V01 - Wide Area Networks (WANs) Flashcards
Was sind Probleme bei seriellen Leitungen?
- Bandbreite der Leitungen sind begrenzt: höhere Frequenzen werden stark gedämpft, höchste nutzbare Frequenz abhängig von Leitungsart und -länge
- Bei analogen Telefonleitungen wird die Grenzfrequenz durch Filter künstlich auf 4 kHz reduziert
Was kann verwendet werden, um die Übertragungsrate auf einer Leitung mit gegebener Grenzfrequenz (Bandbreite) zu berechnen? (3)
- Fourier-Analyse
- Nyquist-Theorem
- Shannon’sches Theorem
Wozu wird die Fourier Analyse verwendet, was sagt sie aus?
- Jedes (periodische) Signal lässt sich als Summe von Sinusschwingungen darstellen
- Damit lassen sich u. a. Auswirkungen begrenzter Bandbreite einfach ermitteln
Was besagt das Nyquist-Theorem (Abtasttheorem)? (5)
- Ein Signal mit Bandbreite H [Hz] kann mit 2*H Abtastwerten pro Sekunde vollständig rekonstruiert werden
- Damit max. sinnvolle Abtastrate ist 2*H [1/s]
- Also Übertragung mit 1 Bit pro Abtastung: max. Datenübertragungsrate = 2*H [bit/s]
- Bsp. 2400 bit/s erfordern 1200 Hz Bandbreite
- Höhere Übertragungsraten sind möglich, wenn pro Abtastung mehr als 1 Bit gewonnen wird. Übertragungsrate ist dann begrenzt durch das Rauschen der Leitung
Was besagt das Shannon’sche Theorem?
- Max. Übertragungsrate = H * log2( 1 + S/N)
- S/N = Rauschabstand (Signal/Rauschverhältnis): definiert maximale Genauigkeit der Abtastung
Welche Einheiten werden für Übertragungsrate und Abtastrate verwendet?
- Übertragungsrate: bit/s
- Abtastrate: Baud (Zeichen/s)
Wie wird die digitale Übertragung in Telefonnetzen (und Modems) realisiert?
- Pulse Code Modulation (PCM): Sprachsignale werden im Codec digitalisiert: 8000 Abtastungen/s (alle 125µs), 7 oder 8 Bit pro Abtastung
- Zusätzlich Übertragung von Steuerinformation (Signalisierung)
Wie wird das Multiplexing mehrerer Gespräche auf einer Leitung realisiert?
- Zeitmultiplexing wird verwendet, entweder byte- oder bitweise
- Dabei bleiben Zeitabstände unverändert, es handelt sich damit um synchrone Netze
Welche Modulationsverfahren gibt es (mit mehreren Bits pro Baud)? (2)
- QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)
- QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
Was ist das Funktionsprinzip von QPSK und QAM?
- Jeweils n Bits bestimmen Amplitude und Phase des Signals
Abbildung in Unterlagen
Was sind Eigenschaften von Synchronous Optical Network (SONET)? (5)
- Vorherrschender Standard für Fernübertragung auf Glasfaser
- Synchrones Netzwerk
- Takte aller Teilnehmer sind genau synchronisiert
- Daten kommen beim Empfänger in dem Zeitabstand an, in dem Sender sie geschickt hat
- Leitungsvermittelt
Was ist das Punkt-zu-Punkt Protokoll (PPP)? (3)
- Protokoll der Sicherungsschicht im Internet
- Für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Modemverbindung, Standleitung)
- Oft auch PPP über Ethernet (PPPoE)
Was sind Anforderungen/Aufgaben von PPP? (5)
- Unterstützung verschiedener Leitungsarten (seriell, parallel, synchron, asynchron,…)
- Framing und Fehlererkennung
- Unterstützung verschiedener Vermittlungsschicht-Protokolle
- Aushandeln von Adressen der Vermittlungsschicht
- Authentifizierung
Was kann PPP nicht? (3)
- Fehlerbehandlung
- Reihenfolgeerhaltung
- Flusskontrolle
(PPP) Wozu dient das Link Control Protocol (LCP)?
Für Initialisierung, “Wartung” und Abschalten der Leitung.
(PPP) Wie läuft der Verbindungsaufbau beim LCP ab? (3)
- Aushandeln der Leitungsoptionen
- Ggf. Authentifizierung
- Konfiguration der Vermittlungsschicht durch NCP (Networkt Control Protocol)
(PPP) Was sind Eigenschaften des Network Control Protocol (NCP)? (4)
- Familie von Protokollen: spezifisch für jeweiliges Vermittlungsschicht-Protokoll
- NCP erst nach Verbindungsaufbau mit LCP verwendbar
- Spezielles NCP für IP: IPCP (IP Control Protocol)
- Nach Konfiguration mit NCP: PPP durch Vermittlungsschicht-Protokoll nutzbar
Was sind Protokolle für paketvermittelte WANs? (2)
- Frame Relay
- ATM, Asynchronous Transfer Mode
Was ist Frame Relay? (3)
- Eine paketvermittelte Übertragungstechnik für virtuelle Verbindungen
- Angeboten als Alternative zu Standleitungen
- Basiert auf dem älteren X.25-Protokoll, ursprünglich für ISDN entwickelt
Was sind Eigenschaften von Frame Relay? (5)
- Unzuverlässig
- Keine Flusskontrolle
- Einfache Überlastkontrolle
- Switched und Permanent Virtual Circuits (SVC, PVC)
- Nur lokal gültige Verbindungs-Identifikatoren
Was ist das Ziel von ATM (Asynchronous Transfer Mode)?
Die Eignung für alle Arten digitaler Kommunikation.
Was sind Eigenschaften von ATM (Asynchronous Transfer Mode)? (2)
- Verbindungsorientiert und paketvermittelt: Aufbau virtueller Verbindungen
- Zellen (entsprechen Frames) haben eine feste Länge (eine sehr kurze Länge)
(ATM) Wie funktionieren VPI (Virtual Path Identifier) und VCI (Virtual Circuit Identifier)? (4)
- Sind hierarchische Bezeichner für virtuelle Verbindung
- VPI dient zum Aufbau einer “Leitung” durch das öffentliche Netz
- Innerhalb dieser Leitung werden durch VCI mehrere Verbindungen gemultiplext
- VCI dient zur Identifikation innerhalb der lokalen Netze
Was ist AAL bei ATM (Asynchronous Transfer Mode)? (3)
- AAL = ATM Adaptions-Layer
- Schicht zur Anpassung von ATM an andere Dienste
- Gibt mehrere Typen, je nach Anforderungen
Was ist das Ziel von ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, Asymmetrischer Digitaler Teilnehmeranschluss)?
Internet-Zugang über Telefon-Teilnehmeranschlussleitung.
Wovon ist die maximale Übertragungsrate abhängig bei ADSL?
Von der Entfernung zur Teilnehmervermittlung.
Welche Übertragungstechnik wird bei ADSL verwendet?
Discrete MultiTone (DMT)
(ADSL) Welche Eigenschaften hat Discrete MultiTone (DMT)? (3)
- Einteilung in 256 Frequenzkanäle, je 4 kHz breit
- Aufteilung in Up- und Downstream felxibel (meist 80-90% für Empfangskanal)
- Auf jedem Kanal: QAM (4000 Baud, max. 15 Bit pro Zeichen)
Welche Authentifizierungsmöglichkeiten gibt es beim Punkt-zu-Punkt Protokoll (PPP)? (3)
(- Authentifizierung ist optional und wird bei Verbindungsaufbau ausgehandelt. Es ist einseitige und wechselseitige Authentifizierung möglich.)
- Password Authentication Protocol (PAP): einmalige Übertragung von Nutzername und Passwort im Klartext
- Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP): 3-Wege Handshake (Challenge, Response, [N]ACK), Authentifizierung kann jederzeit wiederholt werden, Passwort wird nie übertragen
- wichtig: keine Authentifizierung bzw. Verschlüsselung der Daten
