Inhaltsverzeichnis VII

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Prolog Computernetze und das Internet eine historische Perspektive ARPANET Internet World Wide Web Web 2.0 und das Semantic Web Wegweiser durch die Welt des Internets Internet Architecture Board IAB Internet Society ISOC IANA und ICANN World Wide Web Consortium Offene Standards im Internet geregelte Anarchie Deutsche Akteure und Provider Glossar Die Grundlage des Internets: TCP/IP-Referenzmodell Kommunikationsprotokolle und Schichtenmodell Protokollfamilien Schichtenmodell Exkurs 1: ISO/OSI-Referenzmodell Die physikalische Schicht als Basis der Rechnerkommunikation Physikalische Übertragungsmedien Charakterische Eigenschaften physikalischer Übertragungsmedien Das TCP/IP-Referenzmodell Historisches und Abgrenzung zum ISO/OSI- Referenzmodell Netzzugangsschicht Internetschicht Transportschicht Anwendungsschicht Glossar VII

2 VIII Inhaltsverzeichnis 3 Physikalische Schicht Theoretische Grundlagen Elektromagnetisches Spektrum und Signalübertragung Bandbreitenbeschränkte Signale Kodierung digitaler Signale Leitungskodierung Analoge Modulationsverfahren Digitale Modulationsverfahren Multiplexverfahren mit konstanter Bandbreite Bandspreizverfahren Kabelgebundene Übertragungsmedien Koaxialkabel Twisted Pair Kabel Glasfaserkabel Kabelungebundene Übertragungsmedien Funkübertragung via Kurzwelle und Ultrakurzwelle Funkübertragung via Mikrowellen Infrarot, Millimeterwellen und Lichtwellenübertragung Satellitenkommunikation Glossar Netzzugangsschicht (1): Kabelgebundene LAN-Technologien Netzzugangsschicht Elementare Aufgaben und Protokolle Medium Access Control Layer Logical Link Control LANs Local Area Networks Nutzung gemeinsamer Kommunikationskanäle Bedeutung von LANs IEEE 802 Local Area Networks Lokale Adressverwaltung Lokale Datenverwaltung Spezielle Netzwerkhardware Wichtige Beispiele der LAN-Technologien LAN-Topologien Ethernet IEEE Exkurs 2: Ethernet Timing und Kollisionsbehandlung Exkurs 3: Ethernet Effizienz-Betrachtung Token Ring IEEE Fiber Distributed Data Interface FDDI Asynchronous Transfer Mode ATM Exkurs 4: ATM Zellvermittlung (Switching) LAN-Erweiterung Grenzen der LAN-Technologie Repeater

3 Inhaltsverzeichnis IX Hubs Bridges Switches Virtuelle LANs Glossar Netzzugangsschicht (2): Kabellose mobile LAN-Technologien Grundlagen kabelloser und mobiler Netzwerktechnologien Wireless LAN (WLAN) IEEE IEEE Physikalische Schicht IEEE MAC Subschicht IEEE Datenformat WLAN Sicherheit Exkurs 5: Kritik am WEP Verfahren Bluetooth IEEE Bluetooth Technologie Bluetooth Protokollstapel Bluetooth Security Bluetooth Profile ZigBee IEEE ZigBee Technologie ZigBee Protokolle und Adressierung ZigBee Security Weitere funkbasierte Netzwerktechnologien Glossar Netzzugangsschicht (3): WAN-Technologien Einleitung Paketvermittlung im WAN Grundprinzipien Aufbau eines WANs Speichervermittlung Adressierung im WAN Routing Das Netzwerk als Graph Berechnung der Routingtabellen im WAN Isolierte Routing-Algorithmen Exkurs 6: Dijkstra-Algorithmus Distanzvektor Routing Link-State Routing Exkurs 7: Spezielle Routingverfahren Exkurs 8: Routingverfahren für Netzwerke mit mobilen Komponenten Wichtige Beispiele der WAN-Technologie ARPANET

4 X Inhaltsverzeichnis X ISDN Exkurs 9: ISDN Datenformate Frame Relay Broadband ISDN und ATM Distributed Queue Dual Bus DQDB Cyclic Reservation Multiple Access CRMA Plesiochronous Digital Hierarchy PDH Synchronous Digital Hierarchy SDH, SONET Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) IEEE Zugang zum WAN Zugang über das Telefonnetz Modems Zugang über ISDN Zugang über Digital Subscriber Line DSL Kabellose Zugänge zum WAN GSM, UMTS und LTE Alternative Zugangsverfahren Glossar Internetschicht Virtuelle Netze Internetworking Verbindungsorientiertes Internetworking Verbindungsloses Internetworking Tunneling Fragmentierung Überlaststeuerung Dienstgüte Quality of Service Internetwork Routing Internet Protokoll IP IP-Adressierung Bindung von Protokolladressen IP-Datagramme Exkurs 10: IP-Kapselung und IP-Fragmentierung Internet Protokoll Version 6 IPv Eigenschaften und Merkmale von IPv Das IPv6 Datagramm IPv6 Fragmentierung, Jumbogramme und IPv6 Routing IPv6 Adressierung IPv6 Autokonfiguration Koexistenz und Migration von IPv4 nach IPv IPsec sichere Kommunikation in der Internetschicht IPsec Sicherheitsarchitektur IPsec Authentication Header (AH) IPsec Encapsulating Security Payload (ESP)

5 Inhaltsverzeichnis XI IPsec Support Komponenten Exkurs 11: IPsec Schlüsselmanagement Internet Control Message Protokoll ICMP Aufgaben von ICMP ICMP-Nachrichtenformat ICMP-Fehlermeldungen ICMP-Anfragen und informelle Nachrichten ICMPv Neighbor Discovery Protocol NDP Mobile IP Grundproblematik und Anforderungen Prinzipieller Ablauf Mobile IP Nachrichtenformate Mobile IP und Routingeffizienz Mobile IP Version 6 MIPv Glossar Transportschicht Aufgaben und Protokolle der Transportschicht Dienste der Transportschicht eine Übersicht Kommunikationsendpunkte und Adressierung TCP und UDP Ports und Sockets Dienstprimitive auf der Transportschicht User Datagram Protocol UDP Aufgabe und Funktion von UDP UDP Nachrichtenformat UDP Anwendungen Transmission Control Protocol TCP Funktionen und Aufgaben von TCP Exkurs 12: TCP Verbindungsmanagement TCP Nachrichtenformat TCP Zuverlässigkeit, Flusssteuerung und Überlastkontrolle Network Address Translation NAT NAT Funktionen und Aufgaben NAT Einsatzmöglichkeiten NAT Vor- und Nachteile Sicherheit auf der Transportschicht Transport Layer Security und Secure Socket Layer TLS/SSL Exkurs 13: TLS/SSL Handshake-Verfahren Glossar

6 XII Inhaltsverzeichnis 9 Anwendungsschicht und Internetanwendungen Grundbegriffe, Funktion und Überblick Internetdienste und Protokolle der Anwendungsschicht Client-/Server-Interaktionsmodell Socket-Schnittstellen Namens- und Verzeichnisdienste Domain Name System DNS Exkurs 14: Sicheres DNS Domain Name System Security Extensions Verzeichnisdienste Elektronische Post Message Handling Systeme Nachrichtenformat MIME Standard Simple Mail Transfer Protocol SMTP POP und IMAP Pretty Good Privacy PGP Dateitransfer (Secure) File Transfer Protocol FTP und SFTP Trivial File Transfer Protocol TFTP Network File System NFS Remote Procedure Call RPC Remote Login Telnet Remote Login rlogin Secure Shell SSH Netzwerkmanagement Dynamic Host Configuration Protocol DHCP Simple Network Management Protocol SNMP Audio- und Videokommunikation Multimedia Anwendungen im Internet Real-time Transport Protocol RTP Real-Time Transport Control Protocol - RTCP Real-Time Streaming Protocol RTSP Ressourcenreservierung und Dienstqualität Weitere Dienste und Anwendungen im Internet World Wide Web Peer-to-Peer Anwendungen Internet Relay Chat IRC Usenet News Sonstige Dienstangebote über TCP/IP Sicherheit auf der Anwendungsschicht Paketfilter und Firewalls Paketfilter Gateways

7 Inhaltsverzeichnis XIII Firewalls Topologie Exkurs 15: Die Lock-Keeper Technologie Glossar Epilog Personenregister Abkürzungen und Akronyme Literaturverzeichnis Sachverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis VII

Inhaltsverzeichnis VII 1 Prolog... 1 1.1 Computernetze und das Internet eine historische Perspektive... 4 1.1.1 ARPANET... 4 1.1.2 Internet... 5 1.1.3 World Wide Web... 6 1.1.4 Web 2.0 und das Semantic Web... 8 1.2 Wegweiser

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