Computernetzwerke HANSER. Rüdiger Schreiner. Von den Grundlagen zur Funktion und Anwendung. 2., überarbeitete Auflage

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1 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Rüdiger Schreiner Computernetzwerke Von den Grundlagen zur Funktion und Anwendung 2., überarbeitete Auflage HANSER

2 1 Netzwerke zur Geschichte Netzwerke, der Beginn Definition eines Netzwerkes Das OSI-Modell Übersicht über das OSI-Modell Layer I, die physikalische Schicht (Physical) Layer II, die Sicherungsschicht (Data Link) Layer III, die Vermittlungsschicht (Network) Layer IV, die Transportschicht (Transport Layer) Layer V, die Kommunikations-/ Sitzungsschicht (Session) Layer VI, die Darstellungsschicht (Presentation) Layer VII, die Anwendungsschicht (Application) Übertragungswege im OSI-Modell Allgemeine Bemerkungen 9 2 Layer I des OSl-Modells Die Medien Die Thin-Wire-Verkabelung (Koaxialkabel) Die Restriktionen der Koaxialverkabelung Verlegung der Koaxialverkabelung Kleiner Exkurs in die Physik - Bussysteme Vor- und Nachteile der Koaxialverkabelung Die universelle Gebäudeverkabelung (UGV) Kabeltypen Twisted Pair Verlegung der universellen Gebäudeverkabelung Geräteverbindungen Glaslaser Exkurs Physik - Glasfasertypen, Lichtwellenleiter, Effekte Lichtleitung in der Faser Die Stufenindexfaser Längenbeschränkung und Grenzen/Dispersion 23

3 2.4.5 Die Gradientenindexfaser Die Mono- oder Singlemode-Faser Dispersion allgemein Verlegung und Handhabung Laser sind gefährlich High-Speed-Verfahren Die Gesamtverkabelung Kabeltypen/Dateneinspeisung/Entnahme Kabeltypen Kabelkategorien Transceiver Zugriffsverfahren CSMA/CD Defekte Collision Detection/Carrier Sensing Andere Verfahren - kollisionsfreie Verfahren CSMA/CA TokenRing TokenBus 43 3 Layer II, die Sicherungsschicht Adressen Adressermittlung/ARP Trennung der Kollisionsbereiche/Bridges Bridges, die Vermittler im Netz Versteckte Bridges, Layer II im Hub? Für Interessierte: High-Speed-Bridging Der Meister der Brücken, der Switch Geswitchte Topologien Verminderung der Kollisionen Switches erhöhen die Security Keine Kollisionen - keine Detection, Duplex Loops - das Netzwerk bricht zusammen Loops - verwirrte Bridges Spanning Tree, Loops werden abgefangen Probleme mit dem Spanning Tree Layer II-Pakete Anmerkungen zu den Geräten 66 4 Layer III, die Vermittlungsschicht Neue Adressen Adressklassen Subnetze IV. 4. Besondere Adressen Segmentierung der Netze Wer gehört zu welchem (Sub-)Netz? 74 VI

4 4.2.2 Kommunikation in und zwischen LANs Die Subnetzmaske Der Router, Weiterleitung auf Layer III Das Spiel mit den Layer II-Adressen Reservierte und spezielle Adressen Multicast-Adressen/Testadressen Private Adressen APIPA, Automatic Private IP Addressing Superprivate Adressen DasIP-Paket Das Verfallsdatum TTL Fragmentierung von IP-Paketen, MTU Routing, die weltweite Wegfindung Distance Vector und Link State Statisches und dynamisches Routing, nah und fern Beeinflussung der Routen, Failover Das Domain Name System-DNS Zuordnung Namen zu Adressen Auflösung der Adressen, Forward Lookup Auflösung der Namen, Reverse Lookup Namen auflösen, nslookup Automatische Vergabe von Adressen, DHCP Windows-Namen Single-, Broad- und Multicast Broad- und Multicast auf Layer II und III PING und TRACEROUTE, kleine Helfer Layer IV, die Transportschicht Ports und Sockets Das Transmission Control Protocol Das TCP-Datagram TCP-Verbindungen Das User Datagram Protocol Das UDP-Datagram Security auf Layer III und IV, Router und Firewall Unterschiede zwischen Router und Firewall Zonen einer Firewall Mehr Intelligenz bei der Weiterleitung/DMZ Firewall-Philosophien NAT, PAT und Masquerading VLANs, virtuelle Netze VLAN-Kennung, Tags Trunks Verkehr zwischen VLANs VLAN-Transport, Trank zum Router 136 VII

5 6.5 Vorteile der VLANs Grenzen der VLANs Bemerkungen zu VLANs Erweiterungen der VLAN-Umgebungen Spanning-Tree Pruning Eigene IP-Adresse für Switches Lernfähige Umgebungen Delegation der VLAN-Verwaltung Default VLAN Bemerkung VPN -virtuelle private Netzwerke Tunnel Security Mechanismus Split oder Closed Tunnel Modi der Datenverschlüsselung VPN durch Firewalls Andere Tunneltechniken Verschlüsselung Symmetrische Verschlüsselung Asymmetrische Verschlüsselung Hybrid-Verschlüsselung Wireless LAN, Funknetze Access-Points und Antennen, Anschlüsse Störungen Andere Funknetze Signaldämpfung Interferenzen Signal-Vervielfachung Hidden-Node-Problem Generelles Die Funkzelle und die Kanäle Standards und Parameter Betriebsmodi Namen Verschlüsselung Aufbau eines Infrastruktur-WLAN Stromversorgung Wi-Fi und Proprietäres IX. Powerline, eine Alternative Netzzugang, Szenarien ISDN/Telefon 168 VÜI

6 9.2 DSL/ADSL Breitbandkabel Kombi-Geräte Stand- oder Mietleitungen Serverhosting Router und Firewalls, Empfehlungen Repetitorium/Verständnisfragen Einführung Layer Layer II Layer III Layer IV Allgemeines Steckertypen Thin-Wire UGV Glasfaser ST-Stecker (Straight Tip) SC-Stecker MT-RJ-Stecker LC-Stecker E2000-Stecker Bemerkungen zu Steckertypen Schutz der Patchkabel und Dosen Exkurse Exkurs Zahlensysteme, Bit, Byte, binär Binär ist nicht digital Bit und Byte Zahlensysteme in der Computerwelt Das Dezimalsystem Das Binärsystem Das Hexadezimalsystem Umrechnung der Systeme Exkurs: Beispiel eines Routing-Vorganges Praxis/Übungen Arp-Requests Kommunikation auf Layer III Layer II-Loop-Probleme Die Subnetzmaske Das Default Gateway Nameserver Routen prüfen 229 IX

7 13.8 Prüfender Verbindungen auf Layer IV APIPA-Adressierung Szenarien/Planung/Beispiele Netzwerke im privaten Bereich Der Anschluss, ein Router, WAN-Setup Der Anschluss, LAN-Setup Der Anschluss, Diverses Büros und Kleinfirmen Mittlere und größere Firmen Planung eines Netzwerkes Verkabelung Der Strom Klima Impressionen Fehleranalyse Ein Rechner oder mehrere sind nicht am Netz Alle Rechner sind nicht am Netz Router prüfen Einige Rechner ohne Internet Netzwerk langsam Verzeichnis der Abkürzungen Abkürzungen 267 Register 271