Netzwerke Flashcards
Wofür steht CSMA/CD?
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
Wofür steht LAN?
Local Area Network
Wofür steht MAN?
Middle Area Network
Wofür steht TCP/IP?
Transmission Control Protocol/Internet Protocol
Wofür steht WAN?
Wide Area Network
Wofür steht WLAN?
Wireless Local Area Network
Was ist der Unterschied zwischen Simplex, Duplex und Halbduplex?
- > Simplex erlaubt Daten nur in eine Richtung zu transportieren: Rundfunk (Radio, …)
- > Duplex kann in beide Richtungen gleichzeitig übertragen: Netzwerke mit Twisted-Pair Kabeln
- > Halbduplex kann in beide Richtungen übertragen, aber es kann immer nur eine Station senden: Glasfaser- oder Koaxialkabel
Was versteht man unter Vollduplex?
Moderne, lokale Computernetze verwenden Twisted-Pair-Kabel, die getrennte Sende- und Empfangsleitungen aufweisen. Daher ist ein Vollduplex-Betrieb möglich!
Was sind die Voraussetzungen für Netzwerke?
- ) Computer muss über eine Möglichkeit zur Verbindung verfügen
- > Heute vielfältig ausgeprägt
- > Netzwerkkarte, UMTS/LTE-Modem, WLAN, … - ) Software muss Kommunikation unterstützen
- > Treiber für das Kommunikationsgerät
- > Netzwerk-Stack zur Kommunikation
- > Netzwerkfähige Programme
Worum geht es bei der Topologie?
- > Die unterschiedlichen Varianten, wie Computernetze aufgebaut sein können
- > Jede Variante hat Vor- und Nachteile
Was sind Gateways?
Spezialisierte Geräte die zwischen Netztypen vermitteln können
Was ist der Unterschied zwischen physischer und logischer Topologie?
- > Physische Topologie beschreibt Verkabelung
- > Logische Topologie beschreibt Datenfluss zwischen Geräten
Beschreiben Sie die Stern-Topologie
- > Zentraler Verteiler (Hub, Switch) ist mit allen Geräten verbunden
- > Keine Kollisionen möglich (Switch)
- > Gute Erweiterbarkeit, hohe Stabilität (Knotenausfall führt zu keinen Problemen)
- > Abhängigkeit von zentraler Komponente
- > Heute bei Ethernet eingesetzt
Beschreiben Sie die Baum-Topologie?
- > Im Prinzip eine Verbindung mehrerer Stern-Netze miteinander
- > Problem bei Ausfall der Wurzel oder von ganzen Bäumen
- > Beispiel: Mehrere Switches, die per Uplink verbunden sind
Wie ist das ISO/OSI Modell und wie ist es definiert?
- > Der Ablauf der Netzwerkkommunikation wird in einem Schichtmodell dargestellt
- > Die ISO (International Standardisation Organisation) hat das ISO/OSI Modell mit sieben Schichten standardisiert
- > Das Modell ist auf verschiedenste Arten von Netzen übertragbar
- > Obwohl das ISO/OSI Modell sieben Schichten definiert, haben sich in der Praxis nur fünf durchgesetzt!
Welche Netzwerkmodelle kennen Sie?
ISO/OSI Modell und TCP/IP Modell (weniger generisch als das ISO/OSI Modell)
Wie heißen die 7 Layer des ISO/OSI Modell und welche Art von Daten wird verarbeitet?
- Application (Data)
- Presentation (Data)
- Session (Data)
- Transport (Segments
- Network (Packets)
- Data Link (Frames)
- Physical (Bits)
Welche Layer des ISO/OSI Modell sind Host Layer? Welche Media Layer?
Host Layer (7. - 4.) Media Layer (3. - 1.)
Was wissen Sie über die Bitübertragungsschicht?
- > Unterste Schichte des ISO/OSI Modells (Physical Layer)
- > Definiert als Physical Layer wie die einzelnen Datenbits übertragen werden
- > Dazu gehören auch Kabel, Antennen, Repeater, …
Welche Übertragungsmedien der Bitübertragungsschicht gibt es?
z. B. Kabel, Drahtlos, Lichtleiter, …
Was wissen Sie über Ethernet?
- > Bitübertragungsschicht
- > Seit den 1970er-Jahren meistverwendetete LAN-Technik
- > Kann über unterschiedliche Medien laufen, wobei sich Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern durchgesetzt haben
- > Aktuell sind Übertragungsraten bis 10 Gbit/s über Kupferkabel möglich (10 GBASE-T)
- > Aufgrund des einfachen Übertragungsverfahrens (direkte Übertragung ohne Modulation) sind die Endgeräte sehr preiswert
Auf welcher Normenreihe basiert WLAN meist?
Normenreihe IEEE 802.11
Welche WLAN Modi unterscheidet man?
- > Infrastrukturmodus: Alle Geräte melden sich an einer Basisstation an, diese sendet ihren Namen (SSID)
- > Ad-Hoc-Modus: Geräte kommunizieren direkt miteinander
Was ist ein WLAN? Auf welchem Layer operiert es?
- Layer = Physical = Bitübertragungsschicht
Lokales Funknetz, das klassisches LAN drahtlos abbilden sollen
Was sind die Herausforderungen bei WLAN?
Abschattungen, schwankende Übertragungsraten oder Störungen durch andere Geräte
Welche 2 WLAN Frequenzen stehen zur Verfügung? Was ist der Unterschied?
-> WLAN steht auf zwei Frequenzen, 2.4 GHz und 5 GHz zur
Verfügung
-> 5 GHz ist weniger überlastet, allerdings ist die Reichweite geringer
Wie sind die WLAN Übertragungsraten?
Aktuell sind Übertragungsraten von über einem Gbit/s möglich
Welche Standards zur WLAN Verschlüsselung kennen Sie?
Aufgrund der relativ weiten Reichweite und der drahtlosen Übertragung ist es dringend empfehlenswert, die Kommunikation zu verschlüsseln! Ältere Standards wie WEP und WPA gelten als unsicher, daher sollte WPA2 eingesetzt werden.
Welche Schicht baut auf dem Physical Layer auf?
Data Link Layer (=Sicherungsschicht)
Was ist die Aufgabe der Sicherungsschicht?
- > Sorgt dafür, dass Zugriff auf das Übertragungsmedium zuverlässig funktioniert
- > Je nach Medium werden unterschiedliche Protokolle verwendet
Was ist der Unterschied zwischen Hub und Switch?
- > Hub leitet alle Pakete an alle Anschlüsse (=Ports) weiter (alte Methode)
- > Switch leitet Pakete intelligent an den jeweiligen Anschluss weiter (Rechner werden heute hauptsächlich via Switch verbunden)
Welches Ethernet Protokoll wird auf der Sicherungsschicht eingesetzt?
Protokoll CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access
with Collision Detection)
Wann treten Kollisionen in der Sicherungsschicht im Ethernet auf?
-> Senden zwei Stationen gleichzeitig ⇒ Kollision
-> Eingesetztes Protokoll CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access
with Collision Detection) erlaubt Erkennung von Kollisionen
-> Tritt eine Kollision auf, warten beide Stationen eine zufällige
Zeitspanne, bevor sie erneut senden ⇒ Zeitverzögerung
-> Beim Einsatz von Switches treten Kollisionen praktisch nicht mehr auf
Was ist eine MAC-Adresse und wie sind sie aufgebaut?
- > Geräte, die am Netzwerkverkehr teilnehmen, benötigen eine eindeutige Adresse
- > MAC-Adresse (Media Access Control) besteht aus 48 bit
- > Erste 24 Bits werden einem bestimmten Hersteller zugeordnet
Sind MAC-Adressen eindeutig?
Theoretisch sind MAC-Adressen weltweit eindeutig, praktisch können sie aber einfach geändert werden
Wie hängt das ISO/OSI-Modell und das TCP/IP-Protokoll zusammen?
- > Das ISO/OSI-Modell ist sehr generisch
- > Spezifiziert als Modell nur, wie Kommunikation aufgebaut sein könnte
- > Eine mögliche Implementierung ist TCP/IP (implementiert mehrere Schichten des ISO/OSI-Modells)
- > Eigentlich ein Protokollpaar
Wofür steht TCP/IP?
Transmission Control Protocol/Internet Protocol
Welche TCP/IP Layer können ISO/OSI Layer zugeordnet werden
TCP/IP Layer (ISO/OSI)
- Application (Layer 7. Application, 6. Presentation, 5. Session)
- Transport (4. Transport)
- Internet (3. Network)
- Link (2. Data Link und 1. Physical)
Wie läuft die Kommunikation auf Sender und Empfänger Seite im TCP/IP Modell ab?
- Der Sender durchläuft die Schichten des Modells von oben nach unten (Application -> Transport -> Internet -> Link)
- Der Empfänger durchläuft die Schichten des Modell von unten nach oben (Link -> Internet -> Transport -> Application)
- Verbunden sind beide über ein Kabel (bzw. anderes Medium)
Was passiert in den Schichten des TCP/IP Modells?
- > Jede Schicht fügt den Daten (von oben nach unten) spezifische Informationen hinzu
- > Beim Empfänger werden die Daten auf der jeweils gleichen Schicht ausgewertet
- > Notwendig, damit über Hardware-Adressen (MAC-Adressen) kommuniziert werden kann, ohne sie zu kennen
Ist der Kommunikation Ablauf im TCP/IP Modell ein- oder zweiseitig?
Der Prozess ist in der Praxis selbstverständlich bidirektional, also der Empfänger kann auch zum Sender werden und Daten zurückschicken. Dann durchläuft er das Modell wieder von oben nach unten.
Was ist TCP?
- > TCP arbeitet als Protokoll auf der Transportschicht
- > Stellt der Anwendungsschicht (=höhere Schicht) Verbindungen zur Verfügung
- > Garantiert die Datenübertragung
- –>Paketverlust (der Internetschicht)
- —>Falsche Reihenfolge der Pakete (der Internetschicht)
- > Unterstützt beliebig große Datenübertragungen
Wie funktioniert die Adressierung bei TCP?
- > Jede Anwendung nutzt eine Portnummer
- > Es gibt 65536 Ports (=16 bit)
- > Können an sich beliebig vergeben werden
- > Manche Ports sind „reserviert” (well-known ports), andere bestimmten Anwendungen vorbehalten (registered ports), andere frei verwendbar (private ports)
Welche TCP Port Bereiche gibt es?
- Bereich 0..1023 → well-known ports
- Bereich 1024..49151 → registered ports
- Bereich 49152..65535 → private ports
Warum bekommt jedes TCP Segment eine eigene Nummer?
- > Jedes Segment erhält eine eigene Nummer (Byteposition im Datenstrom, Sequenznummer)
- > Reihenfolge der Segmente ist damit definiert
- > Verloren gegangene Segmente können erneut angefordert werden (Retransmission)
Wie wird ein Datenstrom in TCP unterteilt? Wie groß sind die einzelnen Teile?
- > Datenstrom der Anwendung wird in Segmente fixer Maximalgröße unterteilt
- > Segmentgröße ergibt sich aus dem Rahmen der Sicherungsschicht (1500 B) abzüglich des Mehraufwandes (Overhaed) der Protokolle → 1460 B bei IPv4
Was passiert bei der TCP Verbindung?
- > Beim Verbindungsaufbau (3-Wege-Handshake) werden die Sequenznummern synchronisiert
- > Datenübertragung nach Initialisierung möglich
- > Jedes übertragene Segment muss bestätigt werden (anhand der ACK-Nummer)
- > Erfolgt innerhalb einer bestimmten Zeit keine Bestätigung → erneute Übertragung des Segmentes
- > Empfänger setzt Segmente anhand der Sequenznummer in richtiger Reihenfolge zusammen
Wie kann die Übertragungsgeschwindigkeit bei TCP angepasst werden?
Übertragungsgeschwindigkeit kann dynamisch durch Bestätigungen angepasst werden (Flusskontrolle)
Was ist UDP und wo wird es verwendet?
Ebenfalls ein Transportprotokoll (User Datagram Protocol), ähnlich TCP
Gut geeignet für Anwendungen, wo Geschwindigkeit wichtig ist
- > Telefonie
- > Videostreaming
Nennen Sie Unterschiede zwischen TCP und UDP
- > Übertragungen werden nicht bestätigt
- > Keine Sicherung der Datenübertragung
- > Nicht verbindungsorientiert
Wie groß ist der UDP Header?
Nur 8 B groß, da keine Sicherung der Übertragung stattfinden muss!
Was ist IP und wie arbeitet/funktioniert es?
- > Internet Protocol arbeitet auf der Vermittlungsschicht
- > Sorgt dafür, dass Daten vom Sender zum Empfänger kommen
- > Arbeitet mit Paketen
- > Daten der Transportschicht werden weiter verpackt bzw. entpackt → Header
- > Nutzt zur Kommunikation IP-Adressen
Welche 2 IP-Versionen existieren zur Zeit?
Derzeit existieren zwei Versionen von IP: IPv4 und IPv6. Wann sich IPv6 endgültig durchsetzen wird, ist derzeit noch nicht absehbar!
Was wissen Sie über IPv4?
- > Erstes Protokoll, das sich im Internet durchgesetzt hat
- > Nutzt 32 bit für eine IP-Adresse
- > Ein Netz ist damit auf 4 294 967 296 Adressen beschränkt (Internet: 3 707 764 736)
- > Schreibweise in 4 Dezimalblöcken (=8 bit), durch Punkt getrennt: 192.168.0.1
- > Besteht aus Netzanteil und Hostanteil
- > IPv4-Header ist 20 B groß
Was wissen Sie über IPv6?
-> Nachfolgeprotokoll zu IPv4 → IPv6
-> Bereits 1995 – 1998 entwickelt, aber immer noch nicht (!)
flächendeckend eingeführt
-> Gründe für die Notwendigkeit hauptsächlich Knappheit an IPv4 Adressen
-> Momentan eher Verschiebung des Problems durch den Einsatz von Routern mit NAT (Network Address Translation erlaubt das Teilen einer externen IPv4 Adresse mit vielen Clients)
Welche Vorteile hat IPv6 gegenüber IPv4?
- > Hauptvorteil: Mehr verfügbare Adressen. 2128 Adressen möglich (ca. 340 Sextillionen = 3.4 × 1038 Adressen gegenüber 4.3 Milliarden bei IPv4)
- > Vereinfachung und Verbesserung des Headers → weniger Rechenleistung bei Routern erforderlich
- > automatische Konfiguration der Adressen
- > Einbettung von IPSec als Verschlüsselung direkt ins Protokoll
Wie sind Adressen bei IPv6 aufgebaut?
- > IPv6 Adressen sind 128 bit lang, notiert als 8 Blöcke zu 16 bit in hexadezimaler Schreibweise (4 Stellen)
- > Blöcke werden durch Doppelpunkte getrennt
- > Erste 64 bit bilden Präfix → für jedes Netz spezifisch, ähnlich Netzanteil
- > Letzte 64 bit sind spezifisch für die Schnittstelle, werden entweder aus MAC-Adresse generiert oder zugewiesen, ähnlich Hostanteil
- > Maximal ein Block von „0000” kann weggelassen werden (durch „::” ersetzt)
Was sind Router?
Router sind Geräte, die IP-Pakete zwischen unterschiedlichen Netzen vermitteln
Auf welchem ISO/OSI Layer arbeiten Router?
Arbeiten auf Layer 3 des ISO/OSI-Modells (Internet-Schicht)
Wie arbeiten Router?
- > Router können zwischen unterschiedlichen Medien vermitteln, z. B. zwischen Ethernet und DSL.
- > Kenntnis der MAC-Adresse ist nur bei bestimmten Medien notwendig!
- > Vermittlung basiert auf Basis der IP-Adressen
- > Es kann notwendig sein, IP-Pakete aufzuteilen (Fragmentierung)
Welche Probleme können bei manueller IP-Adressierung auftauchen?
- > Adresskonflikte
- > Pflege der IP-Adressdatenbank
- > Konfiguration der Rechner
Wofür steht DHCP?
Dynamic Host Configuration Protocol
Wofür ist der DHCP-Server zuständig?
- > Alle Rechner im Netzwerk benötigen eindeutige IP-Adresse
- > Kann manuell konfiguriert werden (=statische IP-Adressen)
- > Manuelle Adressierung führt zu potentiellen Problemen
- > Dynamic Host Configuration Protocol erlaubt automatische Konfiguration
- > Zentraler Rechner (DHCP-Server) verwaltet die Adressen → Konfliktfreiheit
Welche Namen haben DHCP Pakete zum Beispiel?
DHCPDISCOVER, DHCPOFFER, DHCPREQUEST, …
Wie ist der Ablauf von DHCP?
Der Client benötigt eine IP-Adresse und sendet deshalb ein DHCPDISCOVER Paket auf der Suche nach einem DHCP Server aus. Der Server antwortet mit einem DHCPOFFER und bietet dem Client eine IP an. Der Client wertet alle Ergebnisse aus und antwortet mit dem DHCPREQUEST. Da der Client eine IP Adresse “leasen” möchte, schickt der DHCP Server nun die IP-Adresse (und alle weiteren wichtigen Informationen) als DHCPACK an den Client. Dieser hat nun eine IP Adresse erhalten und kann damit arbeiten. Jede IP Adresse wird allerdings nur für einen beschränkte Zeit vergeben. Erneuert der Client nach dieser Zeit seine Lease nicht mehr (weil er z.B. nicht mehr Teil des Netzwerks ist) wird ein DHCPRELEASE gesendet, dass die IP Adresse wieder freigibt.
Wie arbeitet DHCP?
- > DHCP arbeitet über UDP Pakete → keine Verbindung und keine Adresse notwendig
- > DHCP Paket wird an alle Rechner im Netzwerk geschickt (Broadcast, Absenderadresse = 0.0.0.0, Zieladresse = 255.255.255.255)
- > DHCP Server weist entsprechend seiner Konfiguration, basierend auf der MAC-Adresse des Clients, eine Adresse zu
Wofür steht DNS?
Domain Name System
Wofür braucht man ein DNS?
- > IP-Adressen, speziell IPv6 Adressen, sind schwer zu merken (quasi wie ein riesiges Telefonbuch im Internet dass die IP Adressen aller Seiten kennt)
- > Domain Name System kann Namen in IP-Adressen übersetzen
Wie sind Domain Names aufgebaut?
Aufbau ist baumförmig, ausgehend von der Top Level Domain (letzter Teil des Namens, z. B..at)
Einzelne Teile werden durch Punkt getrennt:
www.rnb-consulting.at
Wieviele Root DNS Server gibt es weltweit?
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Wie ist der Ablauf im DNS am Beispiel der Adresse www.rnb-consulting.at?
Die Namensauflösung beginnt mit einer Anfrage des Client beim Root Nameserver (Root DNS). Dieser weiß noch nicht sofort den Namen, kann aber auf den DNS Server verweisen (= dessen IP Adresse schicken) der zuständig ist für alle .at Domains. Der Client wird also weitergeschickt zum Top-Level-Domain Name Server (TLD DNS) und fragt als nächstes dort an. Auch dieser kennt noch nicht die richtige IP Adresse, allerdings verweist er auf den richtigen Server der die Anfrage beantworten kann. Wird nun dort (RnB DNS) angefragt, kommt die richtige IP als Antwort zurück.
Wofür steht ICMP und wofür ist es zuständig?
- > Internet Control Message Protocol für Austausch von Informations- und Fehlermeldungen
- > nicht für das Transportieren von Daten
- > Die verschiedenen Varianten von ICMP sind unverzichtbare Diagnosetools bei Netzwerkproblemen!
Wie heißt ein bekannter Vertreter von ICMP und wofür ist er Zuständig?
- > Bekanntester Vertreter: ping
- > Dienst zur Diagnose des Netzwerkes
- > Ist Bestandteil von IPv4, wird aber wie ein eigenes Protokoll behandelt → arbeitet auf der Internetschicht des TCP/IP Modells
- > Kommandozeilen-Befehl: ping
- >
Wie funktioniert Ping?
- > ICMP-Header hat eine 8-Bit Zahl am Anfang, die den Typ des Pakets angibt
- > Je nach Paket reagieren die Geräte / das Betriebssystem unterschiedlich
- > Typ 8 ist Echo-Request
- > Zielrechner antwortet üblicherweise mit Typ 0 = Echo-Reply
- > Häufig blockieren Firewalls „ping-Anfragen”. In diesem Fall kommt kein Echo-Reply, obwohl der entsprechende Rechner online ist!
