Segment, Packets, Frames?
Hallo Leute,
ich verstehe folgendes nicht:
Wenn ich Nutzdaten von meinem Rechner zu einer anderen schicken möchte, dann gibt die Anwendungsschicht die Nutzdaten an die Transportschicht weiter, da wird ein PDU in Segmente zerlegt und an die Network Schicht gegeben und bekommen ein Schicht 2 Header mit den IP-Adressen ect.. Nun wird das zum Data Link Layer gegeben und bekommt ein Data Link Layer Header und die werden dann im Physical Layer als Nullen und Einsen los geschickt. Das was ich nicht verstehe ist, dass jedes mal nur von "paketen" die Rede ist wenn man von routing spricht. D.h. wenn ich daten durchs netz schicken möchte. Jedoch schicke ich eigentlich frames durchs netz. aber es werden nur Pakete mit irgendwelchen Routing algorithmen von A nach B gebracht. Kann mir Jemand erklären warum?
2 Antworten
Zunächst mal hast Du einige Schichten falsch zugeordnet.
Grundprinzip: Von der höchsten Schicht absteigend, wird beim runterreichen von jeder Schicht verpackt. Am Ziel läuft es umgekehrt und es wird wieder ausgepackt.
Insbesondere erhält ein Router, der auf Schicht 3 arbeitet und eine Routingentscheidung treffen muß auch nur ein Layer-3 -Paket, also ein IP-Paket, er betrachtet dabei auch lediglich die Layer-3-Verpackung, was im Inneren ist, interessiert ihn wiederum nicht die Bohne.
Also: Rechner empfängt ein Paket, z.B. einen Ethernet Frame, reißt die Ethernetverpackung auf, holt das IP-Paket heraus und legt es der Routingsinstanz vor. Diese sagt, geht als nächstes an X und dafür ist Schnittstelle Y zuständig. Das Paket wird nun nach unten gereicht. Layer 2 packt das Paket wieder in einen L2-Frame, zum Beispiel WLAN, und schickt es ab.
Noch abschließend, PDU (Protocol Data Units) sind das PRodukt der jeweiligen Schicht, so heißt die L2-PDU Frem, die L3-PDU Paket, die L4-PDU bei TCP segment, bei UDP datagram.
PDU ist also ein recht generischer Begriff.
Ich habe geschrieben, dass die Transportschicht, ein big PDU in kleine PDUs zerlegt und diese dann Segmente nennt. Ja die bekommen dann ein Header wo drauf steht, was für ein Transportprotokoll die einzelnen pakete verfolgen sollen also soll packet xy verbindungsorientiert oder verbindungslos geschickt werden? Meine Frage war eigentlich: Wieso werden Frames nicht geroutet? Pakete haben doch nur IP Informationen ? Danke für die Antwort trotzdem
Nein, die Transportschicht erhält von oben keien PDUs, sondern Daten, sie erzeugt erst die PDUs.
<Daten>
Transportschicht (L4):
<TCP><Daten> (Segment) <UDP><Daten> (Datagram)
Vermittlungsschicht (L3):
<IP><TCP/UDP><Daten> (Packet)
Data Link Layer (L2):
<Ethernet Header><IP><TCP/UDP><Daten><Ethernet Trailer> (Frame)
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Der Router entscheidet anhand von IP Adressen, wo die Pakete hinsollen, er benötigt eine L3 PDU (Packet) mit IP-Header:
<IP><TCP/UDP><Daten>
L2 Frames haben keine IPs und somit auch keine routbare Adresse.
Aber die Router müssen doch auch die MAC Adressen kennen. D.H. Wenn A eine Nachricht an B senden möchte, braucht er auch die MAC Adresse von B. Somit muss ich doch auch Frames Routen, wo genau diese MAC Adressen stehen? Danke für die Antwort
Ich schrieb vorhin Routinginstanz. Auch wenn beide Schichten auf dem gleichen Gerät sind, so mußt Du sie Dir als strikt getrennt vorstellen.
Es ist nicht direkt übertragbar, aber stelle dir mal ein Paketzentrum (DHL/UPS/FedEx) vor. Irgendwann kommt ein Fahrzeug an ein Tor, das wird geöffnet und die Pakete werden in einen Container gekippt (Ethernet Schittstelle). Dann kommen sie in die Sortierung und anhand der Postleitzahl, werden sie geleitet.
Leitzahl heißt in Englisch: Routing Number.
In unserer Betrachtung ist also die Sortiermaschine im Paketzentrum die Routinginstanz, diese schaut sich nachdem ihr das "ausgepackte" (aus dem Fahrzeug ausgepackt) Paket vorgelegt wurde die Adresse (IP) an uns sagt:
Klar, die muß an Tor 10. Tor 10 hat einen Container, dort wird es reingeworfen. Die Routinginstanz im Rechner sieht, es soll an IP XYZ, also muß es an Schnittstelle y (zum Beispiel Schnittstelle 10). Wenn jetzt der Laster ankommt, werden die Pakete in den Laster umgeladen (Das IP-Paket geht von Schicht 3 an Schicht 2, Tor 10). Tor 10 ist dann eine Netzwerkkarte und diese fügt den Ethernet Frame an. (hier hinkt der Vergleich leider etwas, im Endeffekt würde der Lasterfahrer auf die Sammelbox ein: Kommt aus Paketzentrum <XYZ>, überführen an Paketzentrum <ABC> - Aufkleber aufbringen).
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Du mußt Dir das so vorstellen:
Die beiden Netzwerkkarten zweier Geräte, die miteinander Daten tauschen können, stellen einen Punkt-zu-Punkt Transportweg dar, dieser endet in der Netzwerkkarte. Im normalen Betriebsmodus empfängt eine Ethernetschnittstelle einen Ethernet-Frame und nimmt das Framing weg, sodaß das nackte IP Packet nach oben weitergereicht wird.
Deswegen schrieb ich, was auf dem Weg nach unten eingepackt wird, wird auf dem Weg nach oben ausgepackt.
Die Routinginstanz weiß wirklich überhaupt nichts über Ethernet oder Layer 2, die einzenlen physikalischen Schnittstellen haben symbolische Namen (Nummern) und Boxen (Queues), in die die Pakete geworfen werden.
Wie bestimmt aber nun Layer 2, an welche MAC adressiert werden muß? Es schaut sich die Leitzahl (IP) an und sucht in der ARP-Tabelle die dazugehörige MAC und adressiert an diese.
(Theoretisch könnte auch Layer 3 ohne Kenntnis von L2 aus der gleichen Tabelle einfach die 'Rohdaten' für das Ziel bei der Übergabe an L2 dazupacken, in der praktischen Umsetzung geht man meist ohnehin Kompromisse ein und trennt die Schichten nicht ganz so sauber).
Das was du mir erklärst das verstehe ich bereits. Ich glaube wir reden aneinander vorbei. Trotzdem Danke für deine Antworten und gute Nacht.
Vermutlich, denn wenn Du das alles weißt, ergibt die Frage eigentlich gar keinen Sinn.
Das was ich nicht verstehe ist, dass jedes mal nur von "paketen" die Rede ist wenn man von routing spricht.
Weil es eben Pakete sind, die geroutet werden (L3 PDUs). Alle anderen Schichten interessieren bei diesem Prozess überhaupt nicht.
Jedoch schicke ich eigentlich frames durchs netz.
Ja, durchs lokale, weil die Pakete von einem Umschlagplatz zum nächsten gelangen müssen, dafür stopft man sie zum Beispiel in Frames oder Zellen, oder ... . In dem Moment wo ein Paket aus dem Rechner raus soll, wird es in eine L2-PDU gepackt (z.B. Frames) und zum nächsten Router transportiert (hier ist nur die physikalische Ebene zuständig, die den Link bereitstellt, dieser kann prinzipiell sogar verschiedene Datalink-Layer vereinigen.) Kommt das Paket am physikalischen Ziel (Netzwerkkarte) an, wird die Verpackung (der Frame) wieder runtergerissen, es liegt wieder ein Paket vor.
aber es werden nur Pakete mit irgendwelchen Routing algorithmen von A nach B gebracht.
Ja, weil Du auf physikalischer Ebene nicht von A nach B kommen kannst, Routing findet weiter oben statt, auf logischer Ebene.
Der Witz von IP ist doch, daß es ein netzwerkübergreifendes Protokoll ist, daß eine logische Netzebene, über den gesamten Zoo/Flickenteppich der beteiligten physikalischen Netze spannt.
Genau das war meine Frage. Vielen Dank habs endlich verstanden. :)
Ich habe die ganze zeit nur verstanden dass pakete also ausschließlich Pakete (keine Frames) durchs Netz gejagt werden. Nun habe ich verstanden dass Pakete innerhalb Frames geschickt werden. Kommt man an einem Router an, wirft er die Frame weg schaut sich das Paket bzw. die Ziel IP an und verpackt das Paket in eine neue Frame und schickt wieder weiter. Das wird solange gemacht, bis man das Ziel erreicht hat. Ich hoffe das ist korrekt, was ich hier jetzt sage.
Ja, das hatte ich aber schon ganz am Anfang (einpacken und auspacken) gesagt. MAC-Adresse lassen sich nicht als Leitzahlen (Routingnumbers) verwenden, weil Ethernet ja für lokale Netze entworfen wurde.
Bilder sagen mehr als tausend Worte, deswegen mal zur Visualisierung:
http://www.tcpipguide.com/free/diagrams/ipencap.png
Hier seihst Du, was auf dem Weg durch die Layer mit den Daten und PDUs passiert.
Um dann den Zusammenhang mit IP und Routing zu verstehen, hilft Dir vielleicht auch dieses Bild:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b2/Data_Flow_of_the_Internet_Protocol_Suite.PNG
Die beiden niedrigeren 'Stapel' in der Mitte sind dann konzeptionell Router.
Eigentlich schickst du nullen und einsen durchs Netz. Im Netzwerklayer wird ein Layer-3-Header hinzugefügt. Frames heißen die Pakete auf Ethernetebene (Layer2), damit man sie leicht er von ip-Paktete unterscheiden kann. Der Begriff ist in Teilen deckungsgleich. Paktete schickst du per routing durchs Netz, Frames auf eine bestimmte Schnittstelle bzw das Kabel dahinter.
Danke für deine Antwort aber das verstehe ich nicht "Paktete schickst du per routing durchs Netz, Frames auf eine bestimmte Schnittstelle bzw das Kabel dahinter." Könntest du mir das genauer erklären?
Ich hatte im Satz davor geschrieben, dass sich Pakete und Frames in gewisser Weise ähnlich sind. Hier wollte ich dir ein Merkmal geben, an dem du dir einen Unterschied vorstellen kannst. Stilistisch habe ich deine Worte aufgenommen und versucht richtig zu stellen, was du in deiner Frage verdreht darstellst. Also les dir auch noch mal deine Frage durch, zur Not auch mehrmals, dann siehst du vielleicht auch, was KarlRanseierIII mit "falsch zugeordnet" gemeint hat.
So ein Mist, da fehlen Buchstaben, also nochtmal sauber, die PDU Protocol Data Unit, wird wie folgt bezeichnet:
Ethernet (L2): Frame
IP (L3): Packet
TCP (L4): Segment - UDP (L4): Datagram