Rüdiger Schreiner. Computernetzwerke. Von den Grundlagen zur. Funktion und Anwendung. 5., erweiterte Auflage HANSER

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1 Rüdiger Schreiner Computernetzwerke Von den Grundlagen zur Funktion und Anwendung 5., erweiterte Auflage HANSER

2 Inhalt Vorwort Vorwort zur fünften Auflage XIII XVI 1 Zur Geschichte der Netzwerke 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 Koaxial Verkabelung Exkurs in die Physik - Bussysteme Vor-und Nachteile der Koaxialverkabelung Die universelle Gebäudeverkabelung (UGV) Kabeltypen Twisted Pair Verlegung der universellen Gebäudeverkabelung Geräteverbindungen Glasfaser Exkurs in die Physik - Glasfasertypen, Lichtwellenleiter, Effekte... 19

3 2.4.2 Lichtleitung in der Faser Die Stufenindexfaser Längenbeschränkung und Grenzen/Dispersion Die Gradientenindexfaser Qualitäten und Längenbeschränkung Die Mono- oder Singlemode-Faser Dispersion allgemein Verlegung und Handhabung Laser sind gefährlich High-Speed-Verfahren Die Gesamtverkabelung Gebäude/Büro Geschwindigkeit Miniswitches Fiber-to-the-Desk Kabeltypen/Dateneinspeisung/Entnahme Kabeltypen Kabelkategorien Transceiver Zugriffsverfahren CSMA/CD Defekte Collision Detection/Carrier Sensing Andere Verfahren - kollisionsfreie Verfahren CSMA/CA Token Ring Token Bus 42 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 60

4 3.9 Layer Ii-Pakete Anmerkungen zu den Geräten 62 4 Layer III - die Vermittlungsschicht Neue Adressen Adressklassen Subnetze Besondere Adressen Segmentierung der Netze Wer gehört zu welchem (Sub-)Netz? Kommunikation in und zwischen LANs Die Subnetzmaske Asymmetrische Segmentierung Ermittlung des Netzes/Subnetzes Der Router, Weiterleitung auf Layer III Das Spiel mit den Layer Ii-Adressen Router-Loopback-Adressen Reservierte und spezielle Adressen Multicast-Adressen/Testadressen Private Adressen APIPA - Automatic Private IP Addressing Superprivate Adressen Das IP-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 QoS - Quality of Service Das Domain Name System (DNS) Zuordnung von Namen zu Adressen Auflösung der Adressen, Forward Lookup Auflösung der Namen, Reverse Lookup Namen auflösen, nslookup Automatische Vergabe von Adressen, DHCP DHCP-Relay Windows-Namen Single-, Broad- und Multicast Broad- und Multicast auf Layer II und III PING und TRACEROUTE - die kleinen Helfer 105

5 5 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, Trunk zum Router 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/Native VLAN Fazit 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 146

6 8 Wireless LAN, Funknetze, Voice Access-Points und Antennen, Anschlüsse Störungen Interferenzen, Multipath-Effekt Hidden-Node-Problem Generelles Die Funkzelle und die Kanäle Betriebsmodi Namen, das Beacon Verschlüsselung Aufbau eines Infrastruktur-WLAN Stromversorgung der Sender Mesh Wi-Fi und Proprietäres Voice over IP VoIP im Privatbereich VoIP im Firmenbereich Powerline - eine Alternative Zukunft Standards und Parameter Bandspreizung b a h g lln Kompatibilität und Effizienz Super-High-Speed, die Zukunft lac ad Netzzugang, Szenarien ISDN/Telefon Wartungsverbindungen DSL/ADSL Breitbandkabel Stand-oder Mietleitungen Fiber to the Home Satellit Anyconnect - das Handy-/Funkdatennetz WiMAX 180

7 9.8 LTE Gebäudeverbindungen Richtfunkverbindungen Richtlaser Hardware Kombi-Geräte Serverhosting Router und Firewalls - Empfehlungen IP Version Die IP V6-Adresse Adressierung Unicast-Adressen Multicast-Adressen Anycast-Adressen Adress-Zoo - welche sind notwendig? Interface-ID Privacy-Extension ICMPV Nachbarermittlung, NDP Adress-Caches Zusammenfassung der IP V6-Adressen Adressvergabe Feste Konfiguration DHCPV6, Stateful Autoconfiguration Autokonfiguration, Stateless Autoconfiguration Adresszustand Umnummerierung eines Netzes MTU Router-Redirection Das IPV6-Paket VPN in IPV Quality of Service Kommunikation beider Welten Encapsulierung Fixe und dynamische Tunnel Fix, Gateway-to-Gateway-Tunneling Automatische Tunnel DNS in IPV DHCPV Zusammenfassung 206

8 11 Repetitorium und Verständnisfragen Einführung Layerl Layer II Layer III Layer IV Allgemeines IP Version Steckertypen Thin-Wire UGV Glasfaser ST-Stecker (Straight Tip) SC-Stecker MT-RI-Stecker LC-Stecker E2000-Stecker Bemerkungen zu Steckertypen Schutz der Patchkabel und Dosen Exkurse Exkurs in die 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 Prüfen der Verbindungen auf Layer IV APIPA-Adressierung 262

9 14.10 Das Kernel-Routing Die Routing-Tabelle Beeinflussen des Routings Mehrere Netzwerkadapter Genau hineingesehen - der Network Analyzer ARP-Request Telnet-Session IPv Szenarien, Planung, Beispiele Netzwerke im privaten Bereich Internet-Connection-Sharing 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 ist langsam 305 Abkürzungsverzeichnis 307 Index 311