Netze

Ein privates Computernetz kann etwa so wie im Bild aussehen. Damit tatsächlich jedes Gerät mit jedem kommunizieren kann, würde man in einem voll vermaschten System 21 Verbindungen benötigen. Das ist natürlich unpraktisch und man benötigt Netzstrukturen, die mit weniger Verbindungswegen auskommen und dennoch die freizügige Kommunikation ermöglichen.

Topologie

Es gibt verschiedene Anordnungen, die sich anbieten. Im lokalen Netz (LAN = Local Area Network) hat sich die Bustopologie durchgesetzt.

Internet

Das Internet ist eine riesige Ansammlung von Teilnetzen, die miteinander durch Router verbunden sind. Router verfügen über Tabellen, die eine Aufstellung dafür sind, wohin Datenpakete zu senden sind, die das Ziel nicht im eigenen Netz haben. Jedes Teilnetz weiß also nur das. Aber das Internet ist mehr als die Summe seiner Teilnetze.

Jeder Internet-Host weiß auf welche IP-Adressen desselben Netzes Pakete zu senden, die ihr Ziel nicht im selben Netz sind: die Gateway-Adresse.

Am Gateway befindet sich ein Router, der gemäß einer Routing-Tabelle weiß, auf welchen seiner Ports er diese Datenpakete weiterzuleiten hat. Mehr aber auch nicht.

Unsere Heimrouter besitzen nur einen abgehenden Port und verwalten daher ein so genanntes Stub-Netz.

Beim Provider sind die Verhältnisse komplexer, weil dann der Router aus mehreren möglichen Zielen auswählen muss und dabei die Kosten optimiert.

Protokoll

Die Netzangelegenheiten sind voller Protokolle, also von Vorschriften, wie mit den Daten zu verfahren ist. Hier ein paar Beispiele:

• Feststellen der zugrundeliegenden physikalischen Verbindung (z. B. LAN oder W-LAN) oder der Existenz des anderen Endpunkts der Verbindung

• Datenflusskontrolle (Handshaking)

• Vereinbarung der verschiedenen Verbindungscharakteristiken

• Wie eine Botschaft beginnt und endet

• Wie eine Botschaft formatiert ist

• Was mit beschädigten oder falsch formatierten Botschaften getan wird (Fehlerkorrekturverfahren)

• Wie unerwarteter Verlust der Verbindung festgestellt wird und was dann zu geschehen hat

• Beendigung der Verbindung

OSI-Schichtenmodell

Dieses Modell ist eher eine Diskussionsgrundlage als dass es in allen Schichten irgendwo realisiert wäre. Es sollte so sein, dass jede Schicht verschiedenartig ausgeführt sein kann und dennoch die Gesamtfunktion immer dieselbe ist.

Das Internet-Modell

Das Internet-Modell kennt nur 5 Schichten, Session, Presentation und Application-Layer bilden eine einzige Schicht. „Network-Access“ überträgt Datenpakete von Gerät zu Gerät in einem lokalen Netz (LAN) und benötigt dazu eine MAC-Adresse, die für jedes Gerät eine andere ist. Die Netzwerkschicht sendet Pakete über die Grenzen der lokalen Netze hinweg und benötigt dazu so genannte Router. Die Adressierung wird über die IP-Adresse durchgefügrt. Die TCP-Schicht paketiert die Daten und kümmert sich um ihre Vollständigkeit beim Empfang. Um die Daten dem richtigen Dienst zuzuweisen, verwendet man den Begriff des „Ports“, einer Nummer, die einer bestimmten Anwendung zugeordnet ist.

Die Austauschbarkeit der Schichten kann man in der folgenden Tabelle gut ablesen:

Paketaufbau

Jede Schicht verlängert das Datenpaket um einen Header: