Grundkurs Datenkommunikation

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1 Peter Mandl Andreas Bakomenko Johannes Weiß Grundkurs Datenkommunikation TCP/IP-basierte Kommunikation: Grundlagen, Konzepte und Standards 2., überarbeitete und aktualisierte Auflage Mit 256 Abbildungen und 21 Tabellen STUDIUM VIEWEG+ TEUBNER

2 1 Einführung in Referenzmodelle und Protokolle Das ISO/OSI-Referenzmodell Das TCP/IP-Referenzmodell Weitere Referenzmodelle Klassische Protokollemechanismen Übungsaufgaben 13 2 Technische Grundlagen von Rechnernetzen Bitübertragungsschicht Aufgaben und Einordnung Grundbegriffe der Nachrichtenübertragung : Digitale Übertragung und Multiplexierung Quellen-, Kanal- und Leitungskodierung Datenübertragungsmedien und Verkabelung Sicherungsschicht Aufgaben und Einordnung Topologien Buszugriffsverfahren Fallbeispiel: CSMA-Protokolle Überblick über konkrete Netzwerktechnologien?..~r Übungsaufgaben 44 3 Ausgewählte Technologien und Protokolle unterer Schichten Bitübertragungsschicht: Der RS-232-Standard Protokolle und Technologien der Sicherungsschicht HDLC-Protokoll Point-to-Point-Protocol (PPP) Ethernet LAN Wireless LAN (WLAN) 67 VII

3 3.3 Zugang zu öffentlichen Netzen (WAN-Technologien) ISDN DSL PDH, SDH und SONET ATM Übungsaufgaben 83 4 Konzepte und Protokolle der Vermittlungsschicht Grundlagen Vermittlungsverfahren Wegewahl (Routing) Staukontrolle (Congestion Control) Das Internet und das Internet-Protokoll IPv Überblick Aufbau des Internets Standardisierung im Internet Adressierung in Internet-basierten Netzen Subnetze und deren Adressierung VLSM und CIDR IP-Protokoll-Header IP-Fragmentierung und -Reassemblierung Routing im Internet Steuer- und Konfigurationsprotokolle im Internet Internet Control Message Protocol (ICMP).".T: ARP und RARP NAT und IP-Masquerading Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Das neue Internet-Protokoll IPv Ziele der IPv6-Entwicklung IPv6-Adressstruktur und -Adressraum Der IPv6-Header Flussmarken Neighbor Discovery 169 VIII

4 4.4.6 Automatische Adresskonfiguration Anpassung wichtiger Protokolle an IPv Migrationaspekte und abschließende Bemerkungen Virtual Private Networks Übungsaufgaben Konzepte und Protokolle der Transportschicht Grundlagen Transportdienste Verbindungsmanagement und Adressierung Zuverlässiger Datentransfer Flusskontrolle Staukontrolle Multiplexierung und Demultiplexierung Fragmentierung/Segmentierung und Defragmentierung Transmission Control Protocol (TCP) Einordnung und Aufgaben TCP-Header Adressierung Flusskontrolle Datenübertragung Verbindungsmanagement Staukontrolle Timer-Management " TCP-Zustandsautomat User Datagram Protocol (UDP) Einordnung und Aufgaben UDP-Header Datenübertragung Abschließende Bemerkung Übungsaufgaben Ausgewählte Anwendungsprotokolle Überblick über TCP/UDP-Anwendungsprotokolle 233 IX

5 6.2 Domain Name System (DNS) Systemüberblick DNS-Zonen und deren Verwaltung Namensauflösung Inverse Auflösung von IP-Adressen DNS-Konfiguration DNS-Nachrichten Sicheres DNS Das World Wide Web Einführung Web-Server und Proxy-Cache-Server Web-Browser HTTP-Protokoll HTTPS, SSL und TLS AJAX Electronic Mail Multimediale Kommunikationsanwendungen Grundlagen und Anforderungen Audio- und Video-Kompression Multimedia-Protokolle im Internet Übungsaufgaben Grundlagen der mobilen Kommunikation Mobilitätsunterstützung bei IPv4 " Probleme der Mobilität bei IPv Unterstützung der Mobilität mit IPv Optimierung der Mobilität mit IPv Mobilitätsunterstützung bei IPv Mobilitätsunterstützung bei TCP Performance Enhancing Proxy (PEP) Indirektes TCP Snooping TCP 313 X

6 7.4 Resümee Übungsaufgaben Entwicklung von Kommunikationsanwendungen Kommunikationsformen Synchrone und asynchrone Kommunikation ' Meldungs- und auftragsorientierte Kommunikation Fehlersemantiken Entwicklung verteilter Anwendungen Überblick über Modellierungstechniken Fallbeispiel: Chat-Anwendung Programmierung mit Sockets Einführung und Programmiermodell Die wichtigsten Socket-Funktionen im Überblick Socket-Programmierung in C Java-Socket-Programmierung C#-Socket-Programmierung Übungsaufgaben Schlussbemerkung Lösungen zu den Übungsaufgaben Einführung in Referenzmodelle und Protokolle Technische Grundlagen von Rechnernetzen Ausgewählte Technologien und Protokolle unterer Schichten Konzepte und Protokolle der Vermittlungsschicht T: Konzepte und Protokolle der Transportschicht Ausgewählte Anwendungsprotokolle Grundlagen der mobilen Kommunikation Entwicklung von Kommunikationsanwendungen 398 Literaturhinweise 401 Sach Wortverzeichnis 403 XI