2. Infrastruktur Flashcards
In welche zwei Hauptkomponenten kann ein Computer unterteilt werden?
- Hardware (physische Teile)
- Software (programmierte Anweisungen)
Was versteht man unter Hardware?
Die greifbaren Teile eines Computers, also alles, was man sehen und anfassen kann.
Was ist Software?
Die programmierten Anweisungen, die den Betrieb der Hardware steuern.
- ist immateriell
- besteht aus einer Abfolge von 1en und 0en
Welche Funktion hat die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)?
Die CPU interpretiert und führt die meisten Anweisungen der Hardware und Software aus.
Wofür wird der Arbeitsspeicher (RAM) verwendet?
Der RAM wird für temporäre Speicherfunktionen verwendet und stark von der CPU beansprucht.
Was ist der Unterschied zwischen RAM und Speichergeräten wie Festplatten?
RAM speichert Daten nur temporär, während Speichergeräte Daten langfristig speichern. Dort bleiben sie auch bei ausgeschaltetem Computer erhalten.
Welche Aufgabe hat die Stromversorgungseinheit (PSU)?
Sie wandelt elektrische Energie aus der Steckdose in eine Form um, die von den Computerkomponenten genutzt werden kann.
Was sind Peripheriegeräte?
Hardware-Komponenten, mit denen Menschen direkt interagieren, wie Monitor, Tastatur, Maus, Drucker und Lautsprecher.
Welche zwei Haupttypen von Software gibt es?
Systemsoftware und Anwendungssoftware.
Wofür ist Systemsoftware zuständig?
Sie verwaltet und steuert die Hardware des Computers.
Was ist der Zweck von Anwendungssoftware?
Sie hilft Benutzern, produktive Aufgaben zu erledigen, wie Textverarbeitung oder Bildbearbeitung.
Warum ist der Fetch-Decode-Execute-Zyklus so wichtig?
Er ermöglicht es der CPU, komplexe Anweisungen schnell auszuführen und eine Vielzahl von Aufgaben zu bewältigen.
Welche Komponente sorgt dafür, dass die Daten erhalten bleiben, auch wenn der Computer ausgeschaltet wird?
Speichergeräte wie HDDs und SSDs
Was verbindet die Hardware eines Computers zu einem funktionierenden System?
Das Motherboard.
Wofür steht CPU?
Central Processing Unit
Wofür steht RAM?
Random Access Memory
Wofür steht PSU?
Power Supply Unit
Wofür steht HDD?
Hard Disc Drive
Wofür steht SSD?
Solid State Drive
Was ist die Hauptaufgabe der CPU in einem Desktop?
- interpretiert und führt Anweisungen von Hardware und Software aus
- wird oft als „Gehirn“ des Computers bezeichnet
Wofür wird der RAM in einem Desktop verwendet?
- als schneller Zugriffsspeicher für die CPU
- unterstützt so die effiziente Ausführung von Aufgaben
Welche Arten von Daten speichern die Speicherlaufwerke in einem Desktop?
- Betriebssystem
- Softwareanwendungen
- persönliche Dateien
Was ist ein wesentlicher Vorteil von Desktops gegenüber anderen Computern?
Erweiterbarkeit und Anpassungsfähigkeit
Wofür sind Workstations konzipiert?
- technische oder wissenschaftliche Anwendungen
- Multi-Thread-Programme
- umfangreiche Datenverarbeitung
Warum sind Workstations für Hochleistungsanwendungen geeignet?
Sie verfügen über
- leistungsstarke CPUs
- größere RAM-Kapazitäten
- spezialisierte Komponenten, wie robuste GPUs
Was ist ein Hauptunterschied zwischen Desktops und Workstations in Bezug auf Grafik?
Desktops haben oft integrierte Grafiklösungen, während Workstations dedizierte Grafikkarten besitzen.
Was ist ein All-in-One-System (AIO)?
Eine kompakte Einheit, die die Hardware und den Monitor in einem Gehäuse vereint.
Welche Vorteile bieten All-in-One-Systeme?
Kompaktes Format und schlankes Design
…spart Platz und reduziert Unordnung
Welche Einschränkungen haben All-in-One-Systeme im Vergleich zu Desktops?
begrenzten internen Platz für Hardware-Upgrades
Was ist das Motherboard?
Eine Leiterplatte, die alle Hardwarekomponenten wie CPU, RAM und Speicherlaufwerke verbindet und die Kommunikation zwischen ihnen ermöglicht.
Wofür steht GPU?
Graphics Processing Unit
Wie lange ist die durchschnittliche Akkulaufzeit moderner Laptops?
10-12 Stunden
Welche zwei Hauptarten von Festspeichern gibt es in Laptops?
Festplattenlaufwerke (HDD),
Solid-State-Laufwerke (SSD)
Warum werden SSDs in Laptops bevorzugt?
Wegen ihrer höheren Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit.
Was ist ein Server?
Ein leistungsstarker Computer
…der dazu dient, Daten rund um die Uhr
…zu verwalten, zu speichern, zu senden und zu verarbeiten.
Was sind die Hauptmerkmale von Servern?
- für hohe Arbeitslasten gebaut
- bedienen mehrere Benutzer oder Geräte gleichzeitig
- priorisieren Zuverlässigkeit und Betriebszeit
Welche wichtigen Komponenten enthält ein Server?
CPU, RAM, Speicher
Was unterscheidet die CPU eines Servers von der eines Desktops?
oft leistungsstärker, kann größere Rechenlasten bewältigen
Was ist ein RAID?
RAID kombiniert mehrere Festplatten oder SSDs
…zu einem logischen Gerät.
Indem mehrere Kopien jeder Datei gespeichert werden,
…sorgt es für Redundanz und Fehlertoleranz.
Wofür steht RAID?
Redundant Array of Inexpensive Devices
Warum ist Speicher in Servern besonders wichtig?
für die Speicherung und den schnellen Zugriff auf Daten,
…die von vielen Benutzern und Geräten gleichzeitig benötigt werden.
Welche Betriebssysteme werden typischerweise auf Servern verwendet?
- Windows Server
- Linux-Distributionen (z. B. CentOS, Ubuntu Server)
- UNIX-Betriebssystem
Wie werden Server kategorisiert? Nenne vier Beispiele.
Nach ihrem Anwendungsfall, z. B.
- Webserver (für Websites)
- Mailserver (für E-Mail-Verkehr)
- Datenbankserver (für Datenspeicherung und -verwaltung)
- Dateiserver (für Datei-Management).
Was ist der Unterschied zwischen physischen und virtuellen Servern?
Physische Server: Echte Hardware, die als Server fungiert.
Virtuelle Server: Nutzen Software, die die Hardware eines physischen Computers emuliert.
Was bedeutet „Headless Configuration“ bei Servern?
Es gibt keinen Monitor, keine Tastatur oder Maus, die direkt mit dem Server verbunden sind.
Welche Funktionen erfüllen die Betriebssysteme iOS und Android?
- verwalten die Hardware- und Software-Ressourcen
- bieten eine Benutzeroberfläche
- unterstützen eine Vielzahl von Anwendungen
Welche Hardware-Schwerpunkte haben Tablets im Vergleich zu Smartphones?
- größere Akkukapazität
- verbesserte Display-Technologie
- z.T. leistungsstärkere Prozessoren
Was ist das Internet der Dinge (IoT)?
Geräte mit Sensoren, Software und Netzwerkanbindung,
…die eine nahtlose Integration zwischen der physischen und digitalen Welt ermöglichen.
Was ist das industrielle Internet der Dinge (IIoT)?
Einsatz von Internet of Things-Technologie in industriellen Anwendungen: vernetzte Maschinen, Geräte und Sensoren
Wie hilft GE’s Predix im industriellen IoT?
Es bietet Analysetools,
- die Daten aus Industrieanlagen auswerten
- die Leistung optimieren
- potenzielle Geräteausfälle vorhersagen
Warum ist Sicherheit im IoT wichtig?
- potenzielle Sicherheitsverletzungen verhindern
- die Datenintegrität zu gewährleisten
Welche Technologien werden im IoT eingesetzt, um die Sicherheit zu erhöhen?
Technologien wie Blockchain und fortschrittliche Verschlüsselungsmethoden.
Was ist das zentrale Prinzip des IoT?
Vernetzung und Echtzeit-Datenaustausch
Was ist ein Originalgerätehersteller (OEM)?
Ein Unternehmen, das Komponenten oder Produkte herstellt,
…die in die Endprodukte eines anderen Unternehmens integriert werden.
In welchen 4 Branchen spielen OEMs eine zentrale Rolle?
- Computer-
- Automobil-
- Elektronik-
- Luft- und Raumfahrtindustrie
Welche Vorteile bietet die Nutzung von OEMs für Unternehmen?
- Spezialisierung auf spezifische Bereiche
- Kosteneinsparungen
- Steigerung der Innovation
- Entwicklung besserer Produkte für Verbraucher
Wie werden OEM-Komponenten typischerweise hergestellt?
nach den Spezifikationen des kaufenden Unternehmens
Was verkaufen Software-OEMs typischerweise?
Produktlizenzen
…an Hardware-Hersteller
…oder andere Softwareentwickler
Warum sind OEM-Beziehungen in der Technologiebranche so verbreitet?
- Spezialisierung
- effizientere Produktionsprozesse
- bessere Produkte
Was ist eine GPU und wozu wird sie verwendet?
- spezialisierter Prozessor
- verarbeitet mehrere Berechnungen gleichzeitig
- entwickelt, um das Rendern von Bildern und Videos zu beschleunigen
- beeinflusst die visuelle Leistung und die Rechenfähigkeit eines Geräts erheblich
Was ist der Unterschied zwischen einer integrierten und einer diskreten GPU?
- integrierte GPU ist im Prozessor eingebaut und teilt sich Ressourcen mit der CPU,
- diskrete GPU ist eine separate Komponente, die zusätzlich zum Computer hinzugefügt werden kann
Was sind die Vorteile einer integrierten GPU?
- energieeffizienter
- kostengünstiger
- platzsparender
Nenne drei führende Hersteller von GPUs.
- NVIDIA
- AMD
- ATI
Wofür steht GPU?
Graphics Processing Unit (Graphikprozessor)
Nach welchem Prinzip arbeitet DRAM?
- jedes Bit wird durch einen eigenen Kondensator repräsentiert, der je nach 0 oder 1 eine spez. elektrische Ladung hat
- da die Ladung schnell verloren geht, müssen die Daten mehrmals pro Sekunde aufgefrischt werden
Wofür steht DRAM?
Dynamic Random Access Memory
Wofür steht SDRAM?
Synchrounous Dynamic Random Access Memory
Was zeichnet SDRAM aus?
Die Daten werden mit der Taktgeschwindigkeit des Computers synchronisiert
Was sind die beiden Formate von SDRAM?
- für Desktop-PCs: Dual In-Line Memory Module (DIMM)
- für Laptops: Small Outline Dual In-line Memory Module (SODIMM)
Was ist die aktualisierte Version von SDRAM?
Double Date Rate (DDR) SDRAM:
…aktualisiert Daten an der steigenden und an der fallenden Flanke des Taktsignals,
…was die Datenrate effektiv verdoppelt
Was muss man zu Generationen von DDR SDRAM wissen?
- jede neue Generation bietet bessere Leistung und geringen Stromverbrauch (von DDR1 bis DDR5)
- die Generationen sind nicht abwärtskompatibel
Was zeichnet das Festplattenlaufwerk (HDD) aus?
- Magnettechnologie zur Speicherung und zum Abruf von Daten
- bewegliche Teile können den Datenzugriff verlangsamen
Was zeichnet das Solid-State-Laufwerk aus?
- hat Speicherindustrie mit Flash-Technologie revolutioniert
- Fehlen mechanischer Komponenten beschleunigt den Datenzugriff enorm
Wo werden SSDs häufig eingesetzt?
wegen Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit:
- Betriebssysteme
- Workstations
- Spielsysteme
Welche Probleme können mit dem Festspeicher aufkommen?
- viele Probleme, wenn der Festspeicher voll ist
- langsame Festplatte behindert Systemleistung
Wie kann der RAM ergänzt werden?
ein Teil der HDD oder SSD kann als virtueller Speicher verwendet werden
- bei Windows heißt das Paging
- bei Linux und Unix heißt das Swap-Datei
Wofür steht NIC?
Network Interface Card, dts. Netzwerkadapter
Wozu dient ein Netzwerkadapter?
- kontinuierliche Verbindung zu einem Netzwerk
- wandelt die vom Computer erzeugten Daten in ein Format um, das über das Netzwerk übertragen werden kann und umgekehrt
Wo sitzt der Netzwerkadapter?
bei den meisten Computern direkt in das Motherboard integriert
Welche Verbindungen können NCIs ermöglichen?
kabelgebundene oder drahtlose, je nach Modell
Warum sind NCIs wichtig?
-verbinden mit Netzwerken
- ermöglichen Datenfreigabe
- ermöglichen Internetzugang
Was ist die Hauptfunktion des Systembusses?
primärer Kommunikationskanal zwischen den verschiedenen Komponenten eines Computersystems. Es ermöglicht deren Interaktion.
Aus welchen drei Busarten besteht der Systembus?
- Datenbus (überträgt Daten)
- Adressbus (überträgt Adressen)
- Steuerbus (überträgt Steuersignale)
Was ist die Funktion des Datenbusses im Systembus?
Der Datenbus überträgt die tatsächlichen Daten zwischen den Komponenten des Computersystems.
Was sind drei verschiedene Typen von Systembussen?
- PCI
- AGP
- PCIe
Was ist PCI?
Periphal Component Interconnect:
- Hardware-Bus zum Anschluss von Peripheriegeräten
Was ist AGP?
Accelerated Graphics Port:
- entwickelt für hochleistungsfähige 3D-Grafiken in den 90ern
- maximale Bandbreite von AGP 8x nur 2,1 GB/s
Wie verbessert PCIe die Datentransferraten im Vergleich zu früheren Systembussen?
Periphal Component Interconnect Express:
- verwendet eine serielle Schnittstelle mit höheren Datentransferraten
- bietet eine dedizierte Verbindung zwischen Geräten
- führt zu schnelleren Geschwindigkeiten
- PCIe 3.0 verdoppelt die Geschwindigkeit auf 1 GB/s pro Lane
Warum ist Systemkühlung wichtig für die Hardware?
entscheidend, um die optimale Leistung und Langlebigkeit der Hardwarekomponenten zu gewährleisten,
…indem die erzeugte Wärme sicher abgeführt wird.
Wie funktioniert passive Kühlung?
beruht auf Wärmeleitung, Konvektion oder Strahlung, um Wärme abzuleiten.
Bsp.: Kühlkörper
Was sind Kühlkörper und wie funktionieren sie?
große Metallstrukturen mit Lamellen, die die Oberfläche vergrößern, um Wärme effizienter abzuleiten.
Was ist der Unterschied zwischen aktiver und passiver Kühlung?
Aktive Kühlung verwendet bewegliche Komponenten wie Lüfter oder Pumpen, während passive Kühlung ohne mechanische Bewegung auskommt.
Was ist Luftkühlung und wie funktioniert sie?
Luftkühlung verwendet Lüfter, um Luftstrom zu erzeugen,
…der Wärme von den Komponenten wegführt.
…Oft wird sie mit Kühlkörpern kombiniert.
Was ist Flüssigkeitskühlung und warum ist sie effektiver als Luftkühlung?
Flüssigkeitskühlung verwendet ein Kühlmittel,
…das Wärme von den Komponenten aufnimmt,
…zum Radiator transportiert
…und dort durch einen Lüfter abgekühlt wird.
Sie ist komplexer, aber effektiver als Luftkühlung.
In welchen Systemen ist Flüssigkeitskühlung besonders beliebt?
Hochleistungs- und Gaming-Systeme
Was ist der Zweck der System-Firmware?
verbindet die Hardware mit dem Betriebssystem:
- Initialisierung der Systemhardware
- Laden des Betriebssystems
Welche zwei Hauptarten von System-Firmware gibt es?
Hauptarten:
- BIOS (Basic Input/Output System)
- UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)
Was macht das BIOS?
- Initialisiert die Hardware während des Startvorgangs
- bietet Laufzeitdienste für Betriebssysteme und Programme
- Arbeitet im 16-Bit-Modus
- hat eine langsame Startzeit
Was sind Vorteile von UEFI im Vergleich zu BIOS?
- kann durch 32- oder 64-Bit-Modus auf den gesamten Systemspeicher zugreifen- schnellere Startzeiten
- grafische Benutzeroberfläche
Wofür steht PCB?
Printed Circuit Board, Gedruckte Leiterplatte (Motherboard)
Wozu dient das PCB?
als zentrales Verbindungselement dient, an das alle anderen Hardwarekomponenten angeschlossen werden und miteinander kommunizieren können
Was findet sich neben den Hardwarekomponenten noch auf dem Motherboard?
Firmware BIOS oder UEFI
Welche Komponenten im Prozessor führen die Operationen aus
Arithmetisch-Logische Einheit (ALU): Ganzzahlen-Arithmetik und logische Operationen
Gleitkommaeinheit (FPU): Gleitkommaoperationen, die Zahlen mit Nachkommastellen beinhalten.
Was beschreibt der Fetch-Decode-Execute-Zyklus?
Verarbeitungsschritte in der CPU:
- Abrufen: von Anweisungen aus dem Speicher
- Dekodieren der Anweisungen in Aktionen
- Ausführen der Anweisungen
- Ablage der Ergebnisse im Speicher
Was ist der Befehlssatz?
Menge an Befehlen, die ein Prozessor kennt
Was ist der Unterschied zwischen einem 32- und einem 64-Bit-Prozessor?
Ein Register im Prozessor kann einen Datenwert von bis zu 32 oder 64 Bit aufnehmen
- damit können 32-Bit-CPUs 4 GB Speicher addressieren
- 64-Bit-CPUs theor. 16 Exabyte
Was ist Hyper-Threading (HT)?
innovative Technologie, die in ausgewählten Intel-Prozessoren implementiert ist
- ermöglicht es einem einzelnen Prozessorkern, mehrere Ausführungsthreads gleichzeitig zu verwalten
Wieso können im HT mehrere Threads gleichzeitig ausgeführt werden?
die Technologie erstellt virtuelle Kerne innerhalb eines physischen Kerns
Wo ist HT besonders nützlich? Nenne vier Beispiele
Szenarien mit hoher Parallelität:
- Multitasking
- Virtualisierung
- Multimedia-Bearbeitung
- Wissenschaftliche Simulationen
Was bewirkt Virtualisierungstechnologie (VT)?
mehrere Betriebssysteme können gleichzeitig auf derselben Maschine ausgeführt werden, wobei jedes Betriebssystem seine eigenen Ressourcen nutzt
Wo werden Virtualisierungstechnologien eingesetzt? Nenne vier Beispiele
- Serverkonsolidierung
- Cloud-Computing
- Softwareentwicklung
- Testumgebungen
Was sind die Top Hersteller von CPUs?
Intel und AMD
Wofür steht ARM?
Advanced RISC Machine;
RISC =
Reduced Instruction Set Computer
Was ist RISC?
eine Art Mikroprozessorarchitektur,
…die eine kleine, hochoptimierte Menge an Anweisungen verwendet,
…anstatt die hochspezialisierte Anweisungsmenge, die in anderen Architekturen üblich ist
Wo werden ARM-Prozessoren eingesetzt?
wegen der Energieeffizient oft in mobilen Geräten
Was ist die größte Kapazität, die HDDs derzeit erreichen können?
10 TB
Was sind optische Laufwerke?
- CDs, DVDs, Blu-Ray
- für Multimedia-Speicherung
- mit Lasern in oLW eingelesen
- oLW werden anhand der Datenübertragungsrate bewertet
- können auch als Brenner oder Wiederbeschreiber fungieren
Was sind beliebte Flash-Speicher im Alltag?
USB-Sticks, auch Thumb Drives genannt
Was ist NAS?
Network Attached Storage:
- dedizierter Server, der mit einem Netzwerk verbunden ist
- dient der zentralen Speicherung von Daten
Was ist SAN?
Storage Area Network:
- Hochgeschwindigkeitsnetzwerk aus Speichergeräten
- kann von mehreren Servern genutzt werden
Wo werden Bandlaufwerke genutzt?
in Umgebungen, die große Datenmengen über lange Zeiträume speichern müssen
Was sind Flash-Arrays?
Speichersysteme,
…die ausschließlich aus Flash-Speicherlaufwerken bestehen,
…anstelle herkömmlicher rotierender Festplatten
Was gibt die Auflösung eines Bildes an?
wie viele Pixel horizontal und vertikal angeordnet sind
Was gibt die Farbtiefe eines Bildes an?
die Gesamtzahl der unterstützten Farben in einem Bild
Was ist die Bildwiederholrate?
bestimmt wie oft das Display pro Sekunde mit neuen Informationen aktualisiert wird
Wie wird die Bildwiederholrate gemessen?
in Hertz (Hz)
Was ist VGA?
Video Graphics Array (veralteter Anschluss):
- definierte eine Auflösung von 640×480 Pixeln
- mit 16 Farben
- bei einer Bildwiederholrate von 60 Hz
Was ist ein verbreitetes Seitenverhältnis von PC-Breitbildformaten?
16:10 (um Platz für Steuerelemente über oder unter dem Hauptinhalt zu lassen)
Was für Stecker nutzen VGA-Anschlüsse?
VGA, SVA und XVGA nutzen einen D-förmigen 15-Pin-Stecker
Was ist DVI?
Adapter namens Digital Visual Interface, der nach VGA eingeführt wurde:
-DVI-A = Analog
-DVI-D = Digital
-DVI-I = beides
Wofür steht HDMI?
High-Definition Multimedia Interface (Anschluss)
Was ist HDMI?
- überträgt über ein Kabel hochauflösendes Video und Audio
- in Display-Technologien (Bildschirme, Fernseher) weit verbreitet
Was ist ein DisplayPort (DP)?
weiterer gängiger Graphik-Anschluss für Computer, der höhere Auflösungen unterstützt
Was leistet ein Mini-DisplayPort?
- hochauflösende Videoausgabe (bis 4K-Auflösung)
- Audioausgabe
- Multi-Stream-Transport, um mehrere Displays in Reihe zu schalten (Daisy-Chaining)
Was ist FireWire?
- veralteter Verbindungstyp für Peripheriegeräte
- Übertragungsraten von 400 oder 800 Mbit/s
Wie viele Geräte konnte man mit FireWire anschließen?
- bis zu 63 mit einem einzigen mit Strom versorgten Bus
- 6-poliger Alpha-Stecker oder 4-poliger Stecker ohne Stromführung oder 9-poliger Beta-Stecker
Wofür steht USB?
Universal Serial Bus
Entwicklungsgeschichte von USB
Anfänge mit USB 1.0 in den 90ern mit sehr langsamer Geschwindigkeit (12Mbit/s),
jetzt USB 4 mit extrem hohen Geschwindigkeiten
Was für USB-Typen gibt es?
Drei Haupttypen A, B, C (A und B jeweils noch in Mini und Micro)
Was ist Bluethooth?
Eine kurzreichweitige, funkbasierte Technologie, die in mehreren Klassen existiert
Was ist die Bluetooth Klasse 2?
- die gebräuchlichste Klasse für persönliche Geräte
- unterstützt eine Reichweite von ca. 10 Metern (30 Fuß)
- maximale Geschwindigkeit von 3 Mbit/s (vglsw. langsam)
Wie schnell ist Bluetooth 3?
im Highspeed-Modus bis zu 24 Mbit/s (= 8x so schnell wie BT 2)
Wofür steht RFID?
Radio Frequency Identification
Wie funktioniert RFID?
mit speziell codierten RFID-Tags, um Objekte zu scannen und zu identifizieren
Welche Typen von RFID unterscheidet man?
Aktives und Passives RFID
Was ist passives RFID?
- Reagiert nur, wenn es aus kurzer Entfernung gescannt wird
- hat sich als bahnbrechend in Bereichen wie Logistik und Lieferkettenmanagement erwiesen
Was ist aktives RFID?
Wird mit Strom versorgt und hat eine beeindruckende Reichweite von bis zu 100 Metern
Wofür werden Registered Jack Anschlüsse genutzt?
Genormte Anschlussbuchse:
RJ11 für Telefonleitungen und Sprachdienste
RJ45 für Daten- und Digitaldienste
Wie viele Leiter haben RJ11-Kabel und RJ45-Kabel?
RJ11: Platz für 6 Leiter, oft nur 2 oder 4 in Nutzung
RJ45: Platz für 8 Leiter
-> jeder Leiter hat eine spezifische Funktion in der Datenkommunikation
Wofür steht Wi-Fi?
Wireless Fidelity
Was bietet WiFi?
Hochgeschwindigkeits-Internetzugang, typischerweise innerhalb von 45M oder 150 Fuß
Was sind die Hauptfrequenzbänder von WiFi?
2,4 GHz: mehr Reichweite, langsamer
5 GHz: kürzere Reichweite, mehr Geschwindigkeit
Was bietet Bluetooth?
- Verbindungen zwischen Geräten
- erstellt ein Personal Area Network (PAN)
- Reichweite von ca. 10 Metern, 30 Fuß
- geringer Energieverbrauch, gut für Batteriebetrieb
Was ist NFC?
Near Field Communication
- Unterkategorie von RFID
- wenige Zentimeter Reichweite
- höhere Frequenz als RFID
- z.B. kontaktlose Zahlung
Wofür steht HID?
Human Interface Devices - Mensch-Maschine-Schnittstellengeräte
3 Haupttypen von Mäusen
Mechanische, Optische, Laser
Was ist ein Trackball?
Input-Device: Cursor wird durch das Rollen einer großen Kugel gesteuert
Was ist ein Treiber?
Software, die es dem Computer ermöglicht, mit neuen Geräten zu kommunizieren
Was ist bei Hot-Swapping zu beachten?
Wenn ein Gerät nicht hot-swappable ist, kann man es nur entfernen oder hinzufügen, wenn der Computer runtergefahren ist
Wie wird ein neues Gerät bzw. dessen Treiber installiert?
- das BS kann Treiber automatisch erkennen und für neue Geräte installieren
- sonst muss man den Treiber manuell installieren
(auf der Website des Herstellers runterladen)
Wo kann man Geräte nach der Installation konfigurieren?
Einstellungen im Menü, ‘Geräte und Drucker’ oder ‘Geräte’
Was sollte man beachten, wenn Geräte eine kontinuierliche Stromversorgung brauchen?
eine Überspannungsschutz-Steckdose zwischenzuschalten
Was ist Plug and Play (PnP)?
die automatische Treiberinstallation
Was bezeichnet man als Clients?
Geräte, die Ressourcen von Servern anfordern und nutzen
Was sind Switches?
Verbinden mehrere Geräte in einem Local Area Network (LAN) und ermöglichen deren Kommunikation untereinander
Was sind Router?
Geräte, die mehrere Netzwerke miteinander verbinden und den Datenverkehr zwischen ihnen steuern
Was sind Modems?
Geräte, die Signale modulieren und demodulieren,
…um die Kommunikation über Kabel- oder Telefonleitungen zu ermöglichen
Was sind Netzwerkkarten?
Hardwarekomponenten, die es Computern ermöglichen, sich mit einem Netzwerk zu verbinden
Was sind Access Points?
Geräte, die ein Wireless Local Area Network (WLAN) erstellen
…oder eine drahtlose Verbindung für Geräte in einem bestehenden kabelgebundenen Netzwerk ermöglichen
Was für Arten von Firewalls gibt es?
- hardware- und softwarebasiert
- Paketfilter-Firewalls (überprüfen Datenpakete anhand eines Satzes von Filtern)
Wofür steht:
LAN
WAN
MAN
CAN
PAN
- Local Area Network
- Wide Area Network
- Metropolitan Area Network
- Campus Area Network
- Personal Area Network
Was ist ein LAN?
- Netzwerk, das Geräte in einem relativ kleinen Bereich verbindet, z. B. in einem Zuhause, Büro oder einer Gruppe von Gebäuden
- typischerweise von einer einzelnen Person oder Organisation besessen, kontrolliert und verwaltet
Was ermöglichen LAN-Netzwerke?
- Hochgeschwindigkeits-Verbindung
- Datenübertragung
- gemeinsame Nutzung von Ressourcen zwischen verbundenen Geräten
Was ist ein WAN-Netzwerk?
- verbinden häufig LANs, die viele km entfernt sind
- decken große geogr. Flächen ab
- oft über gemietete Telefonleitungen realisiert
- typ.: Unternehmen und Regierungsbehörden
Was sind MANs?
- größer als LANs
- kleiner als WANs
- decken oft eine Stadt oder größere Ortschaft ab
Was sind PANs?
- kabelgebundene oder drahtlose Verbindungen
- z.B. zwischen Computer und Drucker
Wofür steht IPS?
Internet Service Provider (Internetdienstanbieter)
Was ist Ethernet?
- gängige Art von kabelgebundenem Netzwerk
- schnelle und zuverlässige Verbindungen
Vorteile von physischen Verbindungen durch Kabel
- stabile und konstante Datenübertragungsrate
- minimiert Risiko von Datenverlust oder Signalstörungen
- gut für Firmen, Rechenzentren, kritische Infrastrukturen
Was ist WLAN?
- auch WiFi
- drahtloses Netzwerk
- Geräte können sich in der Reichweite des Routers mit Netzwerk verbinden
Vor- und Nachteile von drahtlosen Netzwerken
Vorteile
- Mobilität
- Flexibiltät
- Komfort
Nachteile
-können Störungsanfällig sein
- langsamer als Kabelnetzwerke
Wofür steht TCP/IP
Transmission Control Protocol/Internet Protocol
Was bietet das TCP/IP?
konzeptionelles Rahmenwerk,
…das definiert, wie Daten im Internet
…verpackt, adressiert, übertragen, weitergeleitet und empfangen werden sollen
Was ist Internet Protocol Suite?
- Netzwerk-Modell
- konzeptionelles Rahmenwerk
- legt Regeln für Datenübertragung im Internet fest
4 Schichten des TCP/IP-Modells
- Anwendungsschicht
- Transportschicht
- Internetschicht
- Network Interface Layer
Network Interface Layer
- physische Schicht und Data Link Layer
- IP-Datenpakete werden in (Ethernet-)Frames verpackt
- Daten werden physisch übertragen
Internet Layer
- Adressierung der Segmente mit IP-Adressen
- erstellt IP-Paket
- nutzt IP für Weiterleitung von Datenpaketen
- Routing
Transport Layer
- Ende-zu-Ende-Kommunikation
- fehlerfreie Übertragung von Paketen in richtiger Reihenfolge und ohne Verluste oder Duplikate
- zwei Hauptprotokolle:
– Transmission Control Protocoll
– User Datagram Protocol
Vergleich TCP und UDP
TCP: zuverlässiger und verbindungsorientiert
UDP: verbindungslos, schneller, fehleranfälliger
Anwendungsschicht
- generiert die Nachricht
- interagiert direkt mit Softwareanwendungen (Browser, Mail-Clients usw.)
Wichtige Protokolle in der Anwendungsschicht?
DNS (DNS-Requests)
HTTP(S) (Websites)
SMTP (Mails)
POP3 (Mails)
Welche beiden Adressen sind entscheidend für die effektive Kommunikation zwischen Geräten?
Internet Protocol (IP-) Adressen
Media Access Control (MAC-)Adressen
Was sind IP-Adressen
Einzigartige Kennung, die jedem Gerät zugewiesen wird,
…das mit einem Netzwerk verbunden ist,
…welches das Internet Protocol zur Kommunikation nutzt
Wie sind IP-Adressen aufgebaut?
- Netzwerk-ID spezifiziert das Netzwerk, in dem das Gerät ist
- Host-ID identifiziert das Gerät im Netzwerk
Welche Versionen von IP-Adressen gibt es?
IPv4
- vier Zahlengruppen
- in Dezimalschreibweise
- durch Punkte getrennt
IPv6
- acht Gruppen
- je 4 hexadezimale Zimmern
- durch Doppelpunkte getrennt
Was sind MAC-Adressen?
- einzigartige Kennungen, die einer NIC vom Hersteller zugewiesen wird
- 6 Gruppen von 2 hexad. Ziffern
- getrennt durch Doppelpunkt oder Bindestrich
Welche drei technischen Elemente sind für LAN wichtig?
- MAC-Adressen
- Address Resolution Protocol (ARP), um eine IP-Adresse einer MAC-Adresse zuzuordnen
- Switching
Auf welchen beiden Hauptkonzepten basiert WAN?
IP-Adressen
Routing
Was ist Routing?
Prozess der Auswahl des optimalen Pfads für Datenpakete, damit sie vom Quellgerät zum Zielgerät innerhalb eines Netzwerks gelangen
Welche Faktoren werden im Routing berücksichtigt?
Netzwerküberlastung
Verfügbare Bandbreite
Anzahl der Hops (zu durchlaufene Zwischengeräte)
Welche Rolle spielen Router in der WAN-Kommunikation?
- analysieren die IP-Adressen eingehender Pakete
- nutzen Routing-Tabellen, um den nächsten Hop für das Paket zu bestimmen
Wozu dient das DNS?
Übersetzung von benutzerfreundlichen Domain-Namen in IP-Adressen und umgekehrt
Was sind die zwei Haupt-Elemente im DNS?
- Hostname für einen Webserver, z.B. ‘www”
- FQDNs als Domain-Name, der den Standort innerhalb der hierarchischen DNS-Struktur angibt
zB. ‘diontraining.com’
Schritte einer DNS-Anfrage
- lokalen Cache prüfen
- Anfrage an Resolver beim ISP
- Anfrage an Root-Namensserver
Anfrage an Top-Level-Domain-Namensserver - Anfrage an autoritativen Namensserver
- Rücksenden der IP-Adresse
Wofür steht FQDNs?
Fully Qualified Domain Names
Wofür steht TLD?
Top Level Domain
Was ist rDNS?
Reverse DNS = Umwandlung von IP-Adressen zurück in Domain-Namen
Auf welchen Ports laufen
- HTTP
- HTTPS
- DNS
- SMTP
- POP3
- IMAP
- HTTP = 80
- HTTPS = 443
- DNS = 53
- SMTP = 25
- POP3 = 110
- IMAP = 443
Wofür steht HTTP(S)?
HyperText Transfer Protocol (Secure)
Wofür ist HTTP-Protokoll zuständig?
definiert, wie Nachrichten zwischen Web-Servern und Web-Browsern formatiert und übertragen werden
Nach welchem Modell arbeitet das HTTP-Protokoll?
Client-Server-Modell
- Client stellt Anfragen (Anforderungs-Header und ggf. Body)
- Server antwortet mit gefordertem Inhalt (Antwort-Header und -Body)
Wie sichert HTTPS die Verbindung über das Internet ab?
Verschlüsselungsprotokolle wie SSL und TLS
- beim SSL/TLS-Handshake werden öffentliche Schlüssel zwischen Client und Server ausgetauscht
Wofür stehen SSL und TLS?
Secure Sockets Layer
Transport Layer Security
Was gewährleistet HTTPS?
Datenintegrität und Datenschutz
Wieviele Ports stehen für die Gerätekommunikation zur Verfügung?
über 64.000
Was ist das POP3-Protokoll?
Post Office Protocol Version 3
- weit verbreitet zum Abrufen von E-Mails von einem Mail-Server
- entfernt die E-Mail vom Server, sobald sie erfolgreich heruntergeladen wurde
Was ist das IMAP-Protokoll?
Internet Message Access Protocol
- ermöglicht es mehreren E-Mail-Clients, dasselbe Postfach zu verwalten
- E-Mails bleiben auf dem Server gespeichert
- Aktionen, die auf einem Gerät durchgeführt werden, werden auf allen verbundenen Geräten synchronisiert
Was ist das SMTP-Protokoll?
Simple Mail Transfer Protocol
- Standardprotokoll zum Versenden von Mails über das Internet
Was ist das Internet?
ein globales, öffentliches WAN
Welche 6 Internetdienste kann man unterscheiden?
- Glasfaser
- Kabel
- DSL
- Mobilfunk
- Mikrowellen-Satellit
- Wi-Fi
Wie funktioniert Glasfaser-Internet?
nutzt winzige Glasfasern,
…um Informationen in Form von Lichtimpulsen zu übertragen,
…sodass Daten buchstäblich mit Lichtgeschwindigkeit transportiert werden
Vorteile von Glasfaser
- Kapazität für große Datenmengen
- Übertragung über lange Distanzen ohne Qualitätsverlust oder ‘Rauschen’
Welche zwei Varianten für Glasfaser-Verbindungen unterscheidet man?
FTTH = Fiber to the Home
FTTC = Fiber to the Curb
Was unterscheidet FTTH und FTTC?
- FTTH bietet die schnellste und zuverlässigste Verbindung (1-10 Gbits/s)
- FTTC kombiniert Glasfaserkabel mit bestehenden Kupfer-Telefonleitungen unter Verwendung der VDSL-Technologie.
Welche Geschwindigkeiten haben VDSL und VDSL 2?
VDSL, bei bis zu 300m Distanz:
- download bis 52 Mbits/s
- upload bis 16 Mbit/s
VDSL 2:
- je bis 100 Mbit/s
Was ist HFC?
Hybrid Fiber Coax
- Kombi aus Glasfaser bis zum Verteiler und Koaxialkabel für die letzte Meile zzum Haushalt
Was sind Koaxialkabel?
Kupferkabel, die speziell dafür entwickelt wurden, Daten vom größeren Netzwerk direkt in Haushalte oder Büros zu transportieren
Auf welchem Standard basiert die Kommunikation zwischen Modem und Kabel?
DOCSIS = Data Over Cable Service Interface Specification
Vorteile von Kabel-Internet
- weit verbreitet wegen Kabelfernseh-Leitungen
-hohe Geschwindkeiten, insbes. bei Downloads
Nachteile von Kabelinternet
- teuer
- nicht überall verfügbar
- geteilte Bandbreite mit Nachbarn = langsamer zu Stoßzeiten
Wofür steht DSL?
Digital Subscriber Line
Grundprinzip von DSL
Mit der Telefonleitung können gleichzeitig Anrufe getätigt und im Internet gesurft werden, ohne dass es zu Störungen kommt
Welchen Stecker nutzen DSL-Modems/-Router?
RJ-11-Stecker am normalen Telefonkabel
Was ist die häufigste DSL-Variante?
A(symmetric) DSL
- download schneller als upload
Varianten: ADSL2 und ADSL2+
Vorteile von DSL
weite Verfügbarkeit
vielseitig
zuverlässig
Nachteile von DSL
Die Qualität der Telefonleitungen und die Entfernung zur nächsten Telefonvermittlungsstelle beeinflussen die tatsächliche Internetgeschwindigkeit erheblich
Wann ist drahtloses Internet besonders nützlich?
Wenn Verlegen von Kabeln aufwendig oder teuer ist
die 2 häufigsten Arten von drahtlosen Internetdiensten
- Mikrowellen-Satellit
- Mobilfunk-Dienste
Was ist Mikrowellen-Satelliteninternet?
- Satelliten im Orbit leiten Signale weiter
- kann riesige Gebiete abdecken
Was ist Tethering?
- wenn ein Smartphone seine Internetverbindung mit einem Computer teilt
- geht über USB, Bluetooth oder WiFi (z.B. Hotspots)
Was ist GSM und CDMA?
zwei ursprüngliche Hauptformate von Mobilfunk-Kommunikation
– Global System for Mobile Communication (SIM-Karten zur Identifikation in 2G)
–Code Division Multiple Access (Endgerät zur Identifikation, in 2G und 3G)
Welche Generationen von Mobilfunk-Internetdiensten unterscheidet man?
G1 bis G5
- können immer mehr
Was ist der WiFi-Standard?
- IEEE 802.11
- vom Institut of Electrical and Electronics festgelegt
- Weiterentwicklung: a, b, g, n (WiFi 4), ac (WiFi 5), ax (WiFi 6)
- immer mehr Geschwindigkeit, Reichweite, Zuverlässigkeit
wichtige Verbesserung durch WiFi6
- verbesserte Leistung in überfüllten Umgebungen
- durch OFDMA und MU-MIMO-Technologien
Nenne 4 wichtige Drahtlose Sicherheitsprotokolle
- WEP = Wired Equivalent Privacy
- WPA2 = WiFi Protected Access 2
- WPA 3
- WPS = WiFi Protected Setup
Geschichte von WEP
- Entwickelt, um eine Sicherheit ähnlich der kabelgebundenen Netzwerke zu bieten.
- Aufgrund von Schwachstellen wurde WPA als schnelle Lösung eingeführt
Welche Methode verwendet WPA2?
Verschlüsselungsmethode namens AES (Advanced Encryption Standard)
Welche Verbesserung führt WPA3 ein?
SAE = Simultaneous Authentication of Equals
–> schützt vor Dictionary Attacs
Vor- und Nachteile von WPS
- entwickelt, um die Verbindung von Geräten mit sicheren drahtlosen Netzwerken zu vereinfachen
- benutzerfreundlich
- potenziellen Sicherheitslücken der PIN-Methode
- in sicherheitskritischen Umgebungen deaktivieren
Welche 5 Maßnahmen kann man zur Sicherung eines drahtlosen Netzwerks ergreifen?
- Standardnetzwerknamen und -passwort ändern
- Router-Firmware regelmäßig aktualisieren
- MAC-Filterung nutzen
- SSID-Broadcast deaktivieren
- VPN (Virtual Private Network) nutzen
Was ist SSID?
Service Set ID
- angezeigter Name des WiFi-Netzwerks
- sollte keine persönlichen Infos enthalten
Was ist ein starkes Passwort?
- nicht vorhersehbar
- Mischung aus Groß und Kleinbuchstaben, Zahlen, Sonderzeichen
Was ist MAC-Filterung?
Router wird so konfiguiert, dass nur Geräte mit genehmigter MAC-Adresse eine Verbindung herstellen können
Was passiert, wenn man den SSID-Broadcast deaktiviert?
- der Netzwerkname (SSID) wird nicht mehr öffentlich ausgestrahlt
- das WLAN ist für andere weniger sichtbar
5 Best Practices bei der Konfiguration des WLANS
- WPA2 mit einem starken, langen Pre-Shared Key (PSK)* verwenden
- SSID-Broadcast deaktivieren
- Wireless Isolation aktivieren (verhindert, dass Geräte im selben Netzwerk direkt miteinander kommunizieren).
- MAC-Filterung aktivieren.
- WPS deaktivieren (aufgrund von Sicherheitslücken).
