Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP...

8
Lehrstuhl für Informatik 4 Kommunikation und verteilte Systeme Seite 101 Kapitel 2: Kommunikationsprotokolle Ergebnis: ARPANET (Vorläufer des heutigen Internet) Ziel: Zusammenschaltung von Rechnern und Rechnernetzen unter Verwendung von einheitlichen Protokollen. Eine besonders wichtige Initiative dazu ging aus von der ARPA (Advanced Research Project Agency, mit militärischen Interessen). Die Beteiligung des Militärs war die einzige Möglichkeit, ein außerordentlich anspruchsvolles und überaus teures Vorhaben sinnvoll angehen zu können. Die OSI-Spezifikation war noch lange nicht so weit. Auf dem Weg zum heutigen Internet Lehrstuhl für Informatik 4 Kommunikation und verteilte Systeme Seite 102 Kapitel 2: Kommunikationsprotokolle Designziel von ARPANET Die Funktionsfähigkeit des Netzes sollte selbst nach einer größten anzunehmenden Katastrophe, z.B. einem Atomkrieg, erhalten bleiben, daher hohe Vermaschung und Paketvermittlung Netzrechner und Hostrechner getrennt ARPA Advanced Research Projects Agency ARPANET 1969 Subnet ARPANET Lehrstuhl für Informatik 4 Kommunikation und verteilte Systeme Seite 103 Kapitel 2: Kommunikationsprotokolle Ein Subnetz besteht aus: Interface Message Prozessoren (IMP), die durch gemietete Übertragungsstrecken miteinander verbunden sind. Hohe Vermaschung (Zur Sicherstellung der geforderten Ausfallsicherheit) Host IMP Subnet IMP- IMP Pr otocol Source IMP to destination IMP protocol Host-Host Protocol Host-IMP Protocol Ein Knoten besteht aus • einem IMP • einem Host Mehrere Protokolle für die Kommunikationsformen IMP-IMP, Host-IMP, ... ARPANET Lehrstuhl für Informatik 4 Kommunikation und verteilte Systeme Seite 104 Kapitel 2: Kommunikationsprotokolle XDS 940 DEC PDP-10 XDS 1-7 Stanford Research Institute (SRI) University of Utah University of California Los Angeles (UCLA) University of California Santa Barbara (UCSB) ARPANET (Dezember 1969) IMP IMP IBM 360/75 IMP IMP California Der Anfang von ARPANET

Transcript of Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP...

Page 1: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

01

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Erg

ebn

is:

AR

PA

NE

T (

Vo

rläu

fer

des

heu

tig

en In

tern

et)

Zie

l:•

Zus

amm

ensc

haltu

ng v

on R

echn

ern

und

Rec

hner

netz

en u

nter

Ver

wen

dung

vo

n ei

nhei

tlich

en P

roto

kolle

n.

•E

ine

beso

nder

s w

icht

ige

Initi

ativ

e da

zu g

ing

aus

von

der

AR

PA

(Adv

ance

dR

esea

rch

Pro

ject

Age

ncy,

mit

mili

täris

chen

Inte

ress

en).

•D

ie B

etei

ligun

g de

s M

ilitä

rs w

ar d

ie e

inzi

ge M

öglic

hkei

t, ei

n au

ßer

orde

ntlic

h an

spru

chsv

olle

s un

d üb

erau

s te

ures

Vor

habe

n si

nnvo

ll an

gehe

n zu

kön

nen.

•D

ie O

SI-

Spe

zifik

atio

nw

ar n

och

lang

e ni

cht s

o w

eit.

Au

f d

em W

eg z

um

heu

tig

en In

tern

et

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

02

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Des

ign

ziel

vo

n A

RP

AN

ET

•D

ie F

unkt

ions

fähi

gkei

t des

Net

zes

sollt

e se

lbst

nach

ein

er g

röß

ten

anzu

nehm

ende

n

Kat

astr

ophe

, z.B

. ein

em A

tom

krie

g, e

rhal

ten

blei

ben,

dah

er h

ohe

Ver

mas

chun

gun

d

Pak

etve

rmitt

lung

•N

etzr

echn

er u

nd H

ostr

echn

er g

etre

nnt

AR

PA

Adv

ance

dR

esea

rch

Pro

ject

s A

genc

y

AR

PA

NE

T

1969

Sub

net

AR

PA

NE

T

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

03

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Ein

Su

bn

etz

best

eht a

us:

•In

terf

ace

Mes

sage

Pro

zess

oren

(I

MP

), d

ie d

urch

gem

iete

te

Übe

rtra

gung

sstr

ecke

n m

itein

ande

r ve

rbun

den

sind

. •

Hoh

e V

erm

asch

ung

(Zur

S

iche

rste

llung

der

gef

orde

rten

A

usfa

llsic

herh

eit)

Hos

t

IMP

Sub

netIM

P-IM

P

Pro

toco

l

Sou

rce

IMP

tode

stin

atio

nIM

P p

roto

col

Hos

t-H

ost P

roto

col

Hos

t-IM

PP

roto

col

Ein

Kn

ote

nbe

steh

t aus

•ei

nem

IMP

•ei

nem

Hos

t

Meh

rere

Pro

toko

llefü

r di

e K

omm

unik

atio

nsfo

rmen

IMP

-IM

P,

Hos

t-IM

P, .

..

AR

PA

NE

T

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

04

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

XD

S94

0

DE

CP

DP

-10

XD

S1-

7

Sta

nfor

d R

esea

rch

Inst

itute

(S

RI)

Uni

vers

ityof

Uta

h

Uni

vers

ity o

f Cal

iforn

iaLo

s A

ngel

es (

UC

LA)

Uni

vers

ity o

fC

alifo

rnia

San

taB

arba

ra (

UC

SB

)A

RP

AN

ET

(Dez

embe

r19

69)

IMP

IMP

IBM

360/

75IM

P

IMP

Cal

ifo

rnia

Der

An

fan

g v

on

AR

PA

NE

T

Page 2: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

05

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

SR

I

UC

SB

UC

LA

Uta

h

MIT

Har

vard

Illin

ois

US

C

SR

IU

tah

Illin

ois

MIT

US

CU

CLA

UC

SB

Sta

nfor

d

Har

vard

Abe

rdee

n

CM

U

AR

PA

NE

T im

Ap

ril 1

972

AR

PA

NE

T im

Sep

tem

ber

197

2

Seh

r sc

hnel

ler

Aus

bau

von

AR

PA

NE

T in

nerh

alb

kürz

este

r Z

eit:

Au

sbau

vo

n A

RP

AN

ET

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

06

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Pro

ble

m:

Inte

rwo

rkin

g!

Par

alle

l zum

AR

PA

NE

T h

atte

n si

ch n

och

wei

tere

(kl

eine

re)

Net

ze e

ntw

icke

lt.

All

die

LAN

s, M

AN

s, W

AN

s

•ha

tten

unte

rsch

iedl

iche

Pro

toko

lle, M

edie

n, ..

.

•ko

nnte

n zu

näch

st n

icht

mite

inan

der

verb

unde

n w

erde

n un

d sc

hon

gar

nich

t

mite

inan

der

kom

mun

izie

ren.

Des

halb

:

Ent

wic

klun

g ei

nhei

tlich

er P

roto

kolle

auf

Tra

nspo

rt-

und

Net

zwer

kebe

ne

(ohn

e al

lzu

exak

te D

efin

ition

die

ser

Ebe

nen,

insb

eson

dere

ohn

ege

naue

s A

bstim

men

mit

den

ents

prec

hend

en O

SI-

Ebe

nen)

.

Res

ulta

t: T

CP

/IP-N

etze

.

Inte

rwo

rkin

g

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

07

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Ent

wic

kelt

1974

:

Tra

nsm

issi

on

Co

ntr

olP

roto

col

/ In

tern

et P

roto

col(

TC

P/IP

)

An

ford

eru

ng

en:

•F

ehle

rtol

eran

z

•M

axim

al m

öglic

he Z

uver

läss

igke

it un

d V

erfü

gbar

keit

•F

lexi

bilit

ät (

d.h.

sol

l sic

h fü

r A

nwen

dung

en m

it se

hr

unte

rsch

iedl

iche

n A

nfor

deru

ngen

eig

nen)

Das

Erg

ebn

is:

•N

etzw

erkp

roto

koll

IP; (

Inte

rnet

Pro

toco

l; ve

rbin

dung

slos

)

•E

nde-

zu-E

nde-

Pro

toko

lleT

CP

(Tra

nsm

issi

on C

ontr

olP

roto

col;

verb

indu

ngso

rient

iert

) bz

w. U

DP

(Use

r D

atag

ram

Pro

toco

l; ve

rbin

dung

slos

)

TC

P/IP

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

08

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Anw

endu

ngse

bene

(App

licat

ion

Laye

r)

Dar

stel

lung

sebe

ne(P

rese

ntat

ion

Laye

r)

Sitz

ungs

eben

e(S

essi

on L

ayer

)

Tra

nspo

rteb

ene

(Tra

nspo

rt L

ayer

)

Net

zwer

kebe

ne(N

etw

ork

Laye

r)

Sic

heru

ngse

bene

(Dat

aLi

nk L

ayer

)

Bite

bene

(Phy

sica

lLay

er)

Anw

endu

ngse

bene

Tra

nspo

rteb

ene

(TC

P/U

DP

)

Inte

rnet

eben

e (I

P)

Hos

t-to

-Net

wor

k-E

bene

ISO

/OS

IT

CP

/IP

TC

P/IP

un

d d

as O

SI-

Ref

eren

zmo

del

l

Page 3: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

09

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Bei

de M

odel

le b

asie

ren

auf h

iera

rchi

sche

n P

roto

koll-

Sui

tes

Kla

re A

bg

ren

zun

g z

wis

chen

:

1. D

iens

ten

2. S

chni

ttste

llen

3. P

roto

kolle

n

Pro

toko

lländ

erun

gen

sind

sc

hwie

rig u

nd m

anch

mal

fast

un

mög

lich

Die

Pro

toko

lle k

amen

frü

her

als

das

M

od

ell.

Das

Mo

del

l war

wen

ig m

ehr

als

ein

e (n

ich

t im

mer

zu

reic

hen

de)

B

esch

reib

un

g d

es S

yste

mve

rhal

ten

s.

Die

Pro

toko

lle p

asst

en g

ut z

um M

odel

l.

Das

Mod

ell w

ar a

uf a

nder

e P

roto

koll-

Sui

tes

prak

tisch

nic

ht ü

bert

ragb

ar.

Das

OS

I-R

efer

enzm

od

elle

nts

tan

d

frü

her

als

OS

I-P

roto

kolle

un

d

Pro

du

kte

Das

Mod

ell w

ar n

icht

auf

OS

I-P

roto

kolle

besc

hrän

kt, s

onde

rn

sehr

allg

emei

n ve

rwen

dbar

.

Pro

toko

lldes

igne

r ha

tten

häuf

igni

cht a

llzu

viel

Erf

ahru

ng.

OS

I:T

CP

/IP:

Kei

ne

verg

leic

hb

ar k

lare

Tre

nn

un

g:

TC

P/IP

vs.

OS

I

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

10

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Vo

m A

RP

AN

ET

zu

m In

tern

et

•19

83 w

urde

TC

P/IP

offi

ziel

les

Pro

toko

ll vo

n A

RP

AN

ET

. AR

PA

NE

T w

urde

mit

viel

en a

nder

en U

SA

-Net

zen

verb

unde

n.

•In

terk

ontin

enta

le A

nbin

dung

von

Net

zen

in E

urop

a, A

sien

, Paz

ifik.

•D

as s

o en

tsta

nden

e G

esam

tnet

z w

urde

zun

ehm

end

als

wel

twei

t ver

fügb

ares

Net

z (a

ls “

Inte

rnet

”) a

ufge

fass

t und

ver

lor

allm

ählic

h se

inen

früh

en

mili

täris

ch d

omin

iert

en C

hara

kter

.

•K

ein

fest

es, z

entr

al v

erw

alte

tes

Net

zwer

k, s

onde

rn e

in w

eltw

eite

r

Zus

amm

ensc

hlus

s au

s vi

elen

ein

zeln

en, v

ersc

hied

enar

tigen

Net

zwer

ken

unte

r lo

kale

r K

ontr

olle

(un

d F

inan

zier

ung)

•19

90 b

esta

nd d

as In

tern

et a

us 3

,000

Net

zen

mit

200,

000

Rec

hner

n.D

as w

ar

aber

ers

t der

Anf

ang

eine

r ra

sant

en E

ntw

ickl

ung.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

11

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Was

hei

ßt

“ein

Rec

hn

er is

t am

Inte

rnet

”?

-V

erw

endu

ng d

er T

CP

/IP-P

roto

kollf

amili

e

-E

rrei

chba

rkei

t übe

r ei

ne IP

-Adr

esse

-F

ähig

keit,

IP-P

aket

ezu

ver

send

en

In s

ein

er F

rüh

zeit

war

das

In

tern

et im

wes

entl

ich

en a

uf

folg

end

e A

nw

end

un

gen

bes

chrä

nkt

:

eMai

lE

lekt

roni

sche

Pos

t (u.

a. d

esha

lb, w

eil d

ie U

S-P

ost w

enig

zuve

rläss

ig w

ar u

nd w

eil d

ie u

nter

schi

edlic

hen

Zei

tzon

en d

iete

lefo

nisc

he E

rrei

chba

rkei

t des

Ges

präc

hspa

rtne

rs e

rsch

wer

ten)

Rem

ote

Lo

gin

Aus

führ

en v

on J

obs

auf f

rem

den

Rec

hena

nlag

en

File

Tra

nsf

erA

usta

usch

von

Dat

enbe

stän

den

Inte

rnet

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

12

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

•B

is 1

990:

Inte

rnet

ver

glei

chsw

eise

kle

in, n

ach

auß

en k

aum

sic

htba

r. W

enig

m

ehr

als

Spi

elw

iese

für

Uni

vers

itäte

n un

d F

orsc

hung

sein

richt

unge

n.

•A

b 19

90: D

as W

WW

(W

orld

Wid

eW

eb)

-zu

näch

st e

ntw

icke

lt vo

m C

ER

N

zur

Ver

einf

achu

ng d

er K

omm

unik

atio

n im

Ber

eich

der

Hoc

hene

rgie

phys

ik -

wur

de, z

usam

men

mit

HT

ML

und

Net

scap

e-B

row

sern

, die

von

woh

l ni

eman

dem

vor

herg

eseh

ene

“K

iller

App

licat

ion”

; das

war

der

Dur

chbr

uch

für

die

Akz

epta

nz d

es In

tern

ets.

•A

ufko

mm

en s

ogen

annt

erIn

tern

et S

ervi

ce P

rovi

der

(IS

P),

d.h

. Firm

en, d

ie

ihre

Rec

hner

als

Ein

wah

lkon

ten

in d

as In

tern

et z

ur V

erfü

gung

ste

llen.

•M

illio

nen

neue

r, v

orw

iege

nd n

icht

akad

emis

cher

Nut

zer!

•N

eue

Anw

endu

ngen

, z.B

. E-C

omm

erce

•19

95: B

ackb

ones

, Zeh

ntau

send

e LA

Ns,

Mill

ione

n an

gesc

hlos

sene

r R

echn

er, e

xpon

entie

ll st

eige

nde

Nut

zerz

ahle

n

•19

98: D

ie Z

ahl a

nges

chlo

ssen

er R

echn

er v

erdo

ppel

t sic

h ca

. alle

6 M

onat

e.

•19

99: D

as ü

bert

rage

ne D

aten

volu

men

ver

dopp

elt s

ich

in w

enig

er a

ls 4

M

onat

en

En

twic

klu

ng

des

Inte

rnet

s

Page 4: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

13

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

En

twic

klu

ng

des

Inte

rnet

s

•A

nfan

g 20

03...

(ge

schä

tzte

) 17

1 M

illio

nen

Hos

ts a

n da

s In

tern

etan

gesc

hlos

sen

1.01.19811.01.1982

1.01.19831.01.1984

1.01.1985

1.01.19861.01.1987

1.01.19881.01.1989

1.01.19901.01.1991

1.01.1992

1.01.19931.01.1994

1.01.19951.01.1996

1.01.19971.01.1998

1.01.19991.01.2000

1.01.2001

1.01.20021.01.2003

0

20.0

00.0

00

40.0

00.0

00

60.0

00.0

00

80.0

00.0

00

100.

000.

000

120.

000.

000

140.

000.

000

160.

000.

000

180.

000.

000

200.

000.

000

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

14

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

En

twic

klu

ng

in E

uro

pa

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

15

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Inte

rnet

un

d In

tran

et

Inte

rnet

•K

omm

unik

atio

n üb

er d

as T

CP

/IP-P

roto

koll:

ein

Rec

hner

„is

t am

Inte

rnet

“,

wen

n er

die

TC

P/IP

-Pro

toko

lleve

rwen

det,

über

ein

e IP

-Adr

esse

err

eich

bar

ist u

nd IP

-Pak

ete

vers

ende

n ka

nn.

•lo

kale

Bet

reib

er k

ontr

ollie

ren

und

finan

zier

en

•gl

obal

e K

oord

inat

ion

durc

h ei

nzel

ne O

rgan

isat

ione

n

•In

tern

et-P

rovi

der

erm

öglic

hen

den

Zug

ang

für

Priv

atle

ute

Intr

anet

•un

tern

ehm

ensi

nter

neK

omm

unik

atio

n m

it gl

eich

en P

roto

kolle

n un

d A

nwen

dung

en w

ie im

Inte

rnet

�R

echn

er s

ind

vom

‚glo

bale

n In

tern

et‘ a

bges

chot

tet (

Dat

ensi

cher

heit)

�he

tero

gene

Net

zstr

uktu

ren

aus

vers

chie

dene

n U

nter

nehm

ensb

erei

chen

la

ssen

sic

h m

it T

CP

/IP le

icht

inte

grie

ren

�N

utzu

ng v

on A

nwen

dung

en w

ie d

em W

WW

zum

inte

rnen

D

aten

aust

ausc

h

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

16

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

•fö

rder

t die

Kom

mun

ikat

ion

und

den

Info

rmat

ions

-un

d D

aten

aust

ausc

h

•in

nat

iona

len

und

inte

rnat

iona

len

Net

zen

•in

sbes

onde

re v

on E

inric

htun

gen

und

Per

sone

n au

s W

isse

nsch

aft,

For

schu

ng, B

ildun

g un

d K

ultu

r

Gig

abit

-Wis

sen

sch

afts

net

z(G

-WIN

)

•P

aket

verm

ittel

nd, a

uf B

asis

von

SD

H

•N

etzd

iens

te

•V

erbi

ndun

g zu

inte

rnat

iona

len

Net

zen,

z.B

. in

das

Eur

opäi

sche

Wis

sens

chaf

tsne

tz u

nd in

die

U

SA

, Rus

slan

d od

er C

hina

Der

Ver

ein

zu

r F

örd

eru

ng

ein

es D

euts

chen

F

ors

chu

ng

snet

zes

e.V

. (D

FN

)

Gig

abit

-Wis

sen

sch

afts

net

z

Page 5: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

17

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Deu

tsch

es G

-Win

Cor

eN

ode

10 G

bit

/s2,

4 G

bit

/s2,

4 G

bit

/s62

2 M

bit

/s

Ans

chlu

ss d

es G

-WIN

an

•D

euts

che

Tel

ekom

AG

/ T

-Onl

ine

(34

MB

it)

•D

E-C

IX, z

entr

aler

A

usta

usch

punk

t der

deu

tsch

en

Inte

rnet

-Pro

vide

r (1

GB

it)•

US

-Am

erik

anis

ches

Inte

rnet

(2x

62

2 M

Bit)

•E

urop

äisc

hes

Wis

sens

chaf

tsne

tz

AN

T (

2,5

/ 10

GB

it)

Stu

ttga

rt

Leip

zigB

erlin

Fran

kfur

t

Kar

lsru

he

Gar

chin

g

Kie

l

Bra

unsc

hwei

g

Dre

sden

Aac

hen

Reg

ensb

urg

Kai

sers

laut

ern

Aug

sbur

g

Bie

lefe

ld

Han

nove

r

Erl

ange

n

Hei

delb

erg

Ilmen

au

Wür

zbur

gMag

debu

rg

Mar

burg

Göt

tinge

n

Old

enbu

rg

Ess

en

St.

Aug

ustin

Ros

tock

Glo

bal U

pstr

eam

GE

AN

T

Ham

burg

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

18

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

AN

T

•eu

ropä

isch

esF

orsc

hung

snet

z se

it 20

01

(Vor

gäng

er: T

EN

-155

)

•2.

5 G

bit/s

Bac

kbon

e,

Upg

rade

nac

h 10

Gbi

t/s

(200

3)

•V

erbi

ndet

meh

r al

s 30

nder

Eu

rop

äisc

hes

Wis

sen

sch

afts

net

zG

ÉA

NT

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

19

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Die

TC

P/IP

Pro

toco

lSu

ite

Net

ze

Pro

toko

lle

App

licat

ion

Laye

r

Tra

nspo

rt

Laye

r

Inte

rnet

La

yer

Hos

t-to

-ne

twor

kLa

yer

Wire

less

LAN

Eth

erne

tT

oken

Rin

gT

oken

Bus

FT

PT

elne

tS

MT

PD

NS

SN

MP

TF

TP

HT

TP

UD

PT

CP

ICM

PIP

RA

RP

AR

PIG

MP

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

20

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Inte

rnet

-Lay

er

Ro

uti

ng

pro

tko

lleT

ran

sfer

pro

toko

lle:

IPv4

, IP

v6

Ko

ntr

ollp

roto

kolle

:IC

MP

, AR

P

Rou

tingt

abel

len

Gro

be A

ufte

ilung

in d

rei A

ufga

benb

erei

che:

•D

aten

tran

sfer

übe

r ei

n gl

obal

es N

etz

•W

egw

ahl a

n de

n Z

wis

chen

knot

en

•K

ontr

olle

übe

r de

n N

etz-

oder

Sen

dezu

stan

d

Page 6: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

21

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

IP: v

erbi

ndun

gslo

se, u

nzuv

erlä

ssig

e Ü

bert

ragu

ng v

on D

atag

ram

men

bzw

. Pak

eten

(“

Bes

t effo

rt”)

•T

rans

pare

nte

End

e-zu

-End

e-K

omm

unik

atio

n zw

isch

en R

echn

ern

•R

outin

g, In

tero

pera

bilit

ät z

wis

chen

ver

schi

eden

en N

etzt

ypen

•IP

-Ad

ress

ieru

ng

(IP

v4):

→st

ellt

eine

logi

sche

32-

Bit-

Adr

esse

zur

Ver

fügu

ng

→hi

erar

chis

che

Adr

essi

erun

g

→3

Net

zkla

ssen

→4

Adr

esse

nfor

mat

e (in

klus

ive

Mul

ticas

t)

•F

ragm

entie

rung

und

Wie

derh

erst

ellu

ng d

er P

aket

e

•M

axim

ale

Pak

etgr

öße:

64

KB

yte

(in d

er P

raxi

s: 1

500

Byt

e)

Der

zeit

fläch

ende

cken

d ei

nges

etzt

: Ver

sion

4 d

es IP

-Pro

toko

lls:

IPv4

IP –

Inte

rnet

Pro

toco

l

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

22

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

IP-P

aket

IP H

eade

r,

norm

aler

wei

se20

Byt

es

So

urc

e A

dd

ress

Ver

sion

Typ

e of

Ser

vice

Tot

al L

engt

hIH

L

Iden

tific

atio

nF

ragm

ent O

ffset

Pro

toco

lT

ime

to L

ive

Hea

der

Che

cksu

m

Des

tin

atio

n A

dd

ress

Pad

ding

Opt

ions

(va

riabl

e, 0

-40

Byt

e)

32 B

its

(4 B

ytes

)

DA

TA

(va

riabl

e)

D FM F

Hea

der

Dat

a

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

23

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Der

IP-H

ead

er(1

)

•V

ersi

on

: IP

-Ver

sion

snum

mer

(m

ehre

re IP

-Ver

sion

en g

leic

hzei

tig e

inse

tzba

r)

•IH

L: I

P-H

eade

r-Le

ngth

(in 3

2 B

it-W

orte

n; z

wis

chen

5 u

nd 1

5, je

nac

h O

ptio

nen)

•T

ype

of

Ser

vice

: Ang

abe

des

gew

ünsc

hten

Die

nste

s: K

ombi

natio

n au

s Z

uver

läss

igke

it (z

.B. D

atei

tran

sfer

) un

d G

esch

win

digk

eit (

z.B

. Aud

io)

•T

ota

l Len

gth

: Län

ge d

es g

esam

ten

Dat

agra

mm

s(in

Byt

e, ≤

216 -

1 =

655

35 B

ytes

)

•Id

enti

fica

tio

n: e

inde

utig

e K

ennz

eich

nung

ein

es D

atag

ram

ms

•T

ime-

to-L

ive

(TT

L):

Leb

ensz

eit v

on D

atag

ram

men

beg

renz

en a

uf m

axim

al 2

55

Hop

s (v

erhi

nder

t end

lose

s K

reis

en v

on P

aket

en im

Net

z). P

rinzi

piel

l sol

l auc

h no

ch d

ie V

erw

eilz

eit i

n R

oute

rnbe

rück

sich

tigt w

erde

n, w

as a

llerd

ings

in d

er

Pra

xis

nich

t ges

chie

ht. D

er Z

ähle

r w

ird b

ei je

dem

Hop

verr

inge

rt, b

ei 0

wird

das

D

atag

ram

m v

erw

orfe

n un

d ei

n W

arnp

aket

an

den

Que

llhos

t ges

ende

t.

Pre

ce-

denc

eD

TR

frei

3 B

it P

riorit

ät

(0 =

nor

mal

es D

atag

ram

m,

7 =

Ste

ueru

ngsp

aket

)D

elay

Thr

ough

put

Rel

iabi

lity

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

24

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Der

IP-H

ead

er(2

)

•D

F: D

on

'tF

rag

men

t. A

lle R

oute

r m

üsse

n P

aket

e bi

s zu

ein

er G

röß

e vo

n57

6 B

yte

bear

beite

n, a

lles

darü

ber

hina

us is

t opt

iona

l. G

röß

ere

Pak

ete

mit

gese

tzte

m D

F-B

it kö

nnen

dah

er n

icht

jede

n m

öglic

hen

Weg

im N

etz

nehm

en.

•M

F: M

ore

Fra

gm

ents

. "1"

-es

folg

en w

eite

re F

ragm

ente

. "0"

-le

tzte

s F

ragm

ent

eine

s D

atag

ram

ms)

•F

rag

men

t O

ffse

t: F

olge

num

mer

n de

r F

ragm

ente

ein

es D

atag

ram

ms

(213

= 8

192

mög

liche

Fra

gmen

te).

Der

Offs

etsa

gt a

us, a

n w

elch

e S

telle

ein

es P

aket

s (g

erec

hnet

in 8

Byt

e-S

tück

en)

ein

Fra

gmen

t geh

ört.

Dar

aus

ergi

bt s

ich

für

ein

Pak

et

eine

Max

imal

läng

e vo

n 81

92 *

8 B

yte

= 6

5536

Byt

e.

•P

roto

col:

wel

ches

Tra

nspo

rtpr

otok

oll w

ird im

Dat

ente

il ve

rwen

det (

UD

P, T

CP

, ...)

? A

n w

elch

en T

rans

port

proz

ess

ist d

as P

aket

dah

er w

eite

rzug

eben

?

•H

ead

erC

hec

ksu

m: K

ompl

emen

t der

Sum

me

der

16-B

it-H

albw

örte

r de

s H

eade

rs.

Mus

s be

i jed

em H

opne

u be

rech

net w

erde

n (d

a si

ch T

TL

ände

rt)

•S

ou

rce

Ad

dre

ss/ D

esti

nat

ion

Ad

dre

ss: N

etz-

und

Hos

tnum

mer

n vo

n se

nden

dem

und

em

pfan

gend

en R

echn

er. D

iese

Info

rmat

ion

benu

tzen

die

Rou

ter

zur

Weg

ebes

timm

ung.

Page 7: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

25

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Fra

gm

enti

eru

ng

•ei

ne z

u gr

oße

oder

zu

klei

ne P

aket

läng

e ve

rhin

dert

ein

e gu

te P

erfo

rman

ce.

Zus

ätzl

ich

gibt

es

oft G

röß

enbe

schr

änku

ngen

(P

uffe

r, L

änge

nang

aben

bei

P

roto

kolle

n, S

tand

ards

, Kan

albe

legu

ngsd

auer

, ...)

•D

ie D

aten

läng

e m

uss

ein

Vie

lfach

es v

on 8

Byt

e se

in. A

usna

hme:

das

letz

te

Fra

gmen

t, do

rt w

erde

n nu

r di

e re

stlic

hen

Dat

en e

inge

fügt

, es

erfo

lgt a

ber

kein

P

addi

ngau

f 8-B

yte-

Ein

heite

n.

•w

enn

das

„Don

`t F

ragm

ent“

-Bit

gese

tzt i

st, w

ird d

ie F

ragm

entie

rung

ver

hind

ert.

777

x00

00

1200

B

ytes

Iden

t. F

lag

s O

ffse

tD

ata

IP-H

eade

r

777

x01

00

511

777

x01

6451

210

23

777

x00

128

1024

1200

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

26

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Der

IP-H

ead

er(3

)

Op

tio

ns:

Spi

elra

um fü

r zu

künf

tige

Erw

eite

rung

en. U

mfa

ng: V

ielfa

ches

von

4 B

yte,

da

her

ist m

öglic

herw

eise

Pad

din

gno

twen

dig.

Der

zeit

sind

5 O

ptio

nen

zwar

de

finie

rt, w

erde

n ab

er v

on k

eine

m R

oute

r un

ters

tütz

t:

•S

ecur

ity: w

ie g

ehei

m s

ind

die

tran

spor

tiert

en In

form

atio

nen?

(A

nwen

dung

z.

B. i

m M

ilitä

r: U

mge

hung

bes

timm

ter

Länd

er/N

etze

.)

•S

tric

tSou

rce

Rou

ting:

Vol

lstä

ndig

er P

fad

vom

Que

ll-zu

m Z

ielh

ost,

defin

iert

dur

ch d

ie IP

-Adr

esse

n de

r zu

pas

sier

ende

n R

oute

r. (

Ver

wen

dung

du

rch

Sys

tem

man

ager

bei

bes

chäd

igte

n R

outin

gtab

elle

nod

er fü

r Z

eitm

essu

ngen

)

•Lo

ose

Sou

rce

Rou

ting:

die

mitg

efüh

rte

List

e vo

n R

oute

rnm

uss

in

ange

gebe

ner

Rei

henf

olge

dur

chla

ufen

wer

den.

Zus

ätzl

iche

Rou

ter

sind

er

laub

t.)

•R

ecor

dR

oute

:Auf

zeic

hnun

g de

r IP

-Adr

esse

n de

r du

rchl

aufe

nen

Rou

ter.

(M

axim

al 9

IP-A

dres

sen

mög

lich,

heu

tzut

age

zu w

enig

.)

•T

ime

Sta

mp:

Rec

ord

Rou

te (

je 3

2 B

it) s

owie

Zei

tste

mpe

l für

jede

n R

oute

r (je

32

Bit)

. Anw

endu

ng z

.B. i

m F

ehle

rman

agem

ent.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

27

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

•E

inde

utig

e IP

-Adr

esse

für

jede

n H

ost u

nd fü

r je

den

Rou

ter.

•IP

-Adr

esse

n si

nd 3

2 B

it la

ng u

nd w

erde

n im

Sou

rce

Add

ress

-so

wie

im D

estin

atio

n A

ddre

ss-B

erei

chvo

n IP

-Pak

eten

verw

ende

t.•

Die

IP-A

dres

se is

t hie

rarc

hisc

h st

rukt

urie

rt u

nd n

etzb

ezog

en, d

.h. M

asch

inen

mit

Ans

chlu

ss a

n m

ehre

re N

etze

hab

en m

ehre

re IP

-Adr

esse

n.•

Str

uktu

r de

r A

dres

se: N

etzw

erk-

Adr

esse

für

phys

ikal

isch

es N

etz

(z.B

. 137

.226

.0.0

) un

d R

echn

er-A

dres

se fü

r ei

nen

Hos

t(z.

B. 1

37.2

26.1

2.22

1)

IP-A

dre

ssie

run

g

32 B

its

10N

etw

ork

Hos

tB

1638

3 N

etze

216H

osts

(ab

128.

0.0.

0)

110

Net

wor

kH

ost

C20

9715

1 N

etze

(LA

Ns)

256

Hos

ts(a

b 19

2.0.

0.0)

0N

etw

ork

Hos

t

Cla

ss A

127

Net

ze224

Hos

ts a

dres

sier

bar

(ab

1.0.

0.0)

1110

Mul

ticas

t-A

dres

seD

1111

Für

kün

ftige

Nut

zung

res

ervi

ert

E

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

28

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

IP-A

dre

sse B

inär

form

at

Dot

ted

Dec

imal

Not

atio

n

1000

1001

111

0001

0 00

0011

00 0

0010

101

137.

226.

12.2

1

137.

226.

12.1

137.

226.

112.

1

137.

226.

112.

78

Rou

ter

137.

226.

12.2

1

•je

der

Hos

t hat

(w

enig

sten

s) e

ine

wel

twei

t ein

deut

ige

IP-A

dres

se

•R

oute

r od

er G

atew

ays,

die

meh

rere

Net

ze m

itein

ande

r ve

rknü

pfen

, hab

en fü

r je

des

ange

schl

osse

ne N

etz

eine

IP-A

dres

se

137.

226.

12.0

137.

226.

112.

0

Page 8: Designziel von ARPANET Der Anfang von ARPANET...Vom ARPANET zum Internet • 1983 wurde TCP/IP offizielles Protokoll von ARPANET. ARPANET wurde mit vielen anderen USA-Netzen verbunden.

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

29

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Cla

ssB

-Adr

esse

137.

226.

12.1

74

Cla

ssB

-Adr

esse

de

r R

WT

H A

ache

n

1000

1001

1110

0010

0111

0000

1010

1001

Sub

netz

(Inf

orm

atik

4)

Ter

min

al“S

hado

w”

Die

Dar

stel

lung

der

32-

Bit-

Adr

esse

erf

olgt

in 4

Tei

lstü

cken

zu

je 8

Bit:

IP-A

dre

ssie

run

g -

Bei

spie

le

0 0

0 ...

......

......

......

......

......

......

......

......

......

......

0 0

0

0 0

......

......

.....

0 0

Hos

t

Net

z

127

belie

big

Die

ser

Hos

t

Hos

t in

dies

em N

etz

1 1

1 ...

......

......

......

......

......

......

......

......

......

......

1 1

1B

road

cast

im lo

kale

n N

etz

1 1

1 ...

......

......

......

......

......

1 1

1B

road

cast

im e

ntfe

rnte

n N

etz

Sch

leife

, kei

ne A

usga

be a

uf d

as N

etz

Bes

on

der

e A

dre

ssen

:

Leh

rstu

hl

für I

nfo

rm

ati

k 4

Ko

mm

un

ikati

on

un

d v

erte

ilte

Syste

me

Seit

e 1

30

Kap

itel

2:

Ko

mm

un

ikati

on

sp

ro

toko

lle

Ad

ress

rau

m

50,0

0%

25,0

0%12,5

0%

6,25

%

6,25

%

Kla

sse

A

Kla

sse

B

Kla

sse

C

Kla

sse

D

Kla

sse

E