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Angewandte Informatik
Herausgegeben von Helmut Schauer
Standards
in Rechnernetzen
Alexander Prosser
Springer-Verlag Wien New York
Mag. Dr. Alexander Prosser
WirtschaftsuniversiUit Wien, Osterreich
e-mail:
prosser@nestroy. wu-wien.ac.at
Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzt.
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© 1993 by Springer-VerlagfWien
Gedruckt auf saurefreiem Papier
Mit 180 Abbildungen
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Prosser, Alexander:
Standards in Rechnernetzen I Alexander Prosser. - Wien ;
New York: Springer, 1993
(Springers angewandte Informatik)
ISBN-13:978-3-211-82430-6
ISSN 0178-0069
ISBN-13 :978-3-211-82430-6 e-ISBN-13:978-3-7091-9273-3
001: 10.1007/978-3-7091-9273-3
Fur Stefanie Prosser
Vorwort
In einer Zeit der unterschiedlichsten Netzwerktypen und ihrer herstellerspezi
fIschen Auspdigungen ist die Schaffung von Standards notwendiger denn je.
Diese Standards soIl en einen gemeinsamen Nenner darstellen, auf den sich die
einzelnen Hersteller von Netzwerkhard-und -software beziehen konnen. Doch
immer wieder werden sich in diesem Buch die Fragen stellen:
• Kann ein konkreter Protokollstack die gestellten Aufgaben
gut erfiillen und
• Wie kann ein solcher Stack mit anderen Systemen kom
munizieren?
Die Zeit der iiberschaubaren, zentral aufgebauten Netzwerklosungen ist vorbei.
Noch Anfang der 80-er Jahre dominierten die herstellerspezifIschen Terminal
netze von Gro6rechner- und Miniherstellern, daneben gab es zwar schon PCs,
die aber entweder iiberhaupt nicht, oder nur als recht isolierte Inseln vernetzt
waren. Ais Ergliozung dazu gab es vergleichsweise langsame Kommunikation
iiber offentliche Netze (meist leitungsgeschaltet, Paketvermittlung war gerade
"im Kommen").
Heute, Anfang der 90-er Jahre hat sich das Bild grundsatzlich gewandelt. Die
massenhafte Verbreitung von pes, und hier vor allem von 386-er PCs, hat die
Biirolandschaft verandert wie sonst kaum eine andere Innovation. Der Benutzer
wurde sich bei der Arbeit mit seinem PC der potentiellen Moglichkeiten der
EDV bewu6t. Zum ersten Mal entschied nicht ausschlie6lich irgendein Guru
II II
in einer zentralen EDV-Abteilung, was machbar, ja mehr noch, was wiin
schenswert war. Das EDV-Monopol horte aufzu existieren. Der Benutzer war
mehr und mehr imstande, seine Wiinsche zu artikulieren und (man hore und
staune!) sogar Anspriiche zu stellen.
Dnd diese Anspriiche wuchsen gar nicht langsam. Sowohl was die Qualitat der
Benutzeroberflache als auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit und Verfiigbar
keit von Applikationen anbelangt, wuchsen die Anforderungen der Benutzer.
Auf ein Netz bezogen heillt dies: mehr Dienste mit meh~ Datenvolumen
schneller zu iibertragen sowie die umfassende Vernetzung des gesamten Ver
waltungsgebaudes. Dies sind die Forderungen an den Netzplaner. Doch wie
VITI Vorwort
sieht es n'lit seinen Moglichkeiten aus? Wieviele Freiheitsgrade in seiner
Planung hat er iiberhaupt? "Connectivity" ist zum Schlagwort geworden.
Doch diese ist nicht einfach das Resultat einer bestimmten Produktentscheidung
oder irgendeines schnell in Betrieb genonunenen Gateways. Sie ist vielmehr
das Resultat detaillierter und langfristiger Planung einer heterogenen System
landschaft. Detailliert heillt, sich mit den angebotenen Standards genauer
auseinanderzusetzen; TCPIIP oder OSI sind mehr als nur Schlagworte in einem
Computermagazin, hinter ihnen steeken konkrete Protokolle, AbHiufe und
Formate. Die wahren Probleme erschlie6en sich oft erst ~'Detail und bei
Beriicksichtigung konkreter Vorgaben. Langfristige Planung in diesem Zusam
menhang bedeutet, die zukiinftigen Netze in ihrem Autbau zu kennen und zu
iiberlegen, wie heutige Netzwerklosungen in diese integriert werden konnen;
aber auch den zukiinftigen Bedarf zu analysieren und sich hier moglichst viele
Freiheitsgrade bei der Planung offen zu lassen.
Zunachst aber ein kurzer i.)berblick fiber die folgenden Kapitel:
1m ersten Kapitel mochte ich allgemeine Begriffe (z.B. Manchestercodierung,
Flow Control oder Datagramm) einfiihren, auf die ich mich in den folgenden
Kapiteln ohne weitere Erkiarung beziehen werde. 1m zweiten Kapitel werden
die gebrauchlichsten Standards des Transportsystems vorgestellt. Ich werde
dabei nicht nur einzelne Standards besprechen und versuchen, Starken und
Grenzen dieser Standards aufzuzeigen, sondern auch verschiedene Standards
miteinander in Beziehung zu bringen; und zwar sowohl verschiedene Altema
tiven zu den selben Schichten als auch zwischen den Schichtenprotokollen eines
der gangigen Protokollstacks. Auch auf mogliche zukiinftige Entwickiungen
werde ich immer wieder eingehen. 1m dritten Kapitel mochte ich fUr die heute
gebrauchlichsten Anwendungen (elektronische Post, Dateitransfer, Terminal
emulation und verteilte Anwendungsprogramme) die TCPIIP-und OSI-basier
ten Altemativen einander gegenfiberstellen und miteinander vergleichen.
Am Ende der einzelnen Kapitel bzw. Unterkapitel werde ich weiterfiihrende
Literaturhinweise geben, die einzelne Teilbereiche dieses Kapitels vertiefen.
Au6erdem werden an dieser Stelle auch immer die relevanten Standards (ISO,
CCITT, ANSI) angefiihrt, auf denen das betreffende Kapitel basiert. Die
vollsmodige Liste der von mir verwendeten Literatur mit Angabe von Verlag
und Erscheinungsort bzw. -jabr findet sich im Anschlu6 an das letzte Kapitel.
Wien, im Oktober 1992 Alexander Prosser
Inhalt
1 Einleitung
1.1 Das ISO-OSI-Modell 2
1.2 Grundlagen des Transportsystems .'8
1.2.1 Physical.~ayer 8
1.2.1.1 Ubertragung digitaler Daten mittels
digitaler Signale 8
1.2.1.2 Ubertragung digitaler Daten mittels
analoger Signale 10
1.2.2 Link Layer 15
1.2.2.1 Allgemeines 15
1.2.2.2 Flu6kontrolle 16
1.2.2.3 Fehlerbehanc,ilung 16
1.2.2.4 Sende-und Empfangsalgorithmus 23
1.2.3 Network Layer 24
1.2.3.1 Netzzugang 25
1.2.3.2 Internetworking 26
1.2.3.3 Routing 32
1.2.4 Transport Layer 35
1.3 Grundlagen des Anwendersystems 48
1.3.1 Grundsatzliches 48
1.3.2 Session Layer 48
1.3.3 Presentation Layer 49
1.3.4 Application Layer 51
Weiterjahrende Literaturhinweise
2 Das Transportsystem
2.1 Physische Standards 54
2.1.1 V.24IRS-232-C 54
2.1.2 X21 ~
Weiterjahrende Literaturhinweise
2.2 Normen nach ISO und CCITT 57
2.2.1 Zwei Link-Protokolle im Vergleich,
HDLC und SS7 Signaling Link 57
2.2.1.1 Einordnung der beiden Protokolle 57
X Inhalt
2.2.1.2 Gemeinsamkeiten 59
2.2.1.3 HOLC 60
2.2.1.4 SS7SL 64
2.2.1.5 Funktionaler Vergleich
HOLC - SS7SL 66
2.2.2 X.25, X.75 und "Triple X" 67
2.2.2.1 X.25 67
2.2.2.2 X.75 72
2.2.2.3 Triple X 74
2.2.2.4 Zusammenfassung, Ausblick 74
2.2.3 ISO IP/TP 75
2.2.3.1 ISO IP (lnternetprotokoll) 75
2.2.3.2 ISO TP (Transportprotokoll) 81
WeiterfUhrende Literaturhinweise
2.3 TCP/IP 87
2.3.1 Allgemeines 87
2.3.2 Internetprotokoll (IP) 89
2.3.3 Vergleich der AdreBschemata im
TCP/IP-Internet und nach OSI 95
2.3.4 Ein Vergleich X.75 -IP 98
2.3.5 Internet Control Message Protocol (lCMP) 99
2.3.6 ARP, RARP 100
2.3.7 Transmission Control Protocol (TCP) 101
2.3.8 Ein Vergleich TCP -ISO TP4 104
WeiterfUhrende Literaturhinweise
2.4 Oie Standards nach IEEE 802 108
2.4.1 Allgemeines 108
2.4.2 Topologien 109
2.4.3 802.2 LLC 110
2.4.4 Oie LLC-MAC-Schnittstelle 118
2.4.5 Medium Access Control MAC und
physische Schicht 120
2.4.5.1 Allgemeines zu den MACs 120
2.4.5.2 802.3 121
2.4.5.3 802.4 136
2.4.5.4 802.5 144
2.4.5.5 Ein Vergleich 802.3, 802.4, 802.5 155
2.4.6 Glasfaser-LANs 159
2.4.6.1 FOOl I 159
2.4.6.2 FOOl II 166
2.4.6.3 Bus 171
2.4.7 MAN, Metropolitan Area Network 173
2.4.8 Kopplung von Lokalen Netzen 180
2.4.8.1 Grundlegendes 180
Inhalt XI
2.4.8.2 Bridges 182
2.4.8.3 Router 190
2.4.8.4 Kopplung von 802-LANs und
MAN bzw. FDDI 191
Weiterfilhrende Literaturhinweise
2.5 ISDN 198
2.5.1 AIlgemeines 198
2.5.2 Schmalband-ISDN 200
2.5.3 Interworking (X.30, X.31, X.32) 213
2.5.4 Frame Relaying 219
2.5.5 Breitband-ISDN (BISDN) -
Fast Packet Switching 222
2.5.6 Die Rolle von ISDN in einer
heterogenen Systemlandschaft 227
Weiterftihrende Literaturhinweise
2.6 Die langfristigen Trends 229
2.6.1 Ruckblick 229
2.6.2 Hybride Glasfasernetze 229
2.6.3 Integration LAN -WAN 233
3 Das Anwendersystem
3.1 Prinzipieller Autbau 236
3.2 ISO Session/ISO Presentation 238
3.2.1 ISO Session 238
3.2.2 ISO Presentation 246
3.2.3 Das Zusammenspiel von ISO Session
und Presentation 248
Weiterftihrende Literaturhinweise
3.3 ISO CASE 251
3.3.1 ACSE 251
3.3.2 RTSE 252
3.3.3 CCR 258
3.3.4 TP 264
3.3.5 ROSE 275
Weiterftihrende Literaturhinweise
3.4 Anwenderstandards im Vergleich 282
3.4.1 Filetransfer 282
3.4.1.1 Allgemeines 282
3.4.1.2 DoD FTP 285
3.4.1.3 ISOFTAM 288
