WIXLIB

Protokollstapelbeispiel: Videotelefonie im B-ISDN (cell-relay) Mittels der L3-Adresse werden die L2-Abschnitte ermitteltund in den Netzknoten die Kanalnummern gespeichert. Die logische Kanalnummern in jeder ATM-Zelle sind Basisfür das rGabel Kamera/DiplayAnzeigeFilterCCACall oberflächeCodecsCCAVerbindungsauf- und -abbauVerbindungsauf- und 031LLCQ.90311Q.90311Logische KanäleLLCKarteNTBBASatz11Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deLogische KanäleLLCLLCSatzz.B. Cu-DA: xDSL kontinuierlicher Zellenstrom mit Leer-,Signalgabe- oder NutzzellenQ.9031KarteNTBBAkontinuierlicher Zellenstrom mit Leer-,Signalgabe- oder NutzzellenOSI - Open Systems Interconnection15

Beschreibungsmittel im Protokollumfeld Für die Spezifikation, die Beschreibung und den Test von Protokollen sindformale Beschreibungsmittel erforderlich. Genutzt werden:– Formale Grammatiken zur Definition von Nachrichten (messages), die zwischenpeer-entities oder adjacent-entities ausgetauscht werden.– Endliche Automaten zur Beschreibung der Zustände, die entities in CMBeziehungen einnehmen können– MSC (message sequence chart) zur exemplarischen Verhaltensbeschreibung oderzur Beschreibung von Testabläufen– UML (Unified Modeling Language) zur Verhaltensbeschreibung: Zustandsdiagramm Automat Sequenzdiagramm ähnlich MSCProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection16

Beschreibungsmittel: Formale GrammatikGrammatik: G G(T,N,R,S)T, endliche Menge terminaler (endgültiger) Grundsymbole, die in G möglich sind:– Für T gibt es keine Produktionsregeln– T in Form von Literalen (feststehende Werte) werden besonders gekennzeichnetN, Menge nichtterminaler SymboleS, Startsymbol wobei gilt S NR, Menge von Ableitungsregeln (Produktionsregeln) dargestellt in BNF EBNF ABNFN T ist das Vokabular der GrammatikMetasymbole u. NotationDefinitionszeichenEntweder-oder-SymbolEnde einer RegelKommentarWiederholung: 0- oder mehrmalsWiederholung: 1- oder mehrmalsWiederholung: mindestens n, maximal mOptionaler AusdruckNotation von TerminalenNotation von LiteralenNotation von NichtterminalenBNF:: anders" " name EBNFISO 14977 ;(*kommentar*){ausdruck}*{ausdruck } [ausdruck]anders" " ' ' name ABNFRFC 5234 oder /;kommentar* ausdruck1* ausdruckn*m ausdruck[ausdruck]anders" "nameABNF-Beispiele: http://www.tech-invite.com/Ti-abnf.htmlProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection17

Beschreibungsmittel: Formale GrammatikBeispiel einer exakten EBNF-Grammatik Terminale durch Fettschreibung gekennzeichnetIn der ITU-Programmiersprache CHILL gilt: einfache Bezeichner müssen mit einem Buchstaben beginnen. Danachkönnen weitere Buchstaben, Ziffern oder der Unterstrich kommen. /ITU-Z.200, S.7/(1) Mengenangaben für T, N und Startsymbol aus N benennen:T {A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 }N { digit , letter , underline , simple name string }S simple name string (2) Produktionsregeln R in EBNF: digit 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ; letter A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z ; underline ; simple name string letter { letter digit underline }*;(3) Semantik beschreiben The underline character ( ) forms part of the simple name string; e.g. the simple name string life time is different from the simple namestring lifetime. Lower case and upper case letters are different, e.g. Status and status are two different simple name strings. The language has a number of special simple name strings with predetermined meanings (see Appendix III). Some of them are reserved,i.e. they cannot be used for other purposes. The special simple name strings in a piece must either all be in upper case representation or all be in lower case representation. Thereserved simple name strings are only reserved in the chosen representation (e.g. if the lower case fashion is chosen, row is reserved,ROW is not). static conditions: A simple name string may not be one of the reserved simple name strings (see Appendix III.1).Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection18

Beschreibungsmittel: Formale Grammatik In einer realen Grammatikbeschreibung wird, um den Notationsaufwand zu minimieren, aufSchritt (1) verzichtet. Man beginnt mit (2), den Regeln.Die Mengen T und N sind dann die Symbole, die in den Regeln vorkommen.Das Startsymbol ergibt sich aus dem Kontext. Wie würde eine solche Beschreibung aussehen? Terminale durch Fettschreibung gekennzeichnet(2) Produktionsregeln R in EBNF: simple name string letter { letter digit underline }*; digit 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ; letter A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z ; underline ;(3) Semantik beschreiben Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection19

Beschreibungsmittel: Formale GrammatikBeispiel: Grammatik einer ganzen Zahl in BNF Terminale durch Fettschreibung gekennzeichnet(1) Mengenangaben für T, N und Startsymbol aus N benennen:T {0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -}N { vorzeichen , zahl , ziffernfolge }S zahl ziffer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 vorzeichen ziffernfolge ziffer ziffernfolge ziffer zahl vorzeichen ziffernfolge ziffernfolgeBeispiel: Grammatik einer ganzen Zahl in EBNF Terminale durch " " gekennzeichnet zahl [(" " "-")] { ziffer } ; ziffer "0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9";Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection20

Beschreibungsmittel: Formale GrammatikBeispiel: Grammatik einer HTTP-message in ABNF aus RFC1945HTTP-message Full-Request Full-Response Simple-Request Simple-Response Full-Request Full-Response; HTTP/0.9 messagesRequest-Line*( General-Header Request-Header Entity-Header )CRLF[ Entity-Body ];;;;Status-Line*( General-Header Response-Header Entity-Header )CRLF[ Entity-Body ];;;;; HTTP/1.0 messagesSectionSectionSectionSection5.14.35.27.1; Section 7.2SectionSectionSectionSection6.14.36.27.1; Section 7.2Simple-Request "GET" SP Request-URI CRLFSimple-Response [ Entity-Body ]Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection21

Beschreibungsmittel: Syntaxdiagramm Syntaxdiagramme sind bildhafte Darstellungen von Grammatiken undbestehen aus:Name der Regelname:Startknoten der RegelPfeil in das DiagrammZielknoten der RegelPfeil aus dem DiagrammTerminaleverbunden durch gerichtete KantenNonterminale Beispiel "ganze Zahl" (siehe Folie 19Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection22

Beschreibungsmittel: Syntaxdiagramm Erstellen Sie das Syntaxdiagramm für die Grammatik eines "simple namestring", siehe Folie 18simple name 019letter:abzABZProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection23

Beschreibungsmittel: Endliche Automaten (finite state machine, FSM)StrukturXnZnMoore-AutomatA A(X, Y, Z, δ, λ)Zn 1 δ(Xn,Zn)Yn λ(Xn,Zn)A A(X, Y, Z, δ, μ)Zn 1 δ(Xn,Zn)Yn μ(Zn)YnLogischeZuordnerδ, λ μZustandsSpeicherMealy-AutomatZn 1Takt0/ØBeispiel0Z0{0,1} Alternate Mark { ,-,Ø}1/-Inversion Coder(AMI-coder)1/ 11δ-Tabelle Ø-Z001λ-TabelleZ1Xn/ZnZ0Z0Z10Z1Z01Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deZ1/Ø101Z2/ Z3ØØ0Z1Z1Z3Z3 -1Z2Z2Z0Z0μ-Ø ØOSI - Open Systems Interconnection24

Beschreibungsmittel: Erweiterte endliche Automaten(extendet FSM, EFSM) Ein Automat ist eine Schaltung mit Gedächtnis, gespeichert in den Zuständen.FSMs haben Abbildungsnachteile bei der Kommunikation zwischen Prozessen, beiWiederholungen usw.Deshalb wurden EFSMs eingeführt.Eine bedeutende Sprache ist SDL (specification and description language) /ITU-Z.100/.Wichtige SDL-Sprachelemente zur Verhaltensbeschreibung sind:SDL-SymbolZustandWarten auf InputInputRelevanter Input leitetZustandsübergang einOutputIm Zustandsübergangkann Output erfolgenTaskOperationen auf DatenausführenDecisionVergleichsoperationen aufDaten u. EntscheidungenIn diesem Textsymbolkann man Operationsdaten deklarieren. Z.B.DCL xyz integer;TextProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deSDL-Darstellung des AMI-CodersZ0Z11010-Ø ØZ1Z0Z0Z1OSI - Open Systems Interconnection25

Beschreibungsmittel: Beispiel Eine HDLC-basierte L2-Instanz muss Daten der L3 an seine DL-peer-entity mod8-nummeriertversenden. L3 übergibt L2 die Daten D mittels DL-DATA.Rq. DL-entity sendet die Datenmittels der Protokoll-Message I(Ns x, D). Beschreiben Sie mittels Mealy-Automat und Rq(D)/I(Ns 7,D)Z7Z0Z0DL-DATA.Rq(D)/I(Ns 6,D)Z6DL-DATA.Rq(D)/I(Ns 0,D)Z1DL-DATA.Rq(D)/I(Ns 5,D)DL-DATA.Rq(D)I(Ns z,D)DL-DATA.Rq(D)/I(Ns 1,D)elseZ5Z2DL-DATA.Rq(D)/I(Ns 2,D)DL-DATA.Rq(D)/I(Ns 4,D)Z4DCL z int;z 7z: z 1;z: 0;Z0Z0Z3DL-DATA.Rq(D)/I(Ns 3,D)Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection26

Beschreibungsmittel: Message Sequence Chart /ITU-T Z.120/ MSC dient zur exemplarischen Verhaltensbeschreibung oder zur Beschreibung vonTestabläufen. Es werden nur Verhaltensausschnitte gezeigt.Das Beispiel zeigt das Prinzip Der Name der MSC ist SimpleMSC In einem Textsymbol steht einKommentar Wir sehen 4 Instanzen, derenBetrachtungsdauer durchInstanzstart, Instanzstop bestimmt ist. Bedingungen können Zustände oderandere Voraussetzungen modellieren. Messages zeigen die Kommunikationzwischen Instanzen (vertikal,horizontal). Oben stehen Primitivesbzw PDUs, unten die Parameter. Timer Start , Timer Reset, Timeoutmodellieren Zeitbedingen Aktionssymbol, ist ein Viereck, imBeispiel nicht enthaltenProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection27

OSI – Abgrenzung /ITU-T X.200 (4)/Real SystemRSEReal SystemEnvironmentOSIEOpen portRoutingNetworkNetworkNetworkNetworkData LinkData LinkData LinkData LinkPhysicalPhysicalPhysicalPhysicalPhysical MediumPhysical MediumNetwork EnvironmentOpen Systems InterconnectionReal Open SystemProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection28

Schichtung: Notation /ITU-T X.200 (3)/ Um Beziehungen und Eigenschaften von Schichten allgemein beschreibenzu können, wird folgendes festgelegt:– (N)-layer: ist die momentan betrachtete Schicht,– (N 1)-layer: ist die nächst höhere Schicht,– (N-1)-layer: ist die nächst niedere Schicht.Anwendung(N 1)-layer 7 Application Diese Präfixe werden auch für andereKonzepte verwendet, z.B.: (N)-service, (N 1)-entity, (N-1)-protocol usw. Beachte: N-layer (N)-layer(N)-layer6 Presentation(N-1)-layer5 Session(N 1)-layer4 Transport(N)-layer3 Network(N-1)-layerN-layer2 Data Link1 PhysicalPhysical medium N-layer bezeichnet die Schicht 3 (network) (N)-layer bezeichnet eine beliebige Schicht zwischen1 und 7. Beachte: Schicht 7 hat kein (N 1)-layer,Schicht 1 kein (N-1)-layer.Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection29

Schichtung: Begriffe /ITU-T X.200 (5.2)/ Ein Basiskonzept des OSIRM ist die Schichtung (layering).Open Systems bestehen aus geschichteten Subsystems.(N)-Subsystems der gleichen Hierarchie (rank (N)) bilden die (N)-layer.Vertikale Beziehungen zwischen Schichten werden durch (N 1)-(N)-(N-1)Relationen beschrieben.Open Sytem A(N)-layerOpen Sytem BOpen Sytem N 1)-subsystem(N 1)-subsystem(N hysical MediumProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection30

The principles used to determine the seven layers in the RM/ITU-T X.200 (6.2)/1. Schaffe nicht mehr Schichten, als unbedingt notwendig.2. Lege zwischen den Schichten Grenzen so fest, das die Dienstbeschreibung andiesem Punkt minimal ist und damit auch die Interaktionen benachbarter Instanzen.3. Bilde separate Schichten für wesensverschiedene Funktionen bzw. Technologien.4. Ordne ähnliche Funktionen der gleichen Schicht zu.5. Wähle solche Schichtgrenzen, die sich in der Vergangenheit als zweckmäßigerwiesen.6. Bilde Schichten so, damit diese einfach redesigned bzw. geändert werden könnenohne das sich die Dienste dieser Schicht ändern.7. Bilde dort eine Grenze, wo es zweckmäßig sein kann ein Interface zustandardisieren.8. Bilde dort eine Schicht, wo verschiedene Abstraktionsgrade in derDatenbehandlung erforderlich sind, z.B. syntaktische oder semantische Aspekte.9. Erlaube die Änderung von Funktionen oder Protokollen innerhalb einer Schicht,ohne daß benachbarte Schichten davon betroffen werden.10. Schaffe für jede Schicht nur Grenzen zur darüber und darunter liegenden Schicht.Prinzipen für Subschichtung:11. Erzeuge dort Subschichten innerhalb einer Schicht, wo deutlich verschiedeneKommunikationsdienste erforderlich sind12. Erlaube die Umgehung von Subschichten.Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection31

Schichtung: Begriffe /ITU-T X.200 (5.2)/ Sind die Dienste einer Schicht sehr komplex, können innerhalb einerSchicht Sublayers gebildet werden.(N)-Sublayer X(N)-Layer(N)-Sublayer Y(N)-Sublayer ZDL-SAP Davon wird oft Gebrauch gemacht. Beispiel: Schichtung beim IEEE802.11-WLAN-Standard.Logical Link ControlData lPMD-SAPPMD-SublayerAir 1Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deAir 2OSI - Open Systems InterconnectionAir n32

Schichtung: Begriffe /ITU-T X.200 (5.2)/ Jede (N)-layer (außer L7) liefert (N 1)-entities einen (N)-service über (N)-SAPs. (N)-services bestehen aus (N)-facilities und werden durch eine oder mehrere(N)-entities erbracht. (N)-entities kooperieren vermittels (N)-protocols.Open Sytem AOpen Sytem B(N 1)-SAP(N 1)(N 1)-Services :: (N 1)-Facility1, (N 1)-Facility2, .(N 1)-entitity :: (N 1)-SAP(N 1)-protocol(N 1)-function1, .(N 1)-function1, .(N)-SAP(N)(N)-Services :: (N)-Facility1, (N)-Facility2, .(N)-entity(N)-entity:: (N)-SAP(N)-protocol(N)-function1, .(N-1)-Services :: (N-1)-Facility1, (N-1)-Facility2, .(N-1)-Entitity :: (N-1)-function1, .Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: ntity :: (N)-function1, .(N-1)-SAP(N-1)(N 1)-Eentitity :: (N-1)-SAP(N-1)-protocol(N-1)-Entitity :: (N-1)-function1, .OSI - Open Systems Interconnection33

Schichtung: Eigenschaften von SAPs /ITU-T X.200 (5.5)/ SAP‘s sind virtuelle Dienstzugangspunkte zwischen Entities, ähnlich einemSchalter bei Behörden, Banken usw. Die vertikale Kommunikation zwischen Entities über SAP‘s ist nichtstandardisiert. Für die Beziehung von (N 1)-entities mit (N)-entities gilt:– sie kommunizieren über genau einen SAP,– SAP‘s haben keine Funktionalität, sie können Primitives nicht „verteilen“.(N 1)-Layer(N he Beziehungenzwischen (N 1) und (N)-InstanzenProf. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deunzulässige Beziehungenzwischen (N 1) und (N)-InstanzenOSI - Open Systems Interconnection34

Identifiers /ITU-T X.200 (5.4)/(N 1)entity(N)-entity-titleIm Folgenden wird diesesSAP-Symbol ty(N)entity(N)-connectionendpoint-identifier Ein konkretes Beispiel, anhand des ISDN-L2-D-Kanal-Protokolls finden Sie in Anhang BNach Figure 7: Enties, service-access-points and identifiers /ITU-X.200/Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.deOSI - Open Systems Interconnection35

Kommunikation: Vertikal zwischen Entities /X.200 (5.3)/ Associations zwischen (N 1)-entities werden durch ein (N)-protocol einer(N)-layer realisiert. Eine (N)-entity kann ein oder mehrere grundlegende Protokolle unterstützen:connection-mode connectionless-mode beide:– connection-mode-(N)-

OSI - Open Systems Interconnection Historie Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler ::: https://www.telecom.hs-mittweida.de 3 Situation: Viele TK-Systeme waren geschlossene Systeme. Endgeräte, Netze, Anwendungen des Herstellers A Endgeräte, Netze, Anwendungen des Herstellers B Durch die Entwicklung der Computertechnik verschärfte sich