Computernetze 2 Flashcards
Aus welchen Komponenten besteht ein Netzwerksystem?
Endsysteme
Intermediäre Systeme
Verbindungen
Welche Netztopologien gibt es?
Stern
Ring
Bus
Baum
Vermascht
Welche Arten von Netzwerken gibt es?
Personal Area Network
Local Area Network
Metropolitan Area Network
Wide Area Network
Welche Schichten hat das ISO OSI Referenzmodell?
Physical Layer
Data Link Layer
Network Layer
Transport Layer
Session Layer
Presentation Layer
Application Layer
Welche Arten der Kommunikation gibt es auf einer Schicht und zwischen benachbarten Schichten?
1 Schicht: Protokoll
2 Schichten: Dienst
Was charakterisiert die Network Layer?
Transfer von Paketen von Endsystem zu Endsystem
Internetworking
Routing
Staukontrolle
Qualität des Services
Was charakterisiert die Transport Layer?
Ende-zu-Ende-Transfer von Segmenten von Quelle zum Ziel
Verbindung zwischen Applikationen
Identifikation und Adressierung von Transportdienstnutzern
Reliabilität (Fehlerkontrolle, Verbindungsmanagement)
Flusskontrolle, Fehlerkontrolle und -korrektur, Staukontrolle
Welche Arten der Parallelität gibt es bei Netzwerken?
Simplex
Half-Duplex
Full-Duplex
Was sind die primären Aufgaben der Network Layer?
Virtual Circuits und Datagrammübertragung
Routing
Staukontrolle
Internetworking
Adressierung
Qualität des Dienstes
Was sind die sekundären Aufgaben der Network Layer?
Multiplexing von Netzwerkverbindungen
Fragmentation und Neuanordnung
Fehlererkennung und Korrektur
Flusskontrolle im Sinne der Stauvermeidung
Erhaltung der Übertragungssequenz
Welche Arten von Switching gibt es?
Circuit Switching
Message Switching
Paket Switching
virtual circuit Switching
Wie unterscheiden sich Routing und Forwarding?
Routing: Entscheidung über den kompletten Weg eines Paketes
Forwarding: Entscheidung was passiert, wenn ein Paket eintrifft
Was sind die Wünsche an einen Routing Algorithmus?
Korrektheit
Einfachheit
Robustheit
Stabilität
Fairness
Optimalität
Was unterscheidet nicht-adaptive und adaptive Routing Algorithmen?
Adaptive Routing Algorithmen beziehen den aktuellen Status des Netzes mit ein
Welche Routing Schemata gibt es?
Unicast
Multicast
Broadcast
Anycast
Geocast
Was ist eine Möglichkeit beim Broadcast Routing?
Reverse Path Forwarding
Wie funktioniert Reverse Path Forwarding?
Jeder Sender hat seinen eigenen Spanning tree
Verwendet nur die Verbindungen, die es für Unicast verwenden würde
Kürzester Weg von Sender über den Vorgänger?
Verwerfen oder weitersenden
Was ist die Motivation für Reverse Path Broadcasting?
Pakete werden bei Reverse Path Forwarding über alle Kanten weitergegeben
Besser wäre nur die brauchbaren ecken
Wie funktioniert Reverse Path Broadcasting?
Weitergabe nur über Kanten von denen eine Nachricht per Unicast an den Sender über den eigenen Knoten laufen würde.
Welche Verfahren kann für das Routing von Multicast-Verbindungen genutzt werden?
Link State Routing
Reverse Path Forwarding mit Pruning
Wie funktioniert das Link State Verfahren?
Alle Informationssysteme senden periodisch ihren Link State in einem Paket per Broadcast
Jedes IS kalkuliert einen Multicast-Tree mit den erhaltenen Paketen
Basierend auf diesem Baum werden die ausgehenden Verbindungen ausgewählt
Wie funktioniert RFP mit Pruning?
Normales RFP
Knoten, die nicht als Empfänger vorgesehen sind melden dies zurück, andere melden Erfolg.
Interner Multicast Tree für diesen Typ wird “beschnitten”
Was ist der Vorteil von RFP mit Pruning?
Es werden nur Bäume beschnitten, die auch benutzt werden
Eignet sich für große Bäume
Was charakterisiert Staukontrolle?
Wird vom Subnetz gemanaged
globales Problem
Wenn Möglich von Anfang an vermeiden
verwendet evtl. Flusskontrolle
Was charakterisiert Flusskontrolle?
Konzentration auf Punkt-zu-Punkt
eher ein Ende-zu-Ende Problem
reduziert Effekte
Empfänger bremst Sender
Was sind die Taxonomien von Staukontrolle?
Close Loop (Verhindern)
Open Loop (Reparieren)
Welche Möglichkeiten der Staukontrolle gibt es?
Verhinderung
Reparatur
Was sind konkrete Methoden der Staukontrolle?
Leaky Bucket
Token Bucket
Admission Control (Reservierung)
Welche Gegenmaßnahmen gibt es bei Stau?
Pakete wegwerfen
Pakete choken
Was kann ein Problem beim Distance Vektor verfahren sein?
Count-to-infinity Problem
Was sind die Nachteile des Link State Routing Verfahrens?
Flooding der Link State Pakete bindet große Kapazitäten im Netz
Jeder Knoten muss alle Daten Speichern um Kürzesten Baum zu berechnen
Welche nicht-adaptiven Routing Verfahren gibt es?
Statisches Routing
Flooding
Welche adaptiven Routing Verfahren gibt es?
Shortest Path Routing
Distance Vektor Routing
Link State Routing
Was sind die Vorteile und Nachteile von Packet Dropping?
+ einfach
- erneute Übertragung vergeudet Bandbreite
- Ein packet muss 1/(1-p) mal übertragen werden, bis es ankommt
Was charakterisiert Choke Pakets?
Drosselpakete werden Richtung Quelle geschickt
Was sind die Vor- und Nachteile von Choke Pakets?
+ effektiver Prozess
- Möglicherweise viele Drosselpakete im Netzwerk
- Endsystem kann, muss aber nicht reagieren
Was sind Protokolle auf der Netzwerkschicht?
Internetprotocol (IP)
Internet control message protocol (ICMP)
Adress resolution protocol (ARP)
Was enthält die IPv4 Datagramme?
Version
Header length
type of service
total length
Identification
flags
Fragment offset
time to live
protocol
Header checksum
Source adress
destination adress
options
padding
data
Welche Struktur hat ICMP?
Type (16 types)
Code
Checksum
Was sind die Vor- und Nachteile von Reverse Path Broadcasting gegenüber Reverse Path Forwarding?
+ Keine redundanten Übertragungen
- höherer Rechenaufwand
- Topologie muss allen Knoten bekannt sein
Wann ist ein Multicast-Routingverfahren sinnvoll und wann nicht?
Bei vielen Empfängern sinnvoll, bei wenigen verschwendet es Bandbreite bis zum Pruning
Was charakterisiert den Core-based-Tree?
Ein Spanning tree für alle
gut bei vielen nicht simultanen Sendern
nicht optimale Routen
Was ist ein Congestion Collapse?
Durch Stau kommt es zu timeouts
Sender senden Nachricht erneut
Der überwiegende Teil der Nachrichten im Netz sind Retransmissionen
Was sind die wesentlichen Strategien zur Staukontrolle?
Verhinderung
Auflösung
Welche Status gibt es bei Random Early Detection?
Warteschlange < Minimaler Threshold: Kein verwerfen
Minimaler Threshold < Warteschlange < maximaler Threshold: verwerfen mit steigender Wahrscheinlichkeit
Warteschlange > Maximaler Threshold: Alles verwerfen
Wofür steht DHCP?
Domain Host Configuration Protocol
Was war die Motivation für IPv6?
Adressierung
Schwächen von IPv4
Was beinhaltet ein IPv6 Header?
Version
Traffic Class
Flow Label
Payload Length
Next Header
Hop Limit
Source Adress (128 bit)
Destination Adress (128 bit)
Welche Schritte hat Multi Protocol Label Switching?
insert Label
label switching, packet forwarding
remove labels, conventional routing
Wie funktioniert das Routing im Internet?
Internet ist aufgeteilt in Autonome Systeme, die verbunden sind
Dynamische Routingprotokolle treffen Entscheidungen
Interior Gateway Protocol (innerhalb AS)
Exterior Gateway Protocol (außerhalb AS)
Was ist Peering?
Peering ist die Vereinbarung über kostenneutrale Datenübertragung
Was ist die Default-Free-Zone?
Pakete, deren Ziel einem Router nicht bekannt ist, werden über das Default Gateway weitergeleitet
Border Router, am Rand des AS haben keinen Default Gateway - Default Free Zone
Wie unterscheiden sich ARP und RARP?
ARP: Kenne IP-Adresse, suche MAC-Adresse, Antwort des Hosts
RARP: Kenne MAC-Adresse, suche IP-Adresse, Antwort des RARP-Servers
Auf welcher Schicht ist ARP angeordnet?
Zwischen 2 und 3
Worin unterscheiden sich RARP und DHCP?
RARP: liefert ausschließlich IP-Adresse, kann nur im selben Subnetz eingesetzt werden, 1 RARP-Server pro Subnetz, Koordinationsaufwand bei mehreren Subnetzen
DHCP: liefert erweiterte Informationen zur Netzwerkkonfiguration, über Subnetze hinweg einsetzbar, automatische Konfiguration von IP-Adresse, Default Route und DNS Server, temporäre Zuweisung von Adressen
Wie läuft ein DHCP ab?
Sender: DHCP discover (broadcast)
Server: DHCP offer (neue IP)
Sender: DHCP request (neue IP)
Server: DHCP ack
Wird DHCP auch bei IPv6 benötigt?
IPv6 fähige Rechner können IP-Adresse selbst berechnen aus MAC-Adresse
Was ist Tunneling?
Einpacken eines IP-Pakets in ein anderes IP-Paket mit neuer IP-Adresse
Am Ende des Tunnels entdecken
untertunneln von Teilnetzstrecken, die nicht anders passiert werden können.
Was charakterisiert integrated Services?
a-priori Reservierung
für einzelne Datenflüsse
dynamisches QoS
verteiltes Kontroll-Protokoll
Service-Garantie
Was charakterisiert Differentiated Services?
Definition von Datenfluss-Klassen
statisches Schema
keine festen Garantien für einzelne Flüsse
Paket-Klassifikation in Edge-Routern
Was charakterisiert Expedited Forwarding?
geringer Paketverlust
geringe Latenz
geringer Jitter
zugesicherte Bandbreite
Was charakterisiert Assured Forwarding?
4 Prioritätsklassen
3 Verwurfswahrscheinlichkeiten
geringer Verstopfungsgrad
mittlerer Verstopfungsgrad
hoher Verstopfungsgrad
12 Dienstklassen
keine zugesicherte Bandbreite
Was sind die Vor- und Nachteile von Overprovising?
+ leicht zu realisieren
+ Bandbreite billig
- kein QoS
- Tendenz zur Verschwendung
Warum wird MLPS eingesetzt?
Vorteile von verbindungsorientierter Vermittlung ohne teure Infrastruktur
paralleler Einsatz von IP und ATM
IP-Routing langsam
Switching auf Basis von Labels mit fester Größe effizienter
Was ist der Unterschied von Routing und Switching?
Routing: Prozess des Nachschlagens einer Adresse in einer Tabelle, um den nächsten Weiterleitungsknoten zu bestimmen
Switching: Benutzen eines Labels aus dem Paket als Index für die Weiterleitungstabelle
Was charakterisiert das ideale Scheduling?
leicht impelentierbar
fair
performance Grenzen
einfache Zugriffsoptionen
Was sind die grundsätzlichen Entscheidungen im Scheduling?
Prioritätsstufen
Arbeitserhaltend
Aggregationslevel
Leistungsreihenfolge innerhalb eines levels
Was charakterisiert Genralized Processor Sharing (GPS)?
Pakete in maximal kleine Teile und dann nacheinander abwechselnd abarbeiten
maximal fair
nicht implementierbar
Was sind die Vorteile von Weighted Fair Queueing?
Stellt Schutz bereit
Stellt Worst-Case grenze bereit
Gibt Belohnung für intelligente Flusskontrolle
Was sind die Nachteile von Weighted Fair queueing?
Braucht eine Verbindung
Iteratives löschen ist kompliziert
braucht eine Prioritätswarteschlange
Welche Klassen von Transportprotokollen gibt es?
TP0: einfache Klasse
TP1: grundlegende Fehlerbehebung
TP2: Multiplexing KLasse
TP3: inkludiert Multiplexing und Fehlerbehebung
TP4: Fehleremonitoring und -behebung
Welche Funktionen haben Transport-Protokolle?
Multiplexing und Demulitplexing von Daten für mehrere Applikationen
Verbindungsaufbau
Fehlerkontrolle
Ende-zu-Ende Flusskontrolle
Staukontrolle
Was charakterisiert UDP?
Keine FLusskontrolle
Keine Fehlerkontrolle und erneute Übertragung
Wird genutzt mit Broadcast, Multicast und Streaming
Woraus besteht eine UDP-Nachricht?
Sender port
Receiver port
Paket length
Checksum
Data
Was sind die Vorteile von UDP?
Braucht sehr wenig Ressourcen
Kein Verbindungsaufbau nötig
Einfache Implementierung
Applikationen können präzise Paketfluss, Fehlerbehandlung und Timing kontrollieren
Wofür stehen UDP und TCP?
User Datagram Protocol
Transmission Control Protocol
Was charakterisiert TCP?
Datenstromorientiert
Unstrukturierter Bytestrom
Virtuelle Verbindung
Zweirichtungs-Verbindung
Punkt-Zu-Punkt
Verlässlich
Was sind die Vorteile von TCP?
Verlässliche Datenübertragung
Effiziente Datenübertragung trotz Komplexität
Kann mit LAN und WAN genutzt werden für jede Datenrate
Was sind die Nachteile von TCP?
Höherer Ressourcenverbauch als UDP
Was kann TCP nicht?
Broadcast
Multicasting
QoS Parameter
Echtzeitunterstützung
Welche Features hat TCP?
Verlässlicher bidirektionaler Bytestrom
Verbindungsaufbau und -abbau
Multiplexing/Demultiplexing
Fehlerkontrolle
Ende-zu-Ende Flusskontrolle
Stauvermeidung
Piggybacking
Out-of-band data
Welche Status gibt es hinsichtlich der Verbindung?
closed
active open
passive open
Was ist ein Slinding Window bei TCP?
Sender startet bei Übertragung Timer
Empfangende TCP-Entität sendet ein Segment zurück, wenn der Timer geht, bevor das ACK da ist, wird erneut übertragen
Woraus besteht ein TCP header?
Source Port
Destination Port
Sequence Number
ACK Number
Header length/Reservation/Flags
Advertised Window
Checksum
Urgent Pointer
Options
Was charakterisiert den Schicht 3-Dienst Network Type A?
Verlässliches Netzwerk
Datenverlust wird als Fehler erkannt
Fehler werden dem Benutzer angezeigt
akzeptierbare Fehlerrate
Keine Duplikate
Paketreihenfolge immer eingehalten
Was unterscheidet den Schicht 3-Dienst Network Type B vom Type A?
inakzeptable Fehlerrate
Was charakterisiert den Schicht 3-Dienst Network Type C?
Unzuverlässiges Netzwerk
Duplikate, veränderte Pakete, veränderte Paketreihenfolge
Welche Funktionen über Transportprotokolle aus?
Mulitplexing/Demultiplexing
Aufbau eines logischen Ende-zu-Ende Verbindung
Fehlerüberwachung
Unzuverlässigkeit wird verborgen
Ende-zu-Ende Flusskontrolle
Staukontrolle
Welche Protokolle bauen auf UDP auf?
Domain Name Service (DNS)
Simple Network Management Protocol (SNMP)
Trivial File Transfer Protocol (TFTP)
Real-time Transport Protocol (RTP)
Was passiert, wenn eine UDP Nachricht von A über B and P weitergeleitet ist, jedoch der Port von B nach P nicht geöffnet ist?
Nachricht an A: Port unreachable
Welche Flags gibt es bei TCP?
URG
ACK
PSH
RST
SYN
FIN
Wie funktioniert der Verbindungsaufbau bei TCP?
Treeway-Handshake
SYN: SeqC
ACK: SeqC + 1; SYN: SeqS
ACK: SeqS + 1
Wie funktioniert der Verbindungsabbau bei TCP?
FIN, SeqA
ACK, SeqA + 1; Data
ACK
FIN SeqB
ACK SeqB + 1
Was ist das Sliding Window?
Für Fenstergröße n werden n bytes ohne ACK gesendet
Wenn das ACK kommt slicet das Fenster vorwärts
Was ist das Congestion Window (cwnd)?
Limitiert die Daten, die sich maximal im Transit befinden können
Stauerkennung und Ratenanpassung
MaxWindow = min(cwnd, Advertised window)
Was sind die Phasen von TCP Congestion Control (Tahoe)?
Slow Start
Congestion Avoidance (Multiplication bis ss_thrshold, dann Addition)
Fast Retransmit
Keine fast Recovery
Wie charakterisiert TCP Reno?
Fast retransmitt
Fast recovery
Slow Start nach Timeout
Was ist das besondere an TCP SACK?
ACKs für alle angekommene Segmente, nur fehlende Segmente werden nachgeliefert
Was ist Bandit-Delay Product?
Maximale Menge an Daten im Netzwerk zu egal welcher Zeit
Was ist TCP-friendliness?
Definiert ob ein Protokoll fair zu TCP ist
Was ist TCP Fairness?
Ein neues Protokoll erhält keinen größeren Anteil am Netzwerk als ein vergleichbarer TCP Fluss
Was ist der Unterschied zwischen einem TCP und UDP Header?
Mehr Felder
Keine feste Länge
Variabilität durch Vielzahl von Optionen
Was ist passive open und acitve open?
Passive Open: Wartet auf jemanden, der eine Verbindung aufbauen will
Active Open: Möchte Verbindung aufbauen
Was ist half open und half closed?
Half open: Es fehlt das letzte ACK im Threeway-Handshake
Half closed: Ein Partner hat schon eine FIN Anfrage gestellt
Wie groß ist die Sequenznummer bei TCP?
32-bit
Warum ist ein Überlauf der Sequenznummern problematisch?
Reihenfolge der Pakete kann nicht mehr sichergestellt werden
Was kann man gegen den Überlauf von Sequenznummern machen?
Einführen von Zeitstempel
PAWS
Wofür wird Nagels Algorithmus verwendet?
Großer Overhead durch Header bei kleinen Paketen
Deswegen Pakete in anderen Paketen Integrieren
Welche Timer verwendet TCP?
Retransmission Timer
Persistence Timer
Keepalive Timer
Time-Wait-Timer
Was sind 3 RTT-Schätzmethoden?
Verwenden jedes Sample aus Data-ACK-Paaren
Original TCP-Round-Trip Estimator (Jacobsen)
Karns Algorithmus
Jacobson/Karels Algorithmus
Wie wird RTT nach Jacobsen berechnet?
RTT_new = alpha * RTT_old + (1 - alpha) new_sample
Was berechnet Karns Algorithmus und wie?
retransmission timer (new_timeout) = gamma * old_timeout
Wie berechnet der Algorithmus von Karel und Jacobsen?
Difference = SampleRTT - EstimatedRTT
EstimatedRTT’ = EstimatedRTT + Delta * Difference
Deviation’ = Deviation + Delta * (|Difference| - Deviation)
TimeOut = mhy * EstimatedRTT’ + Phi * Deviation’
Was charakterisiert SCTP?
Connection oriented (4-way handshake)
Zuverlässig
Nachrichtenstrom-orientiert
Adaptive Flusskontrolle
Multi-homing
Overhead 28 bytes
Extensible
Was sind die Main Features von SCTP?
Multi-Streaming
Multi-Homing
Flexible Lieferung
TCP-friendly adaptive Flusskontrolle
Was sind Alternativen zur Staukontrolle bei TCP?
Ignoranz
Reservierung
Preis
Was sind die Entwicklungsziele von QUIC?
Sicherer Transport im Protokoll
Zuverlässig beim stream-multiplexing
geringe Latenz beim Verbindungsaufbau
Verbindungsmigration
Implementiert im Userspace
Was ersetzt QUIC?
TLS/TLS 1.3
Welche Schritte hat das Link State Routing Verfahrung?
- Hello an Nachbarn
- Distanzen bestimmen
- Link State Pakete erstellen
- Flooding
- Berechnen
Was ist ein Congestion Collapse?
Aufgrund von Stau kommt es zu Timeouts
Sender sendet Nachrichten erneut
Überwiegend Retransmissions sind im Netz unterwegs
Wie wird die Warteschlange bei Random Early Detection berechnet?
L_w = (1 - w) * L_w + w * L_c
Was sind die Kriterien der Min-Max-Fairness?
Jeder Teilnehmer erhält den gleichen Anteil der Ressource
Kein Teilnehmer erhält mehr als angefordert
Reste werden gleichmäßig aufgeteilt
Wie funktioniert Weighted Fair Queueing?
- Berechne die Finish Numbers mit GPS.
- Bearbeite die Pakete anhand ihrer Finish Numbers
- hinzukommende Pakete haben Finish-Number f+p
Wie unterscheiden sich WFQ und WF^2Q?
Letzteres bearbeitet immer nur Pakete, die unter GPS zu in Arbeit wären.
Was macht der Algorithmus von Nagle?
Problem: Großer Overhead durch header mit kleinen paketen
Wenn Paket voll, dann senden, sonst Puffern und senden, bis alle Pakete bestätigt wurden
Was ist das Advertised Window?
Das Fenster für Daten, die der Empfänger Zwischenspeichern kann.
Welche Möglichkeiten zur Stauerkennung gibt es?
Paketverlust
Verzögerung
Was ist Fast Retransmit?
Über die erwartete Sequenznummer im ACK wird gemerkt, dass Pakete verloren gegangen sind und diese erneut übertragen, bevor ein Timeout auftritt
