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#topic=Rechnerkommunikation, OSI/ISO
#author=lightning (S.Mac.)
#email=lightning@phiber.de, (lgx@gmx.net)
#website=www.phiber.de/
#homepage=www.phiber.de/~lightning/
#date=17.02.2002
#version=1.0.3
#language=Deutsch (German)
#copyright=Dieser Text darf überall verbreitet werden, solange der Inhalt
          =nicht verändert wird.
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Vorwort zur Version 1.0.3:
Nach erneutem Lesen habe ich nun einige Dinge korrigiert,
verbessert und Fehler bereinigt. Habe mich dabei nochmal
mit diesem vielfältigen Thema auseinandergesetzt.

lightning /phiber, 17.02.2002

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Vorwort zur Version 1.0.2:
Ich habe die erste Version dieses Textes geschrieben, um zu informieren.
Ich habe mich mit Netzwerken,Technologien und OSI/ISO auseinandergesetzt
und wollte das auch niederschreiben, praktisch für andere lesbar machen.
Durch notorischen Zeitmangel habe ich mich kurzgehalten und allerlei
vergessen, was vielleicht interessant wäre.
Ich hoffe, das ich diesmal, an meinem letzten Ferientag (Pfingsten 2001),
erfolgreich war und meinen Text verbessert und vervollständigt habe.
Es kann gut sein, das es irgendwann noch weitere Updates gibt,
das hängt von meiner Zeit ab und von meinen stark schwankenden
Interessen. Wenn es Fragen gibt zu bestimmten Sachverhalten aus meinem
Text oder Detailfragen, dann antworte ich auf jeden Fall, wenn ich eine
Email an lightning@phiber.de erhalte. Wenn ich nicht weiter weiß,
werde ich wohl mit Links und Büchertipps antworten...

Gruß an tuvok, duke, cyrus, tom, joker und an den Autor von WinAmp,
mit dem ich gerade meine 80er MP3 Sammlung abspiele.

lightning /phiber, 10.06.2001

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In diesem Text werde ich die Grundzüge der Kommunikation zwischen
Computern erklären und genauer auf das Modell OSI eingehen.
Wenn Computer miteinander kommunizieren, sind sie auf irgendeine Weise
verbunden. Dies kann nur durch die Hardware realisiert werden.
Wenn mehrere Computer miteinander verbunden sind, spricht man von einem
Netzwerk. Auf welche Weise, in welcher Reihenfolge die Rechner verbunden
sind und auf welche Weise sie dann zu kommunizieren haben (auf der Hardware-
Ebene), das bestimmt die Netzwerktopologie.
Heutige Topologien sind die Ethernet- und die ATM-Technik
Ältere Topologien, wie z.B. der Token Ring, verlieren zunehmend
an Bedeutung. Translation Switches und Router dienen dazu,
verschiedene Topologien miteinander zu verbinden.
Netzwerke müssen so aufgebaut sein, das sie auch in Zukunft
noch zu verwenden sind und sich in andere Technologien integrieren lassen.

Entscheidend für die Geschwindigkeit und die Übertragungsqualität
ist primär die Hardware. Natürlich kann später auf Softwarebasis
durch Komprimierung die Übertragung beschleunigt werden,
aber die Basis legt erstmal die Art der Hardware-Verbindung.
Angefangen von einer einfachen Peer-to-Peer Verbindung von zwei
Rechnern über eine 10MBit Ethernet Netzwerkkarte, durch 5m Koaxial-
Kabel und BNC-Stecker miteinander verbunden, über eine Satelliten-
verbindung, bis zu einer enorm schnellen Glasfaserverbindung, heute ist
fast alles mögliche in Verwendung.
Kontaktlose Verbindungen, über Infrarotschnittstellen oder Funk,
normale Internetanbindung über die Telefonleitung, mit Modem oder
ISDN-Karte, LANs mit 100MBit Netzwerkkarten und Twisted Pair Kabeln
und Rechenzentren mit Glasfaserkabeln (LWL), der Unterschied ist einfach
zu erklären. Um die gewünschte Übertragungsgeschwindigkeit zu erreichen,
muss ein hoher Preis gezahlt werden. Ein Privatmensch legt sich keine
Glasfaserleitung zur nächsten Uni in 50 km Entfernung.

Doch die Übertragung muss auch qualitativ gut sein, wenn trotz
optimalem Kabeleinsatz ein schlechter Stecker oder ein defektes
Bauteil verwendet wird, dann war die Mühe *fast* umsonst, die
Übertragung würde langsam oder voller Fehler sein.
Eine standardmäßige Verkabelung von zwei Rechnern per Ethernet
Netzwerkkarte ist dagegen dank der qualitativ hochwertigen Produkte
und der einfachen Handhabung für jedermann ein Kinderspiel.

Bei den Kabeln gibt es relative unterschiedliche Arten und
je nach Budget kann man diese kombinieren und erweitern:
10MBit (10BASE-T) Kabel, 100MBit STP (100BASE-TX) Kabel
und Glasfaserkabel (Lichtwellenleiter).
Die 10MBit Netzwerkkarten waren meistens mit Koaxialkabeln
und BNC-Stecker verbunden, aber es gibt auch eine Twisted Pair
Adaption.
Auf heutigen (2001/2) LAN Partys (Netzwerk Partys), vor allem
im Spielebereich werden meistens große Hubs (Verteiler) in Reihe geschaltet.
Im Netz befindet sich oft ein DNS Server, für die Vergabe von IPs.
(Per MAC-Adresse der Netzwerkkarte zum Beispiel.)
Eventuell hängt noch ein Router (für die Verbindung z.B. mit einer
ISDN-Leitung->Internetanbindung) am Rechner oder es wurde ein Rechner
als Router konfiguriert. Es wird standardmäßig 100 MBit Technologie eingesetzt.

Für Rechnernetzwerke gibt es zwei generelle Bezeichnungen.
LAN steht für Local Area Network, also ein im Ausmaß begrenztes
Netzwerk, in einem Raum, in einer Halle oder in einem Firmengebäude.
WAN steht für Wide Area Network und ist das Gegenstück dazu, ein
Netzwerk (oft) über die Telefonleitung zu geographisch entfernt liegenden Servern
in einer anderen Stadt. Natürlich kann beides kombiniert werden.

Bisher haben wir nur die Hardware-spezifischen Komponenten eines
Netzwerks analysiert.
Sobald aber das Konzept gemacht wurde, das Netzwerk verkabelt
und die Rechner mit der entsprechenden Hardware ausgestattet
wurden, kommen die Netzwerkspezialisten zum Zuge.
(In Wirklichkeit sollte natürlich alles vorher fertig geplant sein, bevor
auch nur das erste Kabel gelegt wird.)
Sie entscheiden über das Betriebssystem der Rechner, das auch
wesentlich zur Kompatibilität und dem Umfang der Leistungen
beiträgt. UNIX und Windows NT werden beispielsweise oft
als Server in Verbindung mit dem Apache-Webserver verwendet,
um das Intranet einer Firma zu verwalten oder als Webhostingserver im Internet.
Es gibt zwei gebräuchliche Bezeichnungen. WAMP ist ein Windows Betriebs-
system mit Apache Webserver, MySQL und PHP.
LAMP ist das Gegenstück und benutzt statt Windows ein LINUX System.
Denn inzwischen kommen auch LINUX-Systeme (und Windows 2000
Systeme) zur Anwendung auf diesem Gebiet. Mir ist beispielsweise eine
Universität in Freiburg bekannt, die jetzt auf Linux umgerüstet
hat. Vor allem an Unis werden oft UNIX/LINUX Rechner auch vom
Anwendern (Studenten) benutzt (als Clients).
In Firmen werden prozentual mehr Windows Rechner genutzt,
weil die einfache (GUI) graphische Benutzeroberfläche und Arbeitsweise
nicht ausgebildeten Computernutzern wesentlich mehr entgegenkommt als eine
KDE oder gar eine LINUX Shell. Obwohl diese meiner Meinung nach stabiler sind,
außerdem kostenlos vertrieben werden und vor allem Open Source sind.
Und die zahlreichen LINUX Distributionen (SuSE,Mandrake,Corel,
RedHat,Debian,..) bieten Mengen an Software an. 

Soviel zur Bedeutung des Betriebssystems. Zurück zum Netzwerk.
Vielleicht hat man bereits einige Rechner, die man verwenden will, deswegen muss
zu allererst das Netzwerkprotokoll bestimmt werden in Abhängigkeit von Gebrauch,
Sicherheit, Preis, Kompatibilität, Leistungen und Flexibilität.
Es gibt viele private Herstellerprotokolle, z.B. NetBIOS, IPX oder DECnet.
Und es gibt allgemeine Protokolle und Modelle, OSI/ISO, TCP/IP, IPv6.
Ein Modell ist eine Architektur von mehreren Schichten (Engl. layer), die sich
gegenseitig ergänzen und "vertrauen". Hersteller implementieren diese Modelle
in ihre Software und Rechner und ermögliche damit Standards.
Das für das Internet verwendete Protokoll TCP/IP wird eigentlich von jedem
Hersteller primär unterstützt. Auf TCP/IP setzen heutzutage viele Standards auf,
die in sogenannten RFCs nachgelesen werden können. Bsp.: FTP, SMTP, HTTP.
Novell Netware in Verbindung mit TCP/IP findet oft Verwendung, da Novell
Netware viele Gateways zu anderen Protokollen bietet.
Das OSI/ISO Modell ist bis heute noch nicht standardisiert, deswegen wird es
auch nur von wenigen Herstellern implementiert, um es auf ihren Rechnern anzubieten.
Somit kommt für die meisten Netzwerke vor allem TCP/IP zur Verwendung,
mit der steigenden Bedeutung des Internets (auch TCP/IP) sowieso.
Im Einzelfall muss man die verschiedenen Angebote vergleichen und das
Optimum für das eigene Netzwerk herausfinden.
Alte Spiele unter DOS, z.B. Duke Nukem 3D, Shadow Warrior, Blood
benutzen das IPX Protokoll, für den Multiplayer Modus.

Damit sind die Hauptthemen abgedeckt, mit denen man beim "Netzwerken"
konfrontiert wird. Als Privatanwender muss man sich nicht soviele Gedanken
machen, ganz abgesehen von den Kosten, reichen für ein Hausnetzwerk mit
drei Computern ein kleiner 100 MBit Hub, drei TP Kabel und drei
100 MBit Netzwerkkarten  (Fast Ethernet) völlig aus.
Das in den meisten Haushalten vorinstallierte Windows Betriebssystem
ist unsicher, fehlerhaft, aber grafisch und leicht zu verstehen und genügt den
Ansprüchen damit völlig...

OSI/ISO Modell:
Ab hier geht es jetzt nur noch um das OSI/ISO Modell.
Das Open System Interconnection (OSI) Modell besitzt ganze sieben
Schichten, die alle bestimmte Dienstleistungen zur Verfügung stellen.
Eine Schicht muss die Daten der untergeordneten Schicht aufnehmen
und der übergeordneten Schicht wiederum Dienstleistungen bereitstellen.
Die sieben Schichten des OSI-Modells haben herstellerunabhängige (wichtig!)
Funktionen und werden dementsprechend eingeteilt: (von 1-7)
Physikalisch, Sicherung, Vermittlung, Transport, Kommunikation,
Darstellung, Anwendung.
Die Schichten kommunizieren über "Primitives": Request, Indication,
Response, Confirm.
Die OSI-Standards definieren die Aufgaben der einzelnen Schichten ganz
genau, die Implementierung im Rechner ist natürlich nicht festgelegt.
Wenn bei der der obersten Schicht ein Befehl vorliegt, wird er verarbeitet
und immer bestimmte Informationen an die jeweils untergeordnete Schicht
übergeben. Die unterste Schicht (physikalische) überträgt dann die Daten
über die Hardware zum Zielrechner. Der Zielrechner fängt in Schicht eins an
und arbeitet sich entsprechend nach oben vor.
Den Treffpunkt (Schnittpunkt) zweier Schichten stellt der sogenannte Service
Access Point (SAP) dar.
Jede Schicht entfernt die empfangenen Daten um die Protokollinformationen
und gibt den Rest weiter nach oben.

Die einzelnen Aufgaben der sieben Schichten jetzt nochmal
aufgelistet, mit ihren Funktionen.

Schicht 1 - physikalische Übertragungsschicht
Schicht 2 - Einteilung der Bits in Datenpackete,
                  Flusskontrolle, Filter, fehlerfreie Übertragung
Schicht 3 - Routing (Wegefindung im Netzwerk)
Schicht 4 - Datenübertragung, Fehlerkorrektur (z.B.Packet angekommen?)
Schicht 5 - Prozesskommunikation, darstellen der Informationen
Schicht 6 - Dekodierung der Daten für das jeweilige System
Schicht 7 - Anwendungsspezifische Protokolle (z.B.FTP)

Das war ziemlich knapp gehalten ein kurzer Blick auf das OSI/ISO Modell.
Es gibt weitaus umfassendere Texte und ganze Bücher dazu, falls euer
Interesse geweckt worden ist.
Vielleicht beschreibe ich in einem Update des Textes auch mal das TCP/IP
Protokoll, mir gefiel das OSI-Modell, weil es die meisten Leute nicht mal
dem Namen nach kennen und ich ein interessantes Buch darüber gelesen habe.
Ich hoffe, ich habe Interesse an Netzwerken geschaffen, Möglichkeiten, Alternativen,
und Probleme kurz aber klar dargebracht.

lightning /phiber

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