Embedded an der Hochschule für Gestaltung Offenbach

Der Client stellt beim Server Anfragen, um von diesem Daten und Dienste zur Verfügung gestellt zu bekommen bzw. das Prinzip der Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern.

Die Interaktion zwischen Client und Server sieht vor, dass der Client eine Request an den Server stellt. Der Server wertet die Anfrage aus und liefert eine Antwort bzw. die Daten zurück (Response)

Beim Publisher-Subscriber-Modell werden von einer Datenquelle/Publisher (z. B. der Ausgang eines Funktionsblocks oder eine Eingangsklemme) zyklisch Daten publiziert (in Form eines Broadcasts über den Bus), welche von einer oder mehreren Datensenken/Subscriber abonniert werden (bspw. anhand der Message-ID bei CAN-Bus auf Layer 2) – Braucht eine Senke keine weiteren Daten unsubscribed sie die Informationen.

Client-Server-Modell wird abgelöst, da:

• Sensoren bzw. Server müssen nicht mehr permanent in Bereitschaft stehen, um Dienste anzubieten, sondern senden zyklisch Daten aus (gute Energieeffizienz)
• Möglichkeit der Serverüberlastungen bei zu vielen Requests

Einfache Skalierbarkeit

Ein Portalserver (oder Proxyserver) fungiert für bestimmte Kommunikationspartner als Client und für andere als Server. Er kann z.B. lokale Netze mit dem Internet verbinden, indem er Anfragen aus dem 

lokalen Netz (als Server) empfängt und diese stellvertretend dafür (als Client) an andere Server weiterleitet. Die Antworten werden entsprechend zurückgeleitet.

[Umfangreiche Antwort: Er ist somit eine Funktionseinheit innerhalb eines Informations- und Kommunikationssystems, welcher für den Client relevanten Daten, Prozesse und Anwendungen eines Systems zentral, integriert und webbasiert zur Verfügung stellt und diese nutzerindividuell transformiert und präsentiert Der Portalserver unterstütz also die Zusammenfassung, Bündelung und geordnete Darstellung der Leistungsangebote eines Anbieters auf einer Website.]

Ein Kommunikationsprotokoll ist eine formale Beschreibung von digitalen Nachrichtenformaten und den Regeln für den Austausch dieser Nachrichten in oder zwischen Computersystemen oder in der Telekommunikation. Dabei beschreibt das KP, wie die Geräte miteinander interagieren, aber nicht die interne Implementierung. Diese wird mittels der Standardisierung definiert, bspw. L1 (Spannung, Trägerfrequenz) oder L2-Protokoll (Adressen, Fehlererkennung)

Vorteile:

• Publisher kann nach Aussenden der Daten in den Sleep-Modus gehen und so Energie sparen
• Keine Serverwarteschlangen oder Priorisierung von Requests notwendig --> keine Serverüberlastung
• Einfache Skalierbarkeit; Einfaches Hinzufügen neuer Endgeräte
• Größere Dynamik der Netzwerktopologie

Nachteile:

• Der Publisher weiß nicht, welcher Subscriber ihm “zuhört”/ ob ihm jemand zuhört

Abnehmende Flexibilität für die Modifizierung des Publishers und der Struktur der veröffentlichen Daten

Vorteile: 

• Einfache Erweiterbarkeit des Netzwerks: keine Rückwirkung auf Server, einfache Integration der Clients
• Standortunabhängigkeit / zentrale Datenspeicherung
• Zentrale Administration / Verwaltung
• Hohe Zugriffssicherheit (Clients müssen sich beim Zugriff auf den Server authentifizieren)
• Client muss relevante Daten jedes Mal per Request erfragen --> geringere Netzwerklast

Nachteile:

• Server bspw. Sensoren müssen permanent in Bereitschaft stehen um Dienste/ Daten anzubieten (schlechte Energieeffizienz)
• Serverüberlastung bei zu vielen Anfragen
• Serverausfall kann Netzwerk lahmlegen
• Client muss relevante Daten jedes Mal per Request erfragen --> hoher administrativer Aufwand für Client / Verarbeitungsaufwand des Servers

jede OSI-Schicht erbringt einen gewissen Dienst für das Gesamtsystem, welcher von der nächsthöheren Schicht genutzt wird. Eine Schnittstelle, die von einer Schicht für ihren Dienst nach oben hin angeboten wird, ist ein Service Access Point.

SAP definiert das Interface der jeweiligen Schicht und definiert weiterhin:

• wie auf die Services (Interfaces) zugegriffen werden kann
• welches Ergebnis erwartet werden kann

Es definiert dabei nicht, wie die Services bereitgestellt/erbracht werden!

[Jeder SAP hat eine eindeutige Adresse (bspw. MCPS-SAP). ]

Die Anwendungsschicht stellt den fundamentalen Zugang zur Kommunikation, zur Anwendung (Software) oder zum Benutzer dar.  Die Anwendung selbst ist dabei kein Teil der Anwendungsschicht, sondern kann über die Funktionen/ Dienste der Schicht auf das Kommunikationsmodell zugreifen. Z.B. nutzt ein --Mail-Programm (= Anwendung) SMTP/ IMAP (= L7-Protokoll) oder ein Web Browser (= Anwendung) HTTP (= L7-Protokoll)

Das Modell unterteilt die Kommunikation abstrakt in 7 Ebenen mit festgelegter Funktionalität. Jede Schicht erfüllt dabei eine spezielle, klar definierte Gruppe an Teilaufgaben in der Kommunikation. Die Schichten kommunizieren untereinander über genau definierte Schnittstellen, was den Austausch einzelner Schichten ohne Eingriff in die Funktionalität des Gesamtsystems erleichtert. Dabei sind in dem Modell keine Angaben enthalten, wie die einzelnen Schichten implementiert werden sollen.

• Instanzen des Kommunikationsprotokolls müssen sowohl auf der Sender- als auch auf der Empfängerseite nach festgelegten Regeln arbeiten, um die Verarbeitung von Daten zu ermöglichen. Die Festlegung dieser Regeln wird in einem Protokoll beschrieben und bildet eine logische, horizontale Verbindung zwischen zwei Instanzen derselben Schicht.
• Instanz des OSI-Schichtenmodells stellt hingegen Dienste zur Verfügung, die eine direkt darüberliegende Instanz nutzen kann. Zur Erbringung der Dienstleistung bedient sich eine Instanz selbst der Dienste der unmittelbar darunterliegenden Instanz. Der reale Datenfluss erfolgt daher vertikal. Die Instanzen einer Schicht sind genau dann austauschbar, wenn sie sowohl beim Sender als auch beim Empfänger ausgetauscht werden können.

-->  Instanzen derselben Schicht kommunizieren nach demselben Protokoll

Die physische Schicht regelt die reine ungesicherte Übertragung einer Information als Bitstrom über das Übertragungsmedium. Hier geht es um die physischen Voraussetzungen für die Übertragung, bspw. Spannung, Stromstärke, Leitungslänge oder die Geschwindigkeit, die je nach verwendetem Medium verschieden sein kann.

• Weil es so definiert wurde 

• Keine Probleme mit Firewalls,… (im Vergleich zu z.B. Layer 4)