392112 Einführung in die Computernetze (V) (SoSe 2003)

In dieser Vorlesung wird die Grundbegriffe der Computernetze erklürt und bearbeitet. Computernetze sind hierarchisch zusammengebaut. Die Ebenen nennt man Schichten (Layers). Eine Layer implementiert Funktionen (Dienste), die der nächste Layer oben für ihre Zwecke benutzt. Ein Protokoll ist ein Algorithmus, der eine Dienst implementiert. Eine Hierarchie der Schichten heisst ein Protocol Stack und eine Beschreibung der Hierarchie heisst ein Schichtenmodell. Ein Protocol Stack wird hauptsächlich in Software implementiert; die unteren Schichten auf eine Mischung von Hardware, Firmware und Software.

Wir nehmen das bekannte Schichtenmodell des Internets als Beispiel für ein Schichtenmodell. Dieses Schichtenmodell besteht auf vier Schichten: Physical Layer, Internet Layer, Transport Layer und Applications Layer. Wir vergleichen das Internet-Schichtenmodell mit dem ISO-OSI Reference Model. Wir beschreiben die vier Schichten des Internet-Schichtenmodells in den Detaillen. Als Beispiel für die Protokollen und Dienste auf dem Physical Layer nehmen wir hauptsächlich das Ethernet.

Das Thema Sicherheit ist heutzutage sehr wichtig geworden. Die Wissenschaft von Sicherheit in Teilen eines Netzschichtenmodelles besteht aus mehrere Komponenten: die Requirements, das Design, die Implementierung und deren Analyse. Die praktische Implementierung von Sicherheit besteht hauptsächlich auf der Ebene der Menschen: auf der praktische Inbetriebnahme der Systeme und auf deren technischen und organisatorischen Verwaltung. Auf den Aspekten von Requirements, Design, und Implementierung kommt die genaue Beschreibung der Eigenschaften eines Protokolles in Betrachtung; also, die Spezifikation und deren Erfüllung von der Implementierung. Als Spezifikationsmethoden benutzen wir TLA+ und als Spezifikations-Beispiele nehmen wir einige im Buch von Sharp (siehe Literatur). Als Analysemethode für praktischen Fällen von Sicherheitsverletzung benutzen wir Why-Because Analyse, eine von der Gruppe RVS entwickelte Methode, die jetzt im industriellen Einsatz ist.

Literaturangaben

Einführung in die Computernetze (Deutsch and English)
, Michael Blume, Heiko Holtkamp, I made Wiryana, RVS-Bk-02, 7 Mai 1998.

• James Kurose & Keith Ross, Computernetze, Pearson-Studium, 2002
• Larry L. Peterson & Bruce S. Davie, Computernetze, dpunkt-Verlag, 1997.
• Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, Prentice-Hall/Pearson Studium, 2003.
• Using the Temporal Logic of Actions: A Tutorial on TLA Verification, Peter B. Ladkin, Report RVS-RR-97-08, AG RVS, Technische Fakultät, Uni Bielefeld, 1997 [ Abstract | gzipped-PS | gzipped-DVI ]
• (Allgemeine Protokollen und Spezifikation)

Principles of Protocol Design, R. Sharp, Prentice-Hall 1994.

Zusätzliche Literatur

• (gut geschriebene allgemeine Einführung) Douglas E. Comer, Computernetzwerke und Internets,2. Auflage, Pearson-Studium, 2000.
• (eine winderbare Beschreibung der TCP/IP Dienste und Protokollen und ihre Implementierung) W. Richard Stevens, bzw. W. Richard Stevens und Gary R. Wright, TCP/IP Illustrated, Volumes 1-3, Addison-Wesley, 1994, 1995, 1996. (Siehe auch Stevens' home page, maintained von Gary Wright unter http://www.kohala.com)
• (allgemein, besonders HW) Fred Halsall, Data Communications, Computer Networks and Open Systems, Addison-Wesley, 1995.
• (allgemein, besonders HW, Protokolle und Dienste für "Neuen Medien") Fred Halsall, Multimedia Communications, Addison-Wesley, 2000.
• (Queueing-Theorie + Leistungsmessen) Data Networks, D. Bertsekas und R. Gallager, 2nd Edition, Prentice-Hall 1992.

Externe Kommentarseite

http://www.rvs.uni-bielefeld.de/lecture/S03.html