IPv4 und IPv6 - Informatik 4

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12 2 GRUNDLAGEN Darstellungsschicht: (presentation layer) Die Darstellungsschicht regelt die Darstellung der Übertragungsdaten in einer von der darüber liegenden Ebene unabhängigen Form, indem sie die Daten auf eine standardisierte und vereinbarte Weise kodiert. Sitzungsschicht: (session layer) Die Sitzungsschicht ermöglicht den Verbindungsauf- und abbau. Von der Sitzungsschicht wird der Austausch von Nachrichten auf der Transportverbindung geregelt. Sitzungen können z.B. ermöglichen, ob der Transfer gleichzeitig in zwei oder nur eine Richtung erfolgen kann. Kann der Transfer jeweils in nur eine Richtung stattfinden, regelt die Sitzungsschicht, welcher der Kommunikationspartner jeweils an die Reihe kommt. Transportschicht: (transport layer) Die Transportschicht übernimmt den Transport von Nachrichten zwischen den Kommunikationspartnern. Die Transportschicht hat die grundlegende Aufgaben, den Datenfluß zu steuern und die Unverfälschtheit der Daten sicherzustellen. Netzwerkschicht: (network layer) Die Netzwerkschicht hat die Hauptaufgabe eine Verbindung zwischen Knoten im Netzwerk herzustellen. Die Netzwerkschicht soll dabei die übergeordneten Schichten von den Details der Datenübertragung über das Netzwerk befreien. Eine der wichtigsten Aufgaben der Netzwerkschicht ist z.B. die Auswahl von Paketrouten bzw. das Routing von einem Quell- zu einem Zielhost. Die Routen können statisch sein, also sich nur selten ändern oder hochdynamisch sein und für jedes Paket neu für eine optimale Netzauslastung neu bestimmt werden. Die Streuung von Staus, die bei zu vielen Pakten in einem Teilnetz entstehen können, ist auch Aufgabe der Vermittlungsschicht. Ein Problem ist es auch das ein Paket unter Umständen mehrere Netze durchläuft welche die Paketgröße nicht annimmt. Dann muß die Vermittlungsschicht dafür sorgen, dass das Paket fragmentiert und wieder defragmentiert wird. Hingegen ist bei Broadcast-Netze das Routing-Problem einfach, und damit ist die ” Vermittlungsschicht“ dort dünn oder gar nicht vorhanden. Sicherungsschicht: (data link layer) Die Aufgabe der Sicherungsschicht ist die gesicherte Übertragung von Daten. Vom Sender werden hierzu die Daten in Rahmen (frames) aufgeteilt und sequentiell an den Empfänger gesendet. Vom Empfänger werden die empfangenen Daten durch Bestätigungsrahmen quittiert. Bitübertragungsschicht: (physical layer) Die Bitübertragungsschicht regelt die Übertragung 1 von Bits über das Übertragungsmedium. Die Festlegungen auf der Bitübertragungsschicht betreffen im wesentlichen die Eigenschaften des Übertragungsmedium. 2.3.2 TCP/IP-Schichtenmodell Das TCP/IP-Schichtenmodell wird im Großvater aller Rechnernetze, dem APRANET und seinem Nachfolger, dem Internet, eingesetzt [TA02] und wurde schon Mitte der 1970er 2 Jahre entwickelt. 1 Übertragungsgeschwindigkeit, Bit-Codierung, Anschluß, usw. 2 TCP/IP-Modell wurde vor dem ISO-OSI-Modell entwickelt.
2.3 Das ISO-OSI-Referenz und das TCP/IP-Schichtenmodell 13 Das Internet besteht ja bekanntlich aus vielen z.T. heterogenen Netzen. Es musste also eine neue Referenzarchitektur gefunden werden, die die Fähigkeit hat, mehrere heterogene Netze nahtlos zusammenzuschließen. Das bedeutet nichts anderes, als dass Daten eventuell zwischen unterschiedlichen Rechnern mit unterschiedlichen Betriebssystemen, die sich in unterschiedlichen Netzwerktopologien mit unterschiedlichen Protokollen befinden, ausgetauscht werden müssen. Das von Cerf und Kahn entwickelte TCP/IP-Protokoll kann die ” Verbindung“ zwischen heterogenen Netzwerke herstellen. Ein neues Referenzmodell war entstanden, welches im Gegensatz zu dem ISO-OSI-Referenzmodell eine Beschreibung der Protokolle ist. Die Ähnlichkeiten zwischen den beiden Modellen zeigt Abbildung 3. Die verschiedenen Anforderungen führten letztendlich zu der Wahl eines paketvermittelten Netzes auf der Grundlage einer verbindungslosen Vernetzungsschicht. Die einzelnen Schichten werden im Folgenden kurz beschrieben. Application Layer Presentation Layer Application Layer Session Layer Host-to-Host Transport Layer Transport Layer Internet Layer Network Layer Network Access Layer Data Link Layer TCP/IP-Modell Physical Layer ISO/OSI-Referenzmodell Abbildung 3: Vergleich ISO-OSI-Referenzmodell und TCP/IP-Modell Abbildung 4 zeigt das vierschichtige TCP/IP-Modell. Das Hauptaugenmerk liegt wieder auf der Internetschicht (internet layer), da dort das Internet Protokoll definiert ist. Anwendungsschicht: (application layer) Die Anwendungsschicht umfaßt alle höherschichtigen Protokolle des TCP/IP-Modells. Zu den ersten Protokollen der Anwendungsschicht zählten FTP, TELNET und SMTP. Im Laufe der Zeit kamen zu den etablierten Protokollen viele weitere Protokolle wie z.B. DNS und HTTP hinzu. Transportschicht: (transport layer) Wie im OSI-Modell ermöglicht die Transportschicht die Kommunikation zwischen den Quell- und Zielhosts. Im TCP/IP-Referenzmodell wurden auf dieser Schicht zwei Ende-zu-Ende-Protokolle definiert: das Transmission Control Protocol (TCP) und das User Datagram Protocol (UDP).
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