Grundlagen Flashcards
Dienst
Dienste sind von Netzen oder Schichten (siehe OSI-Modell) bereitgestellte Kommunikationsfunktionen
Dienstprimitiv
Dienstprimitive sind die einzelnen Funktionen, welche ein Dienst anbietet
Diensterbringer
Bereitsteller des Dienstes
Instanz
Eine Instanz ist eine an der Erbringung des Dienstes aktiv beteiligte Komponente
Protokoll
Ein Protokoll beschreibt nach welchen Regeln Softwareinstanzen, welche an der
Erbringung von Diensten beteiligt sind, miteinander interagieren.
Schichten
Funktionalität des Diensterbringers fur Modularität in Schichten aufgeteilt. Dienste
werden von einer Schicht in einer Schichtenstruktur an die nächsthöhere (abstraktere) Schicht
bereitgestellt. Andersrum greift eine Schicht auf die Dienste der unterliegenden Schicht zu.
vier Diensttypen
Request (Req), Indication (Ind), Response (Rsp) und Confirmation (Cnf
)
Dienstleistung
Connect (Con), Data (Dat), Abort (Abo) oder Disconnect (Dis)
Dienstdateneinheit SDU (Service Data Unit)
Daten, welche von einer Schicht übertragen ¨
werden sollen
Schnittstellenkontrollinformationen ICI (Interface Control Information)
Enthält Informationen
über den zu erbringenden Dienst, z.B. Länge der SDU
Schnittstellendateneinheit IDU (Interface Data Unit)
SDU und ICI
Protokollkontrollinformationen PCI (Protocol Control Information)
Kontrollinformationen,
welche zwischen den einzelnen Instanzen dieser Schicht ausgetauscht werden sollen.
Protokolldateneinheit PDU (Protcol Data Unit)
PCI und SDU
OSI : 1.Bitübertragungsschicht
Digitale Datenübertragung, ¨
z.B. Ethernet
OSI : 2.Sicherungsschicht
Gewährleisten von zuverlässiger und fehlerfreier
Übertragung, ¨
z.B. MAC, ALOHA, Token Ring
OSI: 3.Vermittulungsschicht
Vermittlung von Paketen und Routing,
z.B. IP, ICMP
OSI: 4.Transportschicht
Ende-zu-Ende-Kommunikation,
z.B. TCP, UDP.
OSI: 5.Sitzungschicht
Synchronisierter Datenaustausch,
z.B. HTTP
OSI: 6.Darstellungsschicht
Übersetzer zwischen Datenformen, ¨
z.B. HTTP
OSI: 7.Anwendungsschicht
Anwendungsspezifische Daten,
z.B. HTTP.
TCP/IP :1.Host-to-Network Layer
Datenübertragung von Punkt zu Punkt, ¨
z.B. WLAN, Token Ring, (R)ARP
TCP/IP :2. Internet Layer:
Weitervermittlung von Paketen und
Routing, z.B. IP, ICMP.
TCP/IP: 3. Transport Layer:
Ende-zu-Ende-Kommunikation,
z.B. TCP, UDP
TCP/IP: 4. Application Layer:
Austausch von anwendungsspezifischen
Daten,
z.B. HTTP, DNS.
Schritt
Minimales Zeitintervall für die Änderung des Signals
Schrittgeschwindigkeit
Schritte pro Zeiteinheit (1 baud = 1/s)
Zweiwertiges Signal
Übertragung eines Bits pro Signal (binär).
Mehrwertiges Signal:
Übertragung von mehreren Bits pro Signal (z.B. DIBIT, 2 Bit pro Signal,
also quaternär, 4 Werte)
Übertragungsgeschwindigkeit
baud · log2
(n) Bit, mit n der Anzahl der Bits pro Signal
NRZ-L (wichtig)
Bei 1: hoher Pegel.
Bei 0: niedriger Pegel
NRZ(I)-M/ Diff. NRZ (wichtig)
Bei 1: Pegel wechseln.
Bei 0: Pegel halten.
NRZ(I)-S
Bei 1: Pegel halten.
Bei 0: Pegel wechseln.
RZ
Bei 1: hoher Pegel, halten, dann wieder neutral,
halten.
Bei 0: niedriger Pegel, halten, dann wieder neutral,
halten.
Uni-RZ
Bei 1: hoher Pegel, halten, dann wieder neutral,
halten.
Bei 0: neutral halten.
Bi-RZ
Bei 1: abwechselnd hohen bzw. niedrigen Pegel,
halten, dann neutral, halten.
Bei 0: neutral halten
Manchester(wichtig)
Bei 1: hoher Pegel, halten, dann niedriger Pegel,
halten.
Bei 0: niedriger Pegel, halten, dann hoher Pegel,
halten
Bi-S
Bei 1: Pegel halten.
Bei 0: Pegel halten, dann wechseln, halten.
Bi-M
Bei 1: Pegel halten, dann wechseln, halten.
Bei 0: Pegel halten.
Diff. Manchester (wichtig)
Bei 1: Pegel halten, dann wechseln, halten.
Bei 0: Wechseln, halten, dann wieder wechseln und
halten.
Amplitudenmodulation
Übertragung durch Veränderung der Amplitude. Störanfällig
Frequenzmodulation
Veränderung der Übertragungsfrequenz
Phasenmodulation
Übertragung durch Phasensprünge. Bestes Verfahren.
Quadraturamplitudenmodulation (QAM)
Kombination der Verfahren
2^n
-
QAM kodiert n Symbole in einem Taktschritt und hat dann 2^n Zustände
Nyquist für einen ¨ störungsfreien Kanal
die maximale Datenrate in Bit pro Sekunde:
2 · B · log2
(n) (B die Bandbreite und n die Anzahl diskreter Signalstufen ist. Falls n-QAM verwendet wird, so
ist n die Anzahl der diskreten Signalwerte=
Shannon ist die maximale Datenrate bei einem Kanal mit zufälligem Rauschen
B · log2
(1 + S/N)
(S/N ist der Signal-Rausch-Abstand. Dieser wird oft in Dezibel angegeben, dann ist S/N = 10^(x/10)
.)
Betriebsarten eines Kanals
- simplex: Senden nur in eine Richtung möglich.
- halbduplex: Senden ist nur in eine Richtung erlaubt und Wechsel der Senderichtung ist möglich.
- duplex: Senden in beide Richtungen gleichzeitig möglich
Multiplexing
• Raummultiplex: Zusammenfassung mehrerer physikalischer Leitungen. Z.B. Bundelung von
Adernpaaren in Kupferkabeln.
• Zeitmultiplex: Der Zugriff auf das Medium erfolgt zeitlich versetzt, sodass zu jedem Zeitpunkt
nur ein Sender über das Medium senden kann. ¨
• Frequenzmultiplex und Wellenlängenmultiplex: Man teilt die Bandbreite auf die Sender auf.
• Codemultiplex: Beim Codemultiplex können alle Sender gleichzeitig im gleichen Frequenzband
senden. Die zu sendenden Nutzdaten werden mit einer für den Sender eindeutigen Pseudo-
zufallszahl (der Chipping-Sequenz) XOR-verknupft. So kann der Empfänger das Original
rekonstruieren. Man beachte dass jedes Bit der Nutzdaten immer mit der kompletten ChippingSequenz
verknüpft wird, und dass die Chipping-Sequenz auch bzgl. einer Invertierung eindeutig
sein muss.
Raummultiplex
Zusammenfassung mehrerer physikalischer Leitungen. Z.B. Bundelung von
Adernpaaren in Kupferkabeln
Zeitmultiplex
Der Zugriff auf das Medium erfolgt zeitlich versetzt, sodass zu jedem Zeitpunkt
nur ein Sender über das Medium senden kann
Frequenzmultiplex und Wellenlängenmultiplex
Man teilt die Bandbreite auf die Sender auf
Codemultiplex
Beim Codemultiplex k¨onnen alle Sender gleichzeitig im gleichen Frequenzband
senden. Die zu sendenden Nutzdaten werden mit einer fur den Sender eindeutigen Pseudo- ¨
zufallszahl (der Chipping-Sequenz) XOR-verknupft. So kann der Empfänger das Original
rekonstruieren. Man beachte dass jedes Bit der Nutzdaten immer mit der kompletten ChippingSequenz
verknupft wird, und dass die Chipping-Sequenz auch bzgl. einer Invertierung eindeutig ¨
sein muss
Sicherungsschicht
Daten sollen vollständig und fehlerfrei übertragen werden,mit Anforderungen : Synchronisation, Codetransparenz, Fehlererkennung- und
Behandlung, Flusskontrolle, Koordinierter Medienzugriff und Steuerung
Bit Stuffing
Wenn eine bestimmte Bitfolge etwa zur Rahmenbegrenzung verwendet wird, muss sie naturlich in den ¨
Nutzdaten, falls sie vorkommt, ersetzt werden
Übertragungsfehler
Die Bitfehlerrate ist:
Summe gestörte Bits/
Summe übertragene Bits
.
Parität
Zur Fehlererkennung kann ein Parit¨atsbit an Daten angehangen werden. Bei gerader Parit¨at ist die
Anzahl der Einsen (einschließlich Parity-Bit) gerade. Ungerade Parität analog
Cyclic Redudancy Check
Senden:Bitfolge + PolynomGröße/Generator Polyno = Übertragung,
Empfangen: Gesendetes/Generatorpolynom = kein rest –> fehlerfrei
Hamming-Code
Der Hamming-Code erlaubt Fehlerkorrektur von einem Bit mit (bewiesen) minimalem Overhead
Eine Bitfolge wird kodiert, indem an allen Positionen, die eine Zweierpotenz sind, ein Paritätsbit
eingefügt wird. Ein Paritätsbit an der Position 2^n−1 pruft dann alle Bits an Positionen mit Bit n auf
1 (dies beinhaltet dann auch die Paritätsbits selber).
Fehlerbehebung
Stop-and-Wait: Sende einen Rahmen und warte auf eine Bestätigung (ACK fur “Acknowledge- ¨
ment”), bevor den nächsten Rahmen gesendet werden darf. Ein Empfänger kann auch NAKs
(“No Acknowledgement”) senden, wenn er fehlerhafte Rahmen empfangen hat. Ebenfalls kann
der Sender nach einem Timeout den Rahmen erneut senden.
• Go-Back-N: Der Empfänger kann verlangen, ab Rahmen n alle folgenden Rahmen neu senden
zu lassen.
• Selective Repeat: Der Sender wiederholt nur einzelne Rahmen.
Stop-and-Wait ist schlecht. Go-Back-N sollte nur bei Leitungen mit niedriger Latenz, niedriger Datenrate,
oder keinem Empfangspuffer verwendet werden. Selective Repeat ist gut.
Stop-and-Wait
Sende einen Rahmen und warte auf eine Bestätigung (ACK fur “Acknowledge-
ment”), bevor den nächsten Rahmen gesendet werden darf. Ein Empfänger kann auch NAKs
(“No Acknowledgement”) senden, wenn er fehlerhafte Rahmen empfangen hat. Ebenfalls kann
der Sender nach einem Timeout den Rahmen erneut senden.
Go-Back-N
Der Empfänger kann verlangen, ab Rahmen n alle folgenden Rahmen neu senden
zu lassen.
Selective Repeat
Der Sender wiederholt nur einzelne Rahmen.
Flusskontrolle
Ein Sliding Window begrenzt die Rahmen, die auf einmal ohne Bestätigung gesendet werden dürfen.
Ist das Sendefenster voll, so muss auf eine Bestätigung gewartet werden, bevor ein Rahmen gesendet
werden darf
Zentrale Protokolle
-Polling: Ein zentraler Rechner fragt alle angeschlossenen Stationen regelmäßig, ob sie senden
wollen und entscheidet dann, wer senden darf.
-Abfragen mit gemeinsamer Busleitung: Wenn ein gesonderter Kanal verfügbar ist, kann dieser ¨
genutzt werden, um einen Sendewunsch mitzuteilen.
Polling
Ein zentraler Rechner fragt alle angeschlossenen Stationen regelmäßig, ob sie senden
wollen und entscheidet dann, wer senden darf
Abfragen mit gemeinsamer Busleitung
Wenn ein gesonderter Kanal verfügbar ist, kann dieser ¨
genutzt werden, um einen Sendewunsch mitzuteilen
Dezentrale Protokolle
Konkurrierender Zugriff: Jeder sendet, wann er will (siehe ALOHA, CSMA/CD).
• Token Passing: Das Senderecht wird zyklisch unter den Stationen durchgereicht (siehe Token
Bus, Token Ring, FDDI)
• Daisy-Chaining: Gesonderter Kanal, der einen zukunftigen Zeitslot reserviert.
