Grundkurs Datenkommunlkation

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1 Peter Man dl Andreas Bakomenko Johannes Weiß Grundkurs Datenkommunlkation TCP/IP-basierte Kommunikation: Grundlagen, Konzepte und Standards Mit 219 Abbildungen STUDIUM VIEWEG+ TEUBNER

2 1 Einführung in Referenzmodelle und Protokolle Das ISO/OSI-Referenzmodell Das TCP/IP-Referenzmodell Klassische Protokollemechanismen Übungsaufgaben 13 2 Technische Grundlagen von Rechnernetzen Bitübertragungsschicht Aufgaben und Einordnung Digitale Übertragung und Multiplexierung Pulse Code Modulation (PCM) Kanalkodierung Datenübertragungsmedien und Verkabelung Sicherungsschicht Aufgaben und Einordnung Topologien Buszugriffsverfahren Fallbeispiel: CSMA-Protokolle Überblick über konkrete Netzwerktechnologien Übungsaufgaben 43 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 56 VII

3 3.2.4 Wireless LAN (WLAN) Zugang zu öffentlichen Netzen (WAN-Technologien) ISDN DSL PDH, SDH und SONET ATM Übungsaufgaben 83 4 Konzepte und Protokolle der Vermitthmgsschicht Grundlagen Vermittlungsverfahren Wegewahl (Routing) Staukontrolle (Congestion Control) Das Internet und das Internet-Protokoll IPv Überblick Autonome Systeme 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) ARP und RARP NAT und IP-Masquerading Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Das neue Internet-Protokoll IPv Ziele der IPv6-Entwicklung 151 VIII

4 4.4.2 IPv6-Adressstruktur und -Adressraum Der IPv6-Header Flussmarken Neighbor Discovery 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) 218 IX

5 5.3.1 Einordnung und Aufgaben UDP-Header Datenübertragung Abschließende Bemerkung Übungsaufgaben Ausgewählte Anwendungsprotokolle Überblick über TCP/UDP-Anwendungsprotokolle Domain Name System (DNS) Systemüberblick DNS-Zonen und deren Verwaltung Namensauflösung Inverse Auflösung von IP-Adressen DNS-Konfiguration DNS-Nachrichten 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 280

6 7 Grundlagen der mobilen Kommunikation Mobilitätsunterstützung bei IPv 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 SnoopingTCP 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 357 XI

7 10 Lösungen zu den Übungsaufgaben Einführung in Referenzmodelle und Protokolle Technische Grundlagen von Rechnernetzen Ausgewählte Technologien und Protokolle unterer Schichten Konzepte und Protokolle der Vermittlungsschicht Konzepte und Protokolle der Transportschicht Ausgewählte Anwendungsprotokolle Grundlagen der mobilen Kommunikation Entwicklung von Kommunikationsanwendungen 390 Literaturhinweise 393 Sachwortverzeichnis 395