Infrastruktur Grundlagen Flashcards
- Computernetzwerk:
2. Internet:
- Zusammenschluss verschiedener Computersysteme
2. größte weltweite technische Computernetzwerk mit Millionen angeschlossener Systeme
- Hosts / Endsysteme sind über
Kommunikationsleitungen (communication link), und Paket-Switches (paket switch) verbunden
Übertragung von PDU - PDU meaning?
(„packet data unit“)
Hosts / Endsysteme in Computernetzwerke nutzen „Protokolle“ welche
das Format und Reihenfolge des Nachrichtenaustausches regeln
- TCP?
- IP?
- OSI?
- Transmission Control Protocol
- Internet Protocol
- Open Systems Interconnection Model - Referenzmodell für Netzwerke
Ziel des OSI
NB* - OSI ist in schichten (layers) aufgeteilt
Die Kommunikation unterschiedlicher technischer Systeme zu ermöglichen
OSI Schichten:
2 Kategories:
- Upper Layers (Interaktion mit dem User & Implementierung von software die über das Netz kommuniziert)
- application(7)
- Presentation(6)
- Session(5)
- Lower Layers (ziel ist der transport der Daten)
- Transport
- Network
- Data link
- Physical
Datenkapselung ISO/OSI Referenzmodell
Daten der jeweilig höheren Schicht werden in ein eigenes Paket gepackt und mit einem eigenen Layerheader versehen
Überblick der Datenkapselung - Diagram starts with computer
Draw diagram**- don’t
Vergleich OSI/ISO Modell vs. TCP/IP Modell
Left TCP, Right OSI
- Application - Application, presentation, session
- (Host-to-Host) Transport - Transport
- Internet - Network
- Network Interface - Data link
- Hardware - Physical
Protocol layers - name all 7
- Anwendungsschicht
- Transportschicht
- Netzwerkschicht
- Sicherungsschicht
- Bitübertragungsschicht
Functions of:
- Application layer
- Transport layer
- Network layer
- Datalink Layer-Sicherungsschicht
- Physical layer-Bitübertragungsschicht
- Protokolle für Anwendungen z.b. HTTP für Web, IMAP(internet message access control) & SMTP (simple mail transfer protocol)für Email
- Überträgt Nachrichten der Anwendungsschicht - (TCP & UDP (user Datagram protocol))
- reicht Datagramme von einem Host zum anderen. Wegfindung(Routing), IP protocol
- Übertragung von Frames z.b über Ethernet, WLAN, PPP (Point-to-Point Protocol)
- Transport der Bits je nach Trägermedium
Verzögerung durch:
Verarbeitung, Warteschlangen, Übertragung, Ausbreitung
Packetvermittlung (packet switched)
Vorteil:
Nachteil:
Informationen werden in einzelne Pakete aufgeteilt und über virtuelle
Verbindungen übertragen
Vorteil: Leitung wird „geteilt“, effizienter
Nachteil: Stau von Paketen möglich, Nicht verzögerte Übertragung kann nicht garantiert werden
Leitungsvermittlung(circuit switched)
Vorteile:
Nachteile:
Reservierung der Netzwerkressourcen für die Dauer der
Kommunikationssitzung z.b. traditionelle Fernsprechnetze
Nachteil: Ressourcen vollständig belegt (auch wenn ungenutzt)
LLC:
MAC:
Logical link control (LLC)
Media Access control (MAC)
ETHERNET PROTOCOL - IEEE 802
802.1, 802.2,802.3,802.4,802.5,802.11
802.1 Internet-Working 802.2 Logical Link Control (LLC) 802.1 Media Access Control (MAC) 802.3 Ethernet 802.4 Token-Bus 802.5 Token-Ring 802.11 Wireless LAN
ETHERNET FRAME
First pdf
Netzwerktopologien
- Physische Anordnung von Netzwerkstationen –Verbunden über Kabel oder Funknetz
- Bestimmt den Einsatz von Hardware & Zugriffsmethoden
Bus Topologie
- Eine gemeinsame Übertragungsleitung
- Stationen sind hintereinander geschaltet - Um Störungen zu vermeiden werden an den Enden der Leitung sog. Abschlusswiderstände eingesetzt
- Trennung des Kabels führt zum Ausfall des Netzwerkes
- Keine zentrale Netzwerkkomponenten die den Datenverkehr regelt
- Daten erreichen alle Stationen, Stationen die nicht adressiert sind ignorieren Daten
- Adressierte Station liest Daten und sendet Empfangsbestätigung an den Sender
- Bei Kollision von Datenpaketen entsteht eine Störung am Bus (= > 2 Stationen senden gleichzeitig)
– ➔ Nach Zufallszeit versuchen die Stationen erneut zu senden, bis die Daten am Ziel ankommen
Ring Topologie
- Geschlossene Kabelstrecke
2.Netzwerkteilnehmer sind im Kreis
angeordnet
- An jeder Station kommt ein Kabel an und ein Kabel geht ab
- Trennung des Kabels führt zu Ausfall des Netzwerkes
– ➔ Ausnahme: Netzwerk kennt Busbetrieb und stellt auf diesen um
Stern Topologie
- Eine zentrale Station unterhält eine Verbindung zu allen Stationen
- Jede Station ist somit über eine eigene Leitung angebunden
- Zentrales Element ist zumeist ein Hub oder Switch
- Übernimmt die Verteilfunktion der Datenpakete
- Datenlast von Hub/Switch sehr hoch
– ➔ Alle Datenpakete müssen darübür
Ausfall Hub/Switch = Stillstand des Netzwerkes - Kann leicht erweitert werden
Zumeist Kombination aus Bus + Stern üblich
Baum Topologie
- Erweiterte Sterntopologie
- Größere Netze nehmen solche Strukturen an
- Zumeist ein übergeordnetes Netzwerkelement das die
Wurzel des Baumes bildet
**Wird wie ein Baum verzweigt
Kombination von Topologien : Draw Diagramm
Kombination von Stern und Bus
Über eine Sternstruktur sind die Stationen über ein HUB verbunden
Vermaschte Topologie- Draw Diagramm + Describe
- Dezentrales Netzwerk
- Muss keinen verbindlichen Strukturen unterliegen
- Modell dient häufig als „perfektes Netzwerk“ indem jede Netzwerk- Station mit allen anderen Stationen verbunden ist
- Beim Ausfall einer Verbindung gibt es im zumeist alternative Routen
- Entspricht einem „kontrolliertem Chaos“ - das Internet stellt so ein gewolltes Netzwerk dar
Netwerkgeräte - Netzwerkkarte
NIC?
- Alternativ Netzwerkadapter oder NIC ➔ Network Interface Card
- Ermöglicht den Zugriff auf ein Netzwerk
- Arbeitet auf dem OSI Layer 1 (physical)
- Jede Netzwerkkarte hat eine Hardwareadresse die weltweit eindeutig ist (bzw. sein sollte)
– ➔ Beispielsweise: A4-23-7B-47-C1-66 - Diese Adresse wird als MAC-Adresse bezeichnet ➔ Media Access Control
- Über die MAC lässt sich ein Client eindeutig identifizieren
Repeater
- Kopplungselement
- Frischt Datensignale auf = Verstärker
- OSI Layer 1
- Erhöht dadurch die Übertragungsstrecke
- Zumeist 2 Ports: Eingang und Ausgang
- Arbeitet transparent
– Ist für andere Geräte nicht erkennbar
Hub
- Kopplungselement
- Verbindet mehrere Stationen
- OSI Layer 1
- Nimmt Datenpakete entgegen und sendet diese an ALLE Ports
- Somit „broadcasten“ Hubs
Besitzt sog. „Uplink-Port“ um weitere Hubs zu verbinden
Switch
- Kopplungselement
- Verbindet mehrere Stationen
- OSI Layer 2 - Data layer
- Ähnlich einem Hub aber …
➔ Verbindungen werden direkt zwischen den Stationen geschalten
➔ Sofern die zugehörigen Ports bekannt sind
➔ Verwendung von MAC-Table zur Zuordnung der Station
**Switch kann mit SPAN-Port zur Datenanalyse konfiguriert werden – ➔ Switched Port Analyser (Mirror Port)
CSMA/CD
Carrier Sense Multiplication Access
Collision Detection
Carrier Sense:
Multiple Access:
Collision Detection:
IFS:
- Carrier Sense:
– Träger Zustandserkennung - Multiple Access:
– Mehrfachzugriff - Collision Detection:
– Kollisionserkennung - IFS = Interframe Spacing
➔ zeitlichen Abstand zwischen gesendeten Paketen
Router:
- Verbinden Netze untereinander
- OSI Layer 3
- Häufig an den Außengrenzen von Netzwerken
Aufgaben der Router:
– Ermittlung der verfügbaren Routen
– Auswahl der geeignetsten Route
– Herstellen der Verbindung
– Anpassung der Datenpakete an Übertragungstechnik
Wofür steht MTU:
Was beschreibt MTU:
Maximum Transmission Unit (MTU)
- MTU beschreibt die maximale Paketgröße eines Protokolls der Vermittlungsschicht
**Fragmentierung (Aufteilung) eines Datenpaktes in mehrere physische Blöcke
– findet statt, wenn die Maximum Transmission Unit (MTU) überschritten ist
– Kann unterschiedliche Werte für unterschiedliche Protokolle annehmen
MTU Size Fragmentierung
Unterschiedliche Netzwerke haben unterschiedliche MTUs
– Ethernet 1500 Bytes
– Wifi 2300 Bytes
Große MTUs sollten aus Effizienzgründen bevorzugt werden
–Schwierig da nicht jeder Router die gleichen MTU-Größen verwendet
–Zusammensetzung(nach fragmentierung )findet am Endclient statt (=Entlastung der Router)
Router teilt Pakete die zu groß sind….
- Typischerweise in die größtmöglichen Paketteile
- Kopiert den IP Header des Originals und stattet damit die Paketteile aus
- Setzt ein Offset im IP-Header um die Fragmentposition anzugeben
- Setzt das MF-Flag (More Fragments) im IP-Header bei jedem Fragment (außer das Letzte)
- Empfänger baut die Fragmente wieder zusammen
– Identifiziert über das Identification Field welche Fragmente wie zusammengehören
– Über das MF-Flag 0 erkennt der Empfänger das letzte Fragment
