17 Darstellungsschicht (Schicht 6) - fh-aachen.de Zielinski

Netzwerktechnik Aachen, den 16.06.03
Stephan Zielinski
Dipl.Ing Elektrotechnik
Horbacher Str. 116c
52072 Aachen
Tel.: 0241 / 174173
zielinski@fh-aachen.de
zielinski.isdrin.de
17 Darstellungsschicht (Schicht 6)
17.1 Aufgaben der Darstellungsschicht
Die Aufgabe der Darstellungsschicht besteht darin, die Daten in einer Form darzustellen, die vom
empfangenden Gerät erkannt wird. Um sich dieses Konzept zu verdeutlichen, denken Sie an zwei
Personen, die verschiedene Sprachen
sprechen. Die einzige Art, sich zu
verständigen, besteht darin, dass eine
dritte Person als Dolmetscher fungiert.
Die Darstellungsschicht dient als
Dolmetscher für Geräte, die über ein
Netzwerk kommunizieren.
Die Darstellungsschicht, erfüllt drei
Hauptfunktionen. Diese sind:
• Datenformatierung (Darstellung)
• Datenverschlüsselung
• Datenkompression
17.2 Funktionsweise der Darstellungsschicht
Nachdem die Darstellungsschicht die Daten
von der Anwendungsschicht empfangen hat,
wendet sie eine oder alle ihre Funktionen auf
die Daten an, bevor sie sie an die
Sitzungsschicht sendet. An der
Empfängerstation nimmt die
Darstellungsschicht die Daten von der
Sitzungsschicht entgegen und führt die
erforderlichen Funktionen aus, bevor sie die
Daten an die Anwendungsschicht weiterleitet.
Um die Funktionsweise der Datenformatierung
zu verstehen, stellen Sie sich zwei ungleiche
Systeme vor. Das erste System verwendet für
die Bildschirmdarstellung von Zeichen den
Extended Binary Coded Decimal Interchange
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Code (EBCDIC), das zweite System den American Standard Code Internet Interchange (ASCII).
(Hinweis: Die meisten PCs arbeiten mit ASCII, während Mainframe-Computer traditionellerweise
EBCDIC einsetzen.) Schicht 6 übernimmt die Übersetzung zwischen diesen beiden
unterschiedlichen Code-Typen.
17.3 Standards der Darstellungsschicht
17.3.1 Grafikformate
Über Schicht 6-Standards wird auch die Darstellung von Grafikbildern festgelegt. Die folgenden
drei Standards gehören auch dazu:
• PICT - Bildformat, das für die Übertragung von QuickDraw-Grafiken zwischen Programmen
auf dem MAC-Betriebssystem verwendet wird
• TIFF - Format für Bit-Map-Grafiken mit hoher Auflösung
• JPEG - Format der Joint Photographic Experts Group
17.3.2 Audio und Filmformate
Über weitere Schicht 6-Standards wird die Darstellung von Audiodaten und Filmen festgelegt.
Dazu gehören u. a. die folgenden Standards:
• MIDI - (Musical Instrument Digital Interface) für digitalisierte Musik
• MPEG - (Motion Picture Experts Group) Standard für die Kompression und Kodierung von
bewegten Videodarstellungen für CDs, digitale Speicherung und Bitraten von bis zu
1,5 Mbit/s.
• QuickTime - Standard für Audio- und Videodaten für Programme auf einem MAC-
Betriebssystem
ASCII und EBCDIC werden für das Formatieren von Text eingesetzt. ASCII-Textdateien enthalten
nur Zeichen und keinerlei aufwendige Formatierungsbefehle, wie sie von
Textverarbeitungsprogrammen auf ein Dokument angewendet werden. Ein Beispiel für eine
Anwendung, die Textdateien verwendet und erstellt ist Notepad. Textdateien haben üblicherweise
die Erweiterung .txt. EBCDIC ist ASCII sehr ähnlich, da auch hier keinerlei aufwendige
Formatierung verwendet wird. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Codes besteht darin,
dass EBCDIC vorwiegend auf Mainframe-Computern eingesetzt wird, während ASCII auf PCs
verwendet wird.
Ein weiteres gängiges Dateiformat ist das Binärformat. In Binärdateien sind speziell codierte Daten
enthalten, die nur von bestimmten Software-Anwendungen gelesen werden können. Programme
wie FTP verwenden Binärdateien, um Daten zu übertragen.
Netzwerke arbeiten mit vielen verschiedenen Dateitypen. In einem vorangegangenen Abschnitt
wurden Grafikdateiformate kurz angesprochen. Im Internet werden zwei Dateiformate für die
Grafikdarstellung verwendet: Graphic Interchange Format (GIF) und Joint Photographic Experts
Group (JPEG). Jeder Computer mit einem Leser für die Dateiformate GIF und JPEG kann diese
Dateitypen lesen. Der Computer-Typ spielt dabei keine Rolle.
Leser sind Softwareprogramme, die Grafiken eines bestimmten Dateityps darstellen können.
Einige Programme können verschiedene Grafiktypen lesen und Dateien von einem Typ in einen
anderen konvertieren. Web-Browser können Grafikdateien in einem dieser beiden Formate
darstellen, ohne dafür zusätzliche Software zu benötigen.
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17.3.3 Beispiele für Formate
Ein weiteres Beispiel für eine Binärdatei ist das Multimedia-Dateiformat, das Audio-, Musik- und
Videodaten speichern kann. Audiodateien weisen im Allgemeinen eine der beiden folgenden
Betriebsarten auf: Sie können erst vollständig heruntergeladen und anschließend abgespielt
werden, oder sie können während des Abspielvorgangs heruntergeladen werden. Das zweite
Verfahren wird als Streaming Audio bezeichnet. Windows verwendet das WAV-Format für Audiound
das AVI-Format für Dateien mit bewegten Bildern. Zu den gängigeren Videoformaten gehören
MPEG, MPEG2 und Macintosh QuickTime.
Ein weiteres Beispiel für einen Dateiformattyp ist die Markup-Sprache. Dieses Format dient als ein
Satz von Anweisungen, die einem Web-Browser Befehle für die Darstellung und Verwaltung von
Dokumenten geben. Die Hypertext Markup Language (HTML) ist die Sprache des Internets. Über
HTML-Anweisungen wird einem Browser mitgeteilt, ob er Text oder einen Hyperlink auf eine
andere URL darstellen soll. HTML ist keine Programmiersprache, sondern ein Satz von
Anweisungen für die Darstellung einer Seite.
17.4 Verschlüsselung und Kompression
Schicht 6 ist für die Datenverschlüsselung zuständig Durch die Datenverschlüsselung werden die
Informationen während der Übertragung geschützt. Bei Finanztransaktionen (z. B. bei der
Übermittlung von Kreditkartendaten) wird die Verschlüsselung zum Schutz sensibler Daten bei
deren Übertragung über das Internet eingesetzt. Ein Schlüssel wird für das Verschlüsseln der
Daten an der Quelle und für das anschließende Entschlüsseln der Daten am Ziel eingesetzt
Die Darstellungsschicht ist darüber hinaus für die Kompression von Dateien verantwortlich. Die
Kompression erfolgt über Algorithmen (komplexe mathematische Formeln), mit denen die Größe
der Datei reduziert wird. Der Algorithmus durchsucht die Datei nach sich wiederholenden Bit-
Mustern und ersetzt diese durch ein Token. Bei einem Token handelt es sich um ein wesentlich
kürzeres Bit-Muster, das das längere Muster repräsentiert. Dies lässt sich vergleichen mit einem
Spitznamen (z. B. Kati), der dem Token entspricht, und seiner Beziehung zum vollständigen
Vornamen (in diesem Fall Katharina).
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