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Das Netz - Datentransfer und Kommunikation im Internet

Seminararbeit 2011 17 Seiten

Medien / Kommunikation - Multimedia, Internet, neue Technologien

Leseprobe

Gliederung

1. Einleitung

2. Historischer Hintergrund

3. Das OSI-Referenzmodell
3.1 Die sieben Schichten des OSI-Referenzmodells
3.1.1 Anwendungsschicht
3.1.2 Darstellungsschicht
3.1.3 Sitzungsschicht
3.1.4 Transportschicht
3.1.5 Vermittlungsschicht
3.1.6 Sicherungsschicht
3.1.7 Bitübertragungsschicht

4. TCP/IP Protokoll
4.1 IP-Adressierung
4.2 IP-Datagramme
4.3 Transmission Control Protocol
4.4 Drei-Wege-Handshake

5. Domain Name System

6. Uniform Resource Identifier

7. Fazit

8. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Das Internet hat sich als neues, beinahe omnipräsentes Leitmedium in den Alltag der Menschen integriert. Es beeinflusst durch seine Struktur die herkömmliche Informations- und Kommunikationstechnologie drastisch. Der Mensch erhält durch das Netz Zugriff auf unvorstellbar große Informationsmengen und kann sie nach Bedarf abrufen. Entfernun- gen spielen keine Rolle mehr, das Internet ermöglicht es, Daten von anderen Kontinenten durch Netzwerksysteme in Sekundenschnelle einzusehen. Spricht man heute vom Global Village und Globalisierung, so ist das Internet ein entscheidender Faktor für den interkul- turellen Austausch. Dabei ist es umso interessanter zu verstehen, wie die Kommunikati- onsmechanismen hinter diesem gewaltigen Apparat funktionieren und wie aus dem scheinbar so simplen Anwendungen, wie dem verschicken von Einsen und Nullen, ein umfassendes Netzwerk aus Millionen von Endpunkten geworden ist, das über mannigfa- che Anwendungen miteinander in Verbindung steht. In dieser Arbeit soll zuerst ein Über- blick über die Entstehungsgeschichte des Internet, bzw. des Ende der sechziger Jahre ein- geführten ARPANET, gegeben werden. Darauf folgt eine Einführung in die sieben Schich- ten des OSI-Referenzmodells, um die Netzwerkarchitektur grundlegend zu erläutern. Ins- besondere wird in den Folgekapiteln auf die Übertragung von Informationen durch Inter- networking mit TCP/IP eingegangen, um zu verdeutlichen, wie Anwendungen im Internet Zieladressen identifizieren können um somit Datentransfer erst ermöglichen. Die letzten beiden Kapitel befassen sich mit einer kurzen Erläuterung des Domain Name Systems und der Uniform Resource Identifiers, um die für den Netzbürger am auffälligsten Verbindun- gen zum eigentlichen komplexen Kommunikationsmodell zu veranschaulichen. Dies wird aber nicht im Detail ausgeführt, da eine genauere Betrachtung der Übertragungstechni- ken wichtiger erscheint.

2. Historischer Hintergrund

Die Intention hinter den ersten Computernetzwerken, bestand darin, mehrere Rechner miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen Zugriff auf Peripheriegeräte zu ermög- lichen. Ist beispielsweise ein Drucker oder ähnliches an einen Rechner angeschlossen, der sich in einem gemeinsamen Netzwerk befindet, so wird jedem anderen Computer der Zugriff auf diesen ermöglicht. Aber auch externe Festplatten oder weitere Rechengeräte stehen dem Zusammenschluss zur Verfügung. So ist jeder Rechner in diesem Netzwerk in der Lage sich auf eine bestimmte Aufgabe zu spezialisieren und bei Bedarf anderer Aktio- nen, einfach einen der vernetzten Rechner um die Ausführung dieser zu bitten. Nach die- sem Prinzip können hohe Kosten für Großrechner eingespart werden, die zwar alle Auf- gaben bewältigen können, sich dafür aber nicht spezialisieren und des Weiteren auch erheblich teurer sind. Ebendies machte sich die US-Regierung zunutze und forschte in den 1960er Jahren mit großem Aufwand an der Weiterentwicklung technologischer Netzwer- ke. Die Advanced Research Projects Agency (ARPA), als Organisation des US- Verteidigungsministeriums, befasste sich zusammen mit Forschungsgruppen einzelner Universitäten mit der Vernetzung von Computersystemen um kosteneffizient große Re- chenleistung zu ermöglichen. Aus der Arbeit der Forschungsgruppen entstand 1969 schließlich das, auf der paketvermittelten Kommunikation basierende, ARPANET1. Mittel- punkt der Forschung am ARPANET bildete das Internetworking und ließ die erste Form des Internets entstehen. Die Kernelemente des Wide Area Network ARPANET bildeten die sogenannten Interface Message Processors (IMPs), quasi Vorläufer der heutigen Router. Durch die Vernetzung mehrerer Hosts per IMP gesteuertem Subnetzwerk konnten hete- rogene Netzwerke bedingt überbrückt und bis dahin nicht kompatible Hard- und Software zusammengeschlossen werden. Ende der sechziger Jahre befanden sich die ersten mitei- nander vernetzten Hosts an den Universitäten in Los Angeles, Santa Barbara, Stanford und Utah.2 Es folgte eine rasante Entwicklung: 1973 wurden erste internationale Knoten in England und Norwegen hinzugefügt und 1975 wurden die Rechner an eine Satelliten- verbindung angeschlossen. 1983 erfolgte die Umstellung der NCP- Kommunikationssoftware auf das neue Network Control Protocol (TCP), welches vier Jah- re später auf TCP/IP umgestellt wurde. Das damalige Netzwerk wurde 1983 schließlich unterteilt in ein militärisch genutztes Teilnetz und einen zur wissenschaftlichen Kommu- nikation genutzten zivilen Teilabschnitt. Viele weitere lokale Netzwerke klinkten sich in das ARPANET ein und vergrößerten die Reichweite des Netzwerks. Gegen Ende der acht- ziger Jahre etablierte sich jedoch das NSFNET, ein Programm der amerikanischen National Science Foundation (NSF), und ermöglichte jedem Studenten an einer amerikanischen Universität einen Hochgeschwindigkeitszugang zum Netzwerk.3 Dies führte 1989 zur Still- legung des ARPANET, während sich das NSFNET zum zentralen Rückgrat des Internet entwickelte. Erfolgsfaktoren des Internetsiegeszugs waren zum einen der nun gewährleis- tete breite Zugang für die Öffentlichkeit und die simple Benutzerschnittstelle zum Inter- net: der WWW-Browser. Als erster grafikfähiger Browser konstituierte sich 1993 der Mosaic-Browser und zwei Jahre später führte Microsoft das Betriebssystem Windows 95 mit dem Internet Explorer ein. Der technische Fortschritt wurde zunehmend durch die Kommerzialisierung des Internets und vor allem des World Wide Web vorangetrieben. Neue Programmiersprachen wurden entwickelt und Benutzeroberflächen wurden an die Bedürfnisse der User angepasst. Seit den Entstehungsjahren des Internet hat sich die Zahl der Internetnutzer nach aktuellen Statistiken auf weltweit rund zwei Milliarden erhöht.4 Protokolle und Standards werden erneuert und verbessert und ermöglichen inzwischen einen simplen Informationsaustausch auf globaler Ebene. Die Entwicklung des Internets zu dem omnipräsenten Kommunikationsnetzwerk, wie wir es heute kennen, wäre nicht möglich gewesen wenn der Informationstransfer nicht stetig optimiert worden wäre. Um eine Vernetzung von Millionen von Endpunkten zu gewährleisten, sind insbesondere die Basisprotokolle Internet Protocol (IP) und Transmission Control Protocol (TCP) von großer Bedeutung. Auch das umfassende OSI-Referenzmodell und die erleichterte Adressierung durch das Domain Name System (DNS), sowie Uniform Resource Identifier (URI) sind Grundbausteine des heutigen Internets.

3. Das OSI-Referenzmodell

Die Absicht hinter Open Systems Interconnection (OSI) ist die Vernetzung von nichthete- rogenen, internationalen Computersystemen und das Ermöglichen einer Kommunikation unter diesen. Durch die Bereitstellung kommunikationsbasierter, interaktiver Dienste bei Rechnern von unterschiedlichen Herstellern, werden die Nutzer unabhängig von einzel- nen Anbietern gemacht und ihnen wird die Möglichkeit gegeben zwischen beliebigen Computersystemen Informationen auszutauschen. Um eine solche Kommunikation zu ermöglichen muss jeder Rechner an die Normen des Standards angepasst werden. Das siebenschichtige OSI-Referenzmodell beschreibt die Grundlagen für diese Normen.

3.1 Die sieben Schichten des OSI-Referenzmodells

Das Modell beschreibt die einzelnen Aufgaben jeder Schicht, die Verbindungen zwischen Nachbarschichten und die hierarchische Kommunikation. Es besteht aus sieben Schichten die in Arbeitseinheiten unterteilt sind. Diese müssen innerhalb ihrer eigenen Schicht Funktionen erfüllen oder mit den Arbeitseinheiten der jeweils darüber oder darunter lie- genden Schichten zusammenarbeiten. Das Regelwerk zu der schichtübergreifenden Ar- beit wird durch Protokolle hergestellt. Die Schnittstellen zwischen den Schichten müssen dabei von den zugeordneten Protokollen verstanden werden und so gibt es für jede Schicht bestimmte Protokolle. Teilweise erstrecken sich die Protokolle auch über mehrere Schichten um die Kommunikation zu regeln. In Abbildung 1 wird das OSI-Referenzmodell grafisch ersichtlich, aus einer Kommunikation von einem Client zu einem Server. Die schichtspezifischen Aufgaben und die dazugehörigen Protokolle werden im Folgenden erläutert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 15

[...]


1 Vgl. Meinel, Christoph / Sack, Harald: WWW. Berlin & Heidelberg: Springer 2004, S. 25

2 Vgl. ebd. S. 27

3 Vgl. ebd. S. 28

4 Statista GmbH: Anzahl der Internetnutzer weltweit nach Regionen in Millionen im Juni 2010. (URL: http://de.statista.com/statistik/daten/studie/39490/umfrage/anzahl-der-internetnutzer-weltweit-nach- regionen/, zuletzt gesichtet am 28.01.2011)

5 Eigene Darstellung - Vgl. o.A.: OSI-Modell. (URL: http://fi-wiki.de/index.php?title=OSI-Modell, zuletzt ge- sichtet am 03.02.2011)

Details

Seiten
17
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783640949120
ISBN (Buch)
9783640949007
Dateigröße
551 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v173828
Institution / Hochschule
Universität Passau – Philosophische Fakultät
Note
2,3
Schlagworte
Internet TCP IP Protokoll Datentransfer ARPANET OSI-Referenzmodell

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