Andrew S. Tanenbaum. Computernetzwerke. München London Mexiko New York Singapur Sydney. Prentice Hall. Toronto

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1 Andrew S. Tanenbaum Computernetzwerke Prentice Hall München London Mexiko New York Singapur Sydney Toronto

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 13 Einleitung Einsatzbereiche von Rechnernetzen Netze für Unternehmen Netze für Leute Gesellschaftliche Aspekte Hardware für Netze Lokale Netze (LANs) Stadtnetze (MANs) Fernnetze (WANs) Drahtlose Netze Verbundnetze Software für Netze Protokollhierarchien Designaspekte der Schichten Schnittstellen und Dienste Verbindungsorientierte und verbindungslose Dienste Dienstoperationen Beziehung zwischen Diensten und Protokollen Referenzmodelle Das OSI-Referenzmodell Das TCP/IP-Referenzmodell Vergleich: OSL und TCP-Referenzmodell Kritik an OSI-Modell und -Protokollen Kritik am TCP/IP-Referenzmodell Beispielnetze Novell NetWare ARPANET NSFNET Das Internet Gigabit-Testanlagen Beispiele von Datenübertragungsdiensten SMDS - Switched Multimegabit Data Service X.25-Netze Frame-Relay Breitband-ISDN und ATM Vergleich der Dienste 83

3 6 Inhaltsverzeichnis 1.7 Netznormung Who is Who in der Telekommunikationswelt Who is Who in der internationalen Normenwelt Who is Who in der Internet-Normenwelt Überblick über den Rest des Buches Zusammenfassung Problemstellungen 91 Die Bitübertragungsschicht ^ /: i Z-.U Theoretische Grundlage der Datenübertragung Fourieranalyse Bandbreitenbegrenzte Signale Maximale Datenrate eines Kanals Übertragungsmedien Magnetische Medien Verdrilltes Kabelpaar Basisband-Koaxialkabel Breitband-Koaxialkabel Lichtwellenleiter Drahtlose Übertragung Das elektromagnetische Spektrum Radioübertragung Mikrowellenübertragung Infrarot- und Millimeterwellen Lichtwellenübertragung Das Telefonsystem Struktur des Telefonsystems Strategien von Telefongesellschaften Ortsvermittlung Fernvermittlung und Multiplexen Vermittlungstechniken Schmalband-ISDN ISDN-Dienste ISDN-Architektur Die ISDN-Schnittstelle N-ISDN-Perspektiven Breitband-ISDN und ATM Vergleich: Virtuelle Leitungen und Leitungsvermittlung Übertragung in ATM-Netzen ATM-Vermittler

4 Inhaltsverzeichnis Zellfunknetz Personensuchsysteme Drahtlose Telefone Analoge Funktelefone Digitale Funktelefone Persönliche Kommunikationsdienste Kommunikationssatelliten Geosynchrone Satelliten Satelliten in niedriger Umlaufbahn Vergleich: Satelliten und Glasfaser Zusammenfassung Problemstellungen Die Sicherungsschicht Designaspekte der Sicherungsschicht Dienste für die Vermittlungsschicht Rahmenerstellung Fehlerüberwachung Flußsteuerung Fehlererkennung und -korrektur Fehlerkorrekturcodes Fehlererkennungscodes Wichtigste Protokolle der Sicherungsschicht Uneingeschränktes Simplex-Protokoll Stop-and-Wait im Simplex-Protokoll Simplex-Protokoll für rauschende Leitungen Protokolle mit variablen Fenstergrößen Schiebefensterprotokoll mit einem Bit Protokoll mit»gehe n zurück«protokoll mit selektiver Wiederholung Spezifikation und Verifizierung von Protokollen Finite-State-Machine-Modelle Petrinetzmodelle Protokollbeispiele der Sicherungsschicht HDLC - High-Level Data Link Control Die Sicherungsschicht im Internet Die Sicherungsschicht in ATM Zusammenfassung Problemstellungen

5 Die Mediumzugriffs-Teilschicht (MAC) 4.1 Probleme mit der Kanalzuordnung Statische Kanalzuordnung in LANs und MANs Dynamische Kanalzuordnung in LANs und MANs 4.2 Mehrfachzugriffsprotokolle ALOHA CSMA-Protokolle (Carrier Sense Multiple Access) Kollisionsfreie Protokolle Protokolle mit eingeschränkter Konkurrenz WDMA-Protokolle (Wavelength Division Multiple Access) Protokolle für drahtlose LANs Digitales Zellfunknetz 4.3 IEEE-Norm 802 für LANs und MANs IEEE-Norm und Ethernet IEEE-Norm 802.4: Token-Bus IEEE-Norm 802.5: Token-Ring Vergleich: 802.3, und IEEE-Norm 802.6: DQDB IEEE-Norm 802.2: Logical Link Control 4.4 Bridge-Technologien Bridges von 802.x zu 802.y Transparente Bridges Source-Routing-Bridges Vergleich: 802-Bridges Remote-Bridges 4.5 LANs mit hohen Bitraten FDDI - Fiber Distributed Data Interface Fast-Ethernet HIPPI - High-Performance Parallel Interface HIPPI-Nachfolger: Fibre-Channel 4.6 Satellitennetze Polling ALOHA FDM TDM CDMA Zusammenfassung Problemstellungen

6 Inhaltsverzeichnis 9 Die Vermittlungsschicht Designaspekte der Vermittlungsschicht Dienste für die Transportschicht Interne Organisation der Vermittlungsschicht Vergleich: Teilnetze für virtuelle Verbindungen und Datengramme Routing-Algorithmen Das Optimierungsprinzip Shortest Path Routing Flooding Flußbasiertes Routing Distance-Vector-Routing Link-State-Routing Hierarchisches Routing Routing für mobile Hosts Broadcast-Routing Multicast- Routing Algorithmen zur Überlastungsüberwachung Allgemeine Prinzipien der Überlastungsüberwachung Regeln zur Vermeidung von Überlastungen Traffic-Shaping Flußspezifikationen Überlastungsüberwachung in Teilnetzen mit virtuellen Verbindungen Choke-Pakete Load-Shedding Jitter-Kontrolle Überlastungsüberwachung für Multicasting Verbundnetze Unterscheidungsmerkmale von Netzen Verkettete virtuelle Verbindungen Verbindungsloser Netzverbund Tunneling Routing im Netzverbund Fragmentierung Firewalls Vermittlungsschicht im Internet Das IP-Protokoll IP-Adressen Teilnetze Internet-Steuerprotokolle OSPF - Internes Gateway-Routing-Protokoll BGP externes Gateway-Protokoll

7 5.5.8 Mobiles IP CIDR- Classless InterDomain Routing IP Version 6 (IPv6) 5.6 Vermittlungsschicht in ATM-Netzen Zellenformate Verbindungsaufbau Routing und Vermittlung Dienstklassen Dienstqualität Verkehrsgestaltung und -regeln Überlastungsüberwachung ATM-LANs 5.7 Zusammenfassung 5.8 Problemstellungen Die Transportschicht 6.1 Dienste der Transportschicht Dienste für die oberen Schichten Dienstqualität Dienstoperationen der Transportschicht 6.2 Elemente der Transportprotokolle Adressierung Verbindungsaufbau Verbindungsabbau Flußsteuerung und Zwischenspeicherung Multiplexen Systemwiederherstellung 6.3 Ein einfaches Transportprotokoll Die Dienstoperationen des Beispielprotokolls Die Transportinstanz des Protokollbeispiels Das Protokollbeispiel als Finite-State-Machine 6.4 Internet-Transportprotokolle (TCP und UDP) Das TCP-Dienstmodell Das TCP-Protokoll Der TCP-Segment-Header TCP-Verbindungsmanagement TCP-Übertragungsregeln TCP-Überlastungsüberwachung TCP-Timer-Management UDP - User Data Protocol

8 Inhaltsverzeichnis Drahtloses TCP und UDP Protokolle der ATM-Anpassungsschichten (AALs) Struktur der ATM-Anpassungsschicht AAL AAL AAL 3/ AAL AAL-Protokolle im Vergleich SSCOP Service Specific Connection Oriented Protocol Leistungsaspekte Leistungsprobleme in Rechnernetzen Ermittlung der Netzleistung Systemdesign mit Blick auf Leistungsverbesserung Schnelle TPDU-Verarbeitung Protokolle für Gigabitnetze Zusammenfassung Problemstellungen 593 Die Verarbeitungsschicht Netzsicherheit Traditionelle Verschlüsselung Zwei Grundprinzipien der Verschlüsselung Geheimschlüssel-Algorithmen Algorithmen für öffentliche Schlüssel Authentifikationsprotokolle Digitale Unterschriften Soziale Aspekte DNS - Domain Name System DNS-Namensbereiche Ressourcensätze Namensserver SNMP - Simple Network Management Protocol Das SNMP-Modell AST<- Ah n >. T > t ä c 7o

9 12 Inhaltsverzeichnis Nachrichtenübertragung und Datenschutz Usenet-Nachrichten Usenet aus Sicht der Benutzer Usenet-Implementierung Das World Wide Web Die Client-Seite Die Server-Seite Schreiben einer Web-Page in HTML Java Auffinden von Informationen im Web Multimedia Audio Video Datenkompression Video-on-Demand MBone - Multicast Backbone Zusammenfassung Problemstellungen 780 Zusatzlektüre und Literaturverzeichnis Lesenswerte Literatur Einführung und allgemeine Werke Lektüre über die Bitübertragungsschicht Lektüre über die Sicherungsschicht Lektüre über die MAC-Teilschicht Lektüre über die Vermittlungsschicht Lektüre über die Transportschicht Lektüre über die Verarbeitungsschicht Literaturverzeichnis 794 Glossar 815 Index 835