennzeichnet und evtl. Fehler korrigiert, ist 32 Bit lang. Es stehen also 896 Bit für Nutzdaten (payload, body, data) zur Verfügung. Für die Übertragung der 3.500 Bit sind also 4 Pakete erforderlich (3.500 / 896). Drei Pakete enthalten 896 Bit an Nutzdaten, 1 Paket enthält 812 Bit an Nutzdaten. Die folgende Abbildung zeigt die Aufteilung eines Beispiel-Pakets: Seite 41
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