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TELEKOM

Internet Protocol IP

Hier soll kurz erklärt werden, wie die zu übertragendenInformationen im Internet von einem auf den anderen Rechnerkommen. Daten werden im Internet paketweise übertragen. Manspricht daher von einem paketvermittelten Netz. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:
Im Telefonnetz wird für jedes Gespräch eine Leitungzwischen zwei Gesprächspartnern benötigt. Diese Leitungbleibt auch belegt, wenn keine Information übertragen wird,also keiner spricht. Hier handelt es sich um einleitungsvermitteltes Netz.
Daten werden im Internet paketweise übertragen, d. h. längere Datenströme werden in kleinere Einheiten, eben die Pakete, zerlegt. Der Vorteil ist unter anderem, daß sich Pakete verschiedener Absender zeitlich hintereinander über eine Leitung schicken lassen.

Die Übertragung erfolgt fast so, wie Pakete von der Post transportiert werden. Wenn Informationsübertragung ansteht, wird ein Paket gepackt und mit einer Adresse versehen. Sodann wird dieses Informationspaket dem Netz überlassen, indem man es am Schalter abgibt. Das örtliche Postamt entscheidet dann aufgrund der Empfängeradresse, ob das Paket direkt an den Empfänger (wenn dieser also im Versorgungsbereich dieses Postamtes wohnt) auszuliefern ist, oder durch Einschalten von mehr oder weniger Zwischenstationen. In der Regel findet das Paket dann ein Postamt, das die Auslieferung an den Empfänger aufgrund der Adresse vornehmen kann. Schwierigkeiten bei der Auslieferung können dem Absender aufgrund der Absendeadresse mitgeteilt werden. Die einzelnen Teilnetze des Internet sind durch Geräte verbunden, die 'Router' genannt werden. Diese übernehmen die Funktion von Vermittlungsstellen und der ausliefernden 'Postämter'. Das folgende Beispiel-'Internet' verbindet vier Netze miteinander:

  • Wenn Rechner direkt miteinander verbunden sind (wie hier z. B. A mit D), so kommunizieren sie direkt miteinander.
  • Wenn Rechner nicht direkt miteinander verbunden sind (wie z. B. B mit C), so wird die Kommunikation unter Verwendung von Routern (hier D oder A) abgewickelt. In diesem Fall sucht sich jedes Paket selbständig den schnellsten Weg.
  • Wenn ein Router ausfällt, gelangen die Datenpakete auf Ausweichwegen zum Ziel. Möchte z. B. A mit D kommunizieren, und die Leitung A - D fällt aus, so werden die Daten über B oder C geroutet.
  • Eine zweifelsfreie Identifizierung des Dienstnehmers durch den Dienstanbieter ist ohne zusätzliche Autorisierungsmechanismen nicht möglich: Wenn z. B. B ein Paket zu C versendet, muß das Paket A (oder D) passieren. C empfängt also das Paket von A und bekommt von A einen Hinweis, daß das Paket ursprünglich von B kam. Wenn A lügt, hat C keine Möglichkeit, dies zu überprüfen, da C nicht direkt mit B kommunizieren kann.
  • Datensicherheit ist nicht gewährleistet, da jeder Rechner, der Pakete weiterleitet, diese Pakete auch mitlesen kann.

In den Adressen stecken Anteile, die das Empfänger-Postamt charakterisieren (Postleitzahl, Ort) und Anteile, die den Empfänger im Bereich dieses Postamtes festlegen. Diese Art der Informationsübertragung hat große Parallelen zur paketvermittelten Kommunikation im Internet.
Die Adressen, die im Internet verwendet werden, bestehen aus einer 32 Bit langen Zahl. Damit sich die Zahl leichter darstellen läßt, unterteilt man sie in 4 Bytes (zu je 8 Bit). Diese Bytes werden dezimal notiert und durch Punkte getrennt (a.b.c.d). Zum Beispiel:

                                           141.84.101.2
                                           129.187.10.25
                                       
Bei dieser Adresse werden zwei Teile unterscheiden, die Netzwerkadresse und die Rechneradresse, wobei unterschiedlich viele Bytes für beide Adressen verwendet werden:
Die Bereiche für die Netzwerkadresse ergeben sich durch die Zuordnung der ersten Bits der ersten Zahl (a), die eine Erkennung der Netz-Klassen möglich machen.

Netz-KlasseNetzwerkadresseHost-AdresseBereich binär
Aa    b.c.d1 - 12601xxxxxx
Ba.b    c.d128 - 19110xxxxxx
Ca.b.c    d192 - 22311xxxxxx

Die Netzadressen von 224.x.x.x bis 254.x.x.x werden für besondere Zwecke verwendet, z. B. 224.x.x.x für Multicast-Anwendungen.

Grundsätzlich gilt:

  • Alle Rechner mit der gleichen Netzwerkadresse gehören zu einem Netz und sind untereinander erreichbar.
  • Zur Koppelung von Netzen unterschiedlicher Adresse wird ein Router benötigt.
  • Je nach Zahl der zu koppelnden Rechner wird die Netzwerkklasse gewählt.

Jedes Datenpaket steckt quasi in einem 'Umschlag', der Absende- und Empfängeradressen enthält. Diese Adressen-Information wird den Nutzdaten vorangestellt, so daß jede Komponente im Netz, die das Protokoll TCP/IP beherrscht, aus dem Anfang des Datenpaketes herauslesen kann, woher das Paket kommt und wohin es soll. Komponenten, die das können und die zusätzlich die Möglichkeit haben, Datenpakete auf verschiedenen Wegen weiterzuschicken, sind die obengenannten Router. Diese nehmen von den Adressen immer erst die Netzanteile und entscheiden, ob das Netz direkt angeschlossen ist oder, falls nicht, an welchen nächsten Router es zu schicken ist.
Ein weiterer großer Vorteil des IP-Protokolls ist seine Unabhängigkeit vom tatsächlichen Datentransport. Die Datenpakete können über ein Ethernet, eine serielle Modemverbindung oder ein anderes Medium laufen. Für serielle Verbindungen, die häufig für die letzten Kilometer bis zum heimischen Rechner verwendet werden, gibt es spezielle IP-Protokolle. Angefangen hat es mit SLIP (Serial Line Internet Protocol), das heute weitgehend durch PPP (Point to Point Protocol) abgelöst ist.
Das Internet Protocol IP ist also hauptverantwortlich dafür, daß Daten den richtigen Weg im Internet finden. Wenn ein Datenpaket nur korrekt in einen 'IP-Briefumschlag' gesteckt wird, kann es beruhigt dem Netz übergeben werden. Was aber ist, wenn mal ein Datenpaket verloren geht? Wie versendet man überhaupt mehr Daten als die maximale Paketgröße von 1500 Bytes? Was passiert, wenn auf einer größeren Maschine, die mehrere Benutzer gleichzeitig haben kann, Datenpakete für verschiedene Benutzer eintreffen? Hierfür gibt es die Transportprotokolle TCP und UDP.

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