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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort Kurze Informationen über die Autoren V IX 1 Einführung Lebenszyklus von Rechnernetzen Grobplanung Beispiele Projekttyp I - Reparatur/Modernisierung von Netzwerken Projekttyp II - Ergänzung von Netzwerken Projekttyp III - Erneuerung von Netzwerken Projekttyp TV - Entwurf neuer Netzwerke Feinplanung Workflow bei einer qualifizierten Rechnernetzplanung Kostenplanung und Optimierung Kostenmodellierung kombinierter drahtgebundener und drahtloser LANs Optimierung der Gesamtkosten eines Netzwerkes Allgemeiner Netzwerkertrag und Optimierung der Erweiterungskosten eines Netzwerkes Kostenmodelle und Ermittlung der Gesamtkosten Bestimmung der Amortisierungskoeffizienten Optimierung der Erweiterungskosten 19 2 Grundlagen Optik - Historie Elektrodynamik - Historie Frühe Entdeckungen Elektrische und magnetische Felder Statische Felder Zeitveränderliche Felder Elektromagnetische Wellen Funktechnik Ursprung Antennentechnik 38 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 XII Inhaltsverzeichnis 2.5 Angewandte Probleme der Elektrodynamik Klassifikation von elektromagnetischen Wellen Funksignalausbreitungsaspekte Dämpfung Reflexion Diffraktion (Beugung) Einfluss elektrischer Parameter der Erdatmosphäre auf die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Kurzfassung der Geschichte der Entwicklung von Kommunikationssystemen und der Informationstheorie im XIX. und XX. Jahrhundert 69 3 Infrastrukturplanung kabelgebundener Netze. Strukturierte Verkabelung Praktische relevante Übertragungsmedien Verkabelungstopologien Bedarfsverkabelung Strukturierte Verkabelung Aktuelle Netzwerkklassen bzw. -kategorien Methodik der Qualitätsmessung und Zertifizierung, Fehlerdiagnostik 94 4 Infrastrukturplanung drahtloser Netze. Ausleuchtungsmodelle Empirische Ausleuchtungsmodelle Freiraumdämpfungsmodelle (Free Space Loss/ One Slope/Linear Attenuation) Okumura-Modell Okumura-Hata-Modell COST 231 Hata-Modell Freiraumdämpfung im Link-Budget-Modell Clearance-Modell Semi-empirische Ausleuchtungsmodelle Multi-Wall-Modell COST 231 Walfisch-Ikegami-Modell Shadowing-Modell Strahlenoptische Ausleuchtungsmodelle Motley-Keenan-Modell Ray-Tracing-Modell Ray-Launching-Modell Dominant-Path-Prediction-Modell 123

3 Inhaltsverzeichnis XIII 4.4 Feldtheoretische Ausleuchtungsmodelle Algorithmen zur Standortermittlung Site-Finder-Algorithmus Erweiterter Site-Finder-Algorithmus Line of Sight (LOS) Site Finder Multifarben-Tintenfleck-Modell und -Algorithmus Planungsrelevante Eigenschaften konkreter Netzwerktechnologien Kerntechnologien - Übersicht, Integration und Interoperabilität Ethernet-Familie (IEEE 802.3) Basistechnologien (IEEE 802.3) logigabit-ethernet (IEEE 802.3ae/an) Drahtlose lokale Netze IEEE802.il (WLAN) Normenübersicht IEEE b, g, a Standard IEEE n Projektierung und Optimierung von WLAN Drahtlose städtische Netze IEEE (WiMAX) Referenzarchitektur, Einsatzgebiete und Konfigurationen von WiMAX-Netzen (IEEE a/d/e/m) Projektierung und Optimierung von WiMAX-Netzen Mobilfunknetze neuester Generation: LTE und MBWA Automatisierungsnetze. Feldbusse Sensorpikonetze (WSN) Überblick drahtloser Sensor-Netzwerke Entwurf energieeffizienter drahtloser Sensornetze: Anforderungen und Methoden Schichtenübergreifender Entwurf energieeffizienter WSN Optimierung der Topologie Anwendungsfälle bei WSN-Entwurf. ZigBee. EnOcean Erforderliche Toolfunktionalität bei Projektierung drahtloser Netze Logische Strukturierung komplexer Netze Adressplanung, Subnetze, Intranet, Migrationsaspekte IPv4/IPv IPv4-Adressierung Subnetzbildung (Subnetting) Fortgeschrittene Strukturierung: Intranet, NAT, Mobile IP, DHCP 217

4 XIV Inhaltsverzeichnis IPv6 und Migrationsaspekte von IPv4 zu IPv Dual-Stack-Architektur Protokollumsetzung in Schicht Weitere Ansätze NAT - Protocol Translation Tunneling als Methode zur Migration Virtualisierung in Rechnernetzen (VPN, SAN/NAS, MPLS, Clouds) Heterogene virtuelle Betriebssysteme Servervirtualisierung Dienste und dedizierte Server Fortgeschrittene Virtualisierungskonzepte Beispiel einer Servervirtualisierung MPLS: Multiprotocol Label Switching Cloud Computing Datensicherheit: Anwendungen, Recht und Technik Technische Aspekte von Datensicherheit gewährleistenden Anwendungen und Web-Systemen Rechtliche Aspekte von Datensicherheit gewährleistenden Anwendungen und Web-Systemen Fallstudien: Lösungen für Gateways und Portale Netzwerkqualität und Netzwerkanalyse. Tools zur Netzplanung Last- und Protokollsimulationstools OPNET, COMNET-III undomnet Netzwerksimulator NS Tool Command Language (Tel) Installation des Systems Grundkonzept von NS Komponenten des NS Transportagenten Applikationen Warteschlangen und Routing Ein Simulationsbeispiel Auswertung und Analyse Trace-File NAM: Network Animator Simulationen starten Nützliches Codebeispiel zum Erstellen von Topologie NS-2 im Überblick. Ausführung parallelisierter Simulation 294

5 Inhaltsverzeichnis XV 7.3 Netzwerkverifikations- und -managementtools Netzwerkverifikationstools Netzwerkmanagementtools Architektur und Funktionalität Systembeispiele Tools zur Darstellung von Gebäudeformaten (IFC/IFCXML) Tools zur physikalischen Planung drahtloser Netze Planung drahtloser Netze unter Nutzung von NetStumbler Monitoring und Planung drahtloser Netze durch Ekahau Site Survey Planung drahtloser Netze durch AWE Communications WinProp WLAN-Planung durch RF3D WiFi-Planner Übersicht zu führenden Rechnernetzplanungstools Weitere Systeme und Methoden zur Planung drahtloser Netze WLAN-Planung durch CANDY Site Finder Beschreibungssprachen zur Netzwerkplanung Anforderungen an integrierte CAD-Systeme CANDY - Computer Aided Network Design Utility NDML (Network Design Markup Language) CANDY Framework Systemarchitektur des CANDY Framework Darstellung einzelner Entwurfsroutinen und -tools CANDY Site Finder (CSF) CANDY Trace Router (CTR) CANDY Bill Reporter (CBR) CANDY Online Platform Öffentlicher Bereich der CANDY Online-Plattform Privater Bereich der CANDY Online-Plattform Planungsvalidierung über die CANDY Online-Plattform CANDY - vertiefende Detailbetrachtungen Workflow Management System Projektmanagementsysteme Konzept des CANDY Projekt Management Systems (CPMS) Formalisierung des CPMS Workflow-Modells Erstellung von Taskdefinitionen 375

6 XVI Inhaltsverzeichnis Nutzung von Web Services Grundlegende Web-Service-Technologien Nutzung von Hochleistungsrechnern mittels CANDY Web Services CANDY-Ausblick Erweiterung des Gesamtworkflows um Netzwerkmanagement Web-basiertes Netzwerkmanagement Ein REST-basiertes SNMP-Gateway REST-basierte Design/Management-Lösung für CANDY Framework Anhang Mathematik Maßeinheiten MatLab-Skripte für Rechnernetzplanung 396 Literaturverzeichnis 411 Sachwortverzeichnis 417

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