Übermittlungsmodi und Struktur von
    Nachrichtennetzen (Übung)
            Kapitel 2.2

            Netze und Protokolle...
Analoge und digitale
                                Nachrichtenkommunikation
Warum gibt es so viele verschiedene Netze?

...
Durchschaltprinzipien


   fest                    Übertragungsrate               variabel
   einfach                    K...
Leitungsvermittlung (1)‫‏‬

Erläutern Sie den Begriff Leitungsvermittlung!
Nennen Sie ein Netz, das mit Leitungsvermittlun...
Leitungsvermittlung (2)‫‏‬

Im Fernsprechnetz:
   Schrittweise Reservierung des Weges anhand der Rufnummer
   und
   Durch...
Leitungsvermittlung (3)‫‏‬

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Leitungsvermittlung (4)‫‏‬

Welche Tarifierung wird bei leitungsvermittelten Systemen
bzw. im Fernsprechnetz üblicherweise...
Leitungsvermittlung (5)‫‏‬

Exklusive Nutzung der Leitung      Zeittarif
Tarifierung ermöglicht Steuerung der Auslastung
D...
Paketvermittlung (1)‫‏‬

Erläutern Sie den Begriff Paketvermittlung!
Nennen Sie ein Netz, das mit Paketvermittlung arbeite...
Paketvermittlung (3)‫‏‬

Im Internet:
   Die Nutzerinformation wird in Blöcke mit einer begrenzten Länge
   aufgeteilt und...
Paketvermittlung (4)‫‏‬

Die Pakete werden in Warteschlangen zwischen-
gespeichert




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Paketvermittlung (5)‫‏‬


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Datenvermittlung

Welchen Vorteil bzw. Nachteil hat die Benutzung von
Paketvermittlung gegenüber der Leitungsvermittlung
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Datenvermittlung

Vorteil
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Paketvermittlung (2)‫‏‬

Vorläufer: Speichervermittlung
   Ablauf
       kein Aufbau eines physischen Pfades zwischen Send...
Paketvermittlung vs. Leitungsvermittlung

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Arten der Paketvermittlung




Durchschaltung/
Vermittlung:                 Paketvermittlung                 Leitungsvermi...
Verbindungslose Paketvermittlung (1)‫‏‬

Auch: Connection Less
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vermittlun...
Verbindungslose Paketvermittlung (2)‫‏‬

Jedes Nutzdaten-Paket erhält die vollständige
Adressinformation, die zum Transpor...
Verbindungslose Paketvermittlung (3)‫‏‬

Welche Probleme können durch diese Art der Vermittlung
entstehen?




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Verbindungslose Paketvermittlung (4)‫‏‬

Das sequenzielle Eintreffen der Pakete in der
ursprünglichen Reihenfolge kann nic...
Verbindungsorientierte Paketvermittlung (1)‫‏‬

auch: Connection Oriented
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Verbindungsorientierte Paketvermittlung (2)‫‏‬

Vor der Nutzdatenübertragung wird eine Verbindung aufgebaut
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verbindungslos vs. verbindungsorientiert (1)‫‏‬

Welche Konsequenz kann die Wahl der Datenvermittlung
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verbindungslos vs. verbindungsorientiert (2)‫‏‬

verbindungslos: größerer Header, da jedes Paket komplette Steuerinfo enth...
verbindungslos vs. verbindungsorientiert (3)‫‏‬

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wenn die Empfängerst...
verbindungslos vs. verbindungsorientiert (4)‫‏‬

Da es keine Möglichkeit gibt, vor der Datenübertragung
mit der Empfängers...
verbindungslos vs. verbindungsorientiert (5)‫‏‬

Welche positive Eigenschaft hat die verbindungslose
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verbindungslos vs. verbindungsorientiert (6)‫‏‬

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Durchschaltprinzipien


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Zellvermittlung (1)‫‏‬

Nennen Sie den Unterschied zwischen Paketvermittlung
und Zellvermittlung!




                    ...
Zellvermittlung (2)‫‏‬

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        Leitungsvermittlung
        Zellvermittlung...
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[11] Nu P 02 2

  1. 1. Übermittlungsmodi und Struktur von Nachrichtennetzen (Übung) Kapitel 2.2 Netze und Protokolle Dipl.-Wirtsch.-Ing. Kim Bartke Institut für Kommunikationstechnik www.ikt.uni-hannover.de
  2. 2. Analoge und digitale Nachrichtenkommunikation Warum gibt es so viele verschiedene Netze? verschiedene Strukturen ? verschiedene Techniken (analog, digital) ? verschiedene Medien (drahtlos, Kupfer, Glasfaser) ? (2)‫‏‬
  3. 3. Durchschaltprinzipien fest Übertragungsrate variabel einfach Komplexität aufwendig Leitungs- Mehrraten- Zell- Frame- Paket- vermittlung Leitungsve Vermittlung Relay Vermittlung rmittlung Circuit Cell Relay Packet Switching Multirate Switching Circuit Switching VK-Netze EWS-D, MAN, WAN Datex-P VK-Netze WAN,MAN S12,PABX Internet (3)‫‏‬
  4. 4. Leitungsvermittlung (1)‫‏‬ Erläutern Sie den Begriff Leitungsvermittlung! Nennen Sie ein Netz, das mit Leitungsvermittlung arbeitet! (4)‫‏‬
  5. 5. Leitungsvermittlung (2)‫‏‬ Im Fernsprechnetz: Schrittweise Reservierung des Weges anhand der Rufnummer und Durchschaltung bei Verbindungsaufbau Eine feste Nachrichtenverbindung zwischen Teilnehmer A und Teilnehmer B für die gesamte Dauer der Verbindung (exklusiv, drahtähnlich)‫‏‬ Automatische Vermittlung erfunden: Strowger (* 1839, † 1902, Leichenbestatter in Kansas City)‫‏‬ Patentanmeldung am 12. März 1889 (5)‫‏‬
  6. 6. Leitungsvermittlung (3)‫‏‬ B Vst Vst Vst A Vst Vst Vst Vst (6)‫‏‬
  7. 7. Leitungsvermittlung (4)‫‏‬ Welche Tarifierung wird bei leitungsvermittelten Systemen bzw. im Fernsprechnetz üblicherweise angewendet und warum? (7)‫‏‬
  8. 8. Leitungsvermittlung (5)‫‏‬ Exklusive Nutzung der Leitung Zeittarif Tarifierung ermöglicht Steuerung der Auslastung Die Tarifierung bei leitungsvermittelten Netzen erfolgt meistens nach Dauer und Entfernung. Gesprächsdauer Uhrzeiten Ortsgespräche, Ferngespräche (8)‫‏‬
  9. 9. Paketvermittlung (1)‫‏‬ Erläutern Sie den Begriff Paketvermittlung! Nennen Sie ein Netz, das mit Paketvermittlung arbeitet! (9)‫‏‬
  10. 10. Paketvermittlung (3)‫‏‬ Im Internet: Die Nutzerinformation wird in Blöcke mit einer begrenzten Länge aufgeteilt und mit Steuerinformationen versehen (Pakete)‫‏‬ Die Pakete werden dem Netz übergeben und dieses transportiert es anhand der Steuerinformationen zum Ziel Keine direkte (physikalische) Verbindung zwischen Kommunikationspartnern Nachricht Paket Kopf (header)‫‏‬ Rumpf (trailer)‫‏‬ (10)‫‏‬
  11. 11. Paketvermittlung (4)‫‏‬ Die Pakete werden in Warteschlangen zwischen- gespeichert Bearbeitungseinheit Pakete (11)‫‏‬
  12. 12. Paketvermittlung (5)‫‏‬ Router Router Router Router Router Router Pakete für nächste Übertragung sammeln (Warteschlange)‫‏‬ (12)‫‏‬
  13. 13. Datenvermittlung Welchen Vorteil bzw. Nachteil hat die Benutzung von Paketvermittlung gegenüber der Leitungsvermittlung bezüglich der Netzauslastung? (13)‫‏‬
  14. 14. Datenvermittlung Vorteil Datenvermittlung kann preiswerter betrieben werden, da das Netz gegebenenfalls eine Nachricht so lange zwischenspeichert, bis eine geeignete Datenverbindung frei ist. Dadurch werden insgesamt weniger Leitungen benötigt. Geschwindigkeits- und Code-Umwandlungen können vorgenommen werden Fehlersicherung bei der Übertragung möglich Nachteil Zeitliches Eintreffen der Nachrichten und Datenrate zwischen den Kommunikationspartnern können im Allgemeinen nicht garantiert werden. (14)‫‏‬
  15. 15. Paketvermittlung (2)‫‏‬ Vorläufer: Speichervermittlung Ablauf kein Aufbau eines physischen Pfades zwischen Sender und Empfänger im Voraus Datenblock wird in einer Zwischenstation zwischengespeichert und später weitergeleitet Jeder Block geht vollständig ein, wird auf Fehler kontrolliert und erst dann weiterbefördert Beispiel: erste elektromagnetische Telekommunikationssysteme (Telegrammtransport)‫‏‬ Paketvermittlung: engere obere Grenze bezüglich der Paketgrößen besseres Verhalten beim „Multiplexing“ d.h. gleichzeitigen Betrieb mehrerer Verbindungen kleinere Speicher geringere Verzögerung, höherer Durchsatz (interaktive Dienste möglich)‫‏‬ (15)‫‏‬
  16. 16. Paketvermittlung vs. Leitungsvermittlung Merkmal Leitungsvermittelt Paketvermittelt Dedizierter Pfad Ja Nein Verfügbare Bandbreite Fest, im voraus reserviert. Dynamisch Potentielle Verschwendung Ja Nein von Bandbreite Übertragung mit Nein Ja Zwischenspeicherung Alle Paket verlaufen auf der Ja nicht notwendigerweise gleichen Route Verbindungsaufbau notwendig nicht notwendigerweise Punkt möglicher beim Verbindungsaufbau bei jedem Paket Überlastungen Gebührenabrechnung pro Zeit pro Volumen (üblicherweise!)‫‏‬ (16)‫‏‬
  17. 17. Arten der Paketvermittlung Durchschaltung/ Vermittlung: Paketvermittlung Leitungsvermittlung Kommunikations- verbindungslose verbindungsorientierte beziehung: Übertragung Übertragung (17)‫‏‬
  18. 18. Verbindungslose Paketvermittlung (1)‫‏‬ Auch: Connection Less Erläutern Sie den Begriff verbindungslose Paket- vermittlung! (18)‫‏‬
  19. 19. Verbindungslose Paketvermittlung (2)‫‏‬ Jedes Nutzdaten-Paket erhält die vollständige Adressinformation, die zum Transportieren der Informationen von A nach B erforderlich sind und wird in jedem Knoten unabhängig von allen anderen Paketen durchgeschaltet Beispiel: Internet (IP-Netz)‫‏‬ Paket 1 Paket 1 Paket 1 Nutzlast Nutzlast Nutzlast Startadresse Startadresse Startadresse Zieladresse Zieladresse Zieladresse (19)‫‏‬
  20. 20. Verbindungslose Paketvermittlung (3)‫‏‬ Welche Probleme können durch diese Art der Vermittlung entstehen? (20)‫‏‬
  21. 21. Verbindungslose Paketvermittlung (4)‫‏‬ Das sequenzielle Eintreffen der Pakete in der ursprünglichen Reihenfolge kann nicht garantiert werden. Animation PaketnetzSequenz_Rec.exe (21)‫‏‬
  22. 22. Verbindungsorientierte Paketvermittlung (1)‫‏‬ auch: Connection Oriented Erläutern Sie den Begriff verbindungsorientierte Paketvermittlung! (22)‫‏‬
  23. 23. Verbindungsorientierte Paketvermittlung (2)‫‏‬ Vor der Nutzdatenübertragung wird eine Verbindung aufgebaut (virtuelle Verbindungen)‫‏‬ Alle Pakete zwischen zwei Kommunikationspartnern werden auf derselben virtuellen Verbindung transportiert, eine Vertauschung der Reihenfolge einzelner Pakete ist sehr unwahrscheinlich Paket-Header der Datenpakete enthalten nur die Verbindungsinformation normalerweise: Die Entscheidung über den Weg der Pakete einer virtuellen Verbindung ist nur einmal beim Verbindungsaufbau notwendig Verbindungsaufbaupaket Paket 1 Paket 2 ... Nutzlast Nutzlast Verbindung 1 Verbindung 1 (23)‫‏‬
  24. 24. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (1)‫‏‬ Welche Konsequenz kann die Wahl der Datenvermittlung auf den Anteil der nötigen Verwaltungsinformation, die zur Übertragung einzelner Pakete von Ende zu Ende benötigt wird, haben? (24)‫‏‬
  25. 25. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (2)‫‏‬ verbindungslos: größerer Header, da jedes Paket komplette Steuerinfo enthält Paket 1 Paket 1 Paket 1 Nutzlast Nutzlast Nutzlast Startadresse Startadresse Startadresse Zieladresse Zieladresse Zieladresse verbindungsorientiert: teilweise kleinere Header, da nur Zuordnung zur Verbindung erforderlich, aber zusätzlicher Aufwand für Verbindungsauf- und abbau Verbindungsaufbaupaket Verbindungsabbaupaket Paket 1 Paket 2 ... Nutzlast Nutzlast Startadresse Verbindung 1 Verbindung 1 Zieladresse (25)‫‏‬
  26. 26. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (3)‫‏‬ Was passiert bei einer verbindungslosen Übertragung, wenn die Empfängerstation nicht in der Lage ist, die Datenpakete anzunehmen? (26)‫‏‬
  27. 27. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (4)‫‏‬ Da es keine Möglichkeit gibt, vor der Datenübertragung mit der Empfängerstation zu kommunizieren, kann der Sender nicht feststellen, ob die Empfangsstation die Pakete annehmen kann. Die Empfangsstation verwirft die Pakete eventuell einfach. (27)‫‏‬
  28. 28. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (5)‫‏‬ Welche positive Eigenschaft hat die verbindungslose Durchschaltung beim Ausfall einzelner Verbindungs- abschnitte im Netz? (28)‫‏‬
  29. 29. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (6)‫‏‬ Während der Kommunikation ausfallende Verbindungsabschnitte erfordern keinen neuen Verbindungsaufbau, da die Information für die Vermittlung in jedem Paket vorhanden ist. (29)‫‏‬
  30. 30. Durchschaltprinzipien ? Leitungs- Mehrraten- Zell- Frame- Paket- vermittlung Leitungsve Vermittlung Relay Vermittlung rmittlung Circuit Cell Relay Packet Switching Multirate Switching Circuit Switching VK-Netze EWS-D, MAN, WAN Datex-P VK-Netze WAN,MAN S12,PABX Internet leitungsvermittelt, paketvermittelt, verbindungsorientiert verbindungsorientiert oder verbindungslos (30)‫‏‬
  31. 31. Zellvermittlung (1)‫‏‬ Nennen Sie den Unterschied zwischen Paketvermittlung und Zellvermittlung! (31)‫‏‬
  32. 32. Zellvermittlung (2)‫‏‬ Zelle Kompromiss zwischen Paket- und Leitungsvermittlung Zellvermittlung ist eigentlich Paketvermittlung, aber Alle Zellen folgen einem zuvor reservierten Weg garantierte Ressourcen (wie bei Leitungsvermittlung)‫‏‬ Sonderform der Pakete: klein und konstante Länge, damit Multiplexing einfacher ist Beispiel: ATM (32)‫‏‬ ATM Asynchronous Transfer Mode
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