VL

Definition Kritische Infrastrukturen

Definition Rechnernetz

Komponenten

End- und Zwischensysteme

Verschieden große Rechnernetze

(Daten-)Pakete

Zentrale Konzepte und Probleme im Networking

Best-Effort Service

Architektur

Adressen / Namen

Namensauflösung (Name Resolution)

Schichtenmodell / Referenzmodell

Hourglass-Modell

Routing

Zuverlässige Auslieferung (Reliable Delivery)

Rand (Edge) und Kern (Core)

Internet Service Provider (ISP)

Vielzahl unterschiedlicher Provider (ISPs)

Content-Provider

Internet wird zentralisierter und privater

Datenkommunikation

(Kommunikations-)Protokoll

Weg-Zeit-Diagramm

Kommunikation zwischen Komponenten mögliche Fehler

Paketfehler - Fehlerarten

Bitfehler

Zuverlässiger Dienst

Zuverlässige Kommunikation: Szenarien

Sequenznummern

Quittungen

Zeitgeber (Timer)

Automatic Repeat Request (ARQ)

Stop-and-Wait

Stop-and-Wait: Szenarien

Stop-and-Wait: Sequenznummern

Alternating Bit Protocol (ABP)

Bewertung ABP

ABP - Sendeinstanz

ABP - Empfangsinstanz

Metriken zur Leistungsbewertung

Ausbreitungsverzögerung

Sendezeit

Stop and Wait: Gesamtübertragunsdauer

Auslastung

Leistungsbewertung

Bewertung

Parameter 𝒂

Go-Back-N ARQ:

Datenaustausch

Sendefenster

Verhalten im Fehlerfall

Puffer

Go-Back-N: Leistungsbewertung

Bewertung

Selective Repeat

Ziel

Datenaustausch

Verhalten im Fehlerfall

Sendefenster bei Selective Repeat

Selective Repeat vs. Selective Reject

Selective Reject: Leistungsbewertung

Flusskontrolle

Halt-und-Weiter

Kreditbasierte Flusskontrolle

Sliding Window

Stop-and-Wait Kontrollfluss

Verbindung

Verbindungsorientierte Kommunikation

Verbindungslose Kommunikation

Schichtenmodell / Referenzmodell

Transportschicht

Nutzer-zu-Nutzer versus Ende-zu-Ende

Transportprotokolle im Internet

Client-Server

Client-Server-Architektur

Definition Server, Client

Adressierung auf Transportschicht

Vergabe von Portnummern

Telnet

SSH (Secure Shell)

Identifikation Datenstrom

UDP

Eigenschaften

Einsatz

Internet-Prüfsumme

Internet-Prüfsumme bei UDP

Pseudoheader

UDP-Prüfsumme

Transmission Control Protocol (TCP)

Eigenschaften

Sequenznummern und -Quittungen

Format eines TCP-Segments

Felder

Flusskontrolle

TCP-Verbindungsverwaltung

Verbindungsabbau

Packet Sniffer

Zustandsautomat TCP-Client

Zustandsautomat TCP-Server

Stau im Internet!

Flusskontrolle vs. Staukontrolle

TCP-Staukontrolle

Ablauf TCP-Staukontrolle

Zusammenfassung Kapitel 3 Transportschicht

Grundmodell der Kommunikation

Verfeinerung des Grundmodells

Dienst

Dienstesicht

Dienstzugangspunkt

-> Typen von Dienstprimitiven (Schnittstellenereignissen)

Grundformen von Diensten

Verbindung

Verbindungsaufbau: 2-Wege-Handshake

Verbindungsaufbau: 3-Wege-Handshake

Beispiel Verbindungsabbau/-abbruch

Schicht

Protokolle und Dienste

Horizontale und vertikale Kommunikation

Physikalische Schicht

Aufgaben + Eigenschaften

Sicherungsschicht

Aufgaben + Eigenschaften

Vermittlungsschicht

Aufgaben + Eigenschaften

Transportschicht

Aufgaben + Eigenschaften

Nutzer-zu-Nutzer versus Ende-zu-Ende

(Schichten)

Anwendungsschicht

OSI-Referenzmodell

Transportorientierte Schichten

OSI-Referenzmodell

Anwendungsorientierte Schichten

OSI-Referenzmodell

Zusammenfassung Dienste und Modelle VL4

Paketvermittlung (Packet Switching)

Eigenschaften

Vermittlungsschicht

Zwei grundlegende Aufgaben

Kontrollebene

Kontroll- vs. Datenebene

Begriffe Vermittlungsschicht:

Router

Route

Link

Port

Datenebene

IP-Adressen

Ziel

Adressen

Notation

Gliederung

Subnetz

Internet Protocol (IP)

Format eines IPv4-Datagramms

Hourglass-Modell

IPv6

Typen von IPv6-Adressen

Format IPv6-Datagramm

IP-Datagramm: IPv4 vs. IPv6

Modellierung eines Rechnernetzes als Graph

Routingprotokoll (Warum brauchen wir Routingprotokolle?)

Wie dynamisch ist das Routing-Verfahren?

Routing: zentral vs. dezentral

Grundlegende Routingverfahren Überblick

Statisches Routing

Zentralisiertes Routing

Fluten (Routing)

Hot Potato (Routing)

Verteiltes adaptives Routing

Internet: Netz aus Netzen

Distanz-Vektor-Routing

Link-State-Routing

Dijkstra Algorithmus

Link-State vs. Distanz-Vektor

Zuteilung von Adressen

DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol

Internet Control Message Protocol (ICMP)

Ping

Vermittlungsschicht des Internet

Aufgaben der Protokolle

Vermittlungstechniken im Überblick

Paketvermittlung (Packet Switching)

Paketvermittlung und Multiplexen

Datagrammvermittlung

Virtuelle Verbindungen

Eigenschaften

Kennungen und Vermittlung

Virtuelle Verbindung vs. Datagramme

Nachrichtenvermittlung

Leitungsvermittlung (Circuit Switching)

Leitungsvermittlung und Multiplexen

Eigenschaften

Software-Defined Networking (SDN)

Traditionelles IP-Routing

SDN: Kontrollebene in logisch zentralem Kontroller

OpenFlow

Traditionell vs. SDN

Flow-Programmierung

Sicherungsschicht (Data Link Layer)

Eigenschaften

Aufgaben

Broadcast- vs. Punkt-zu-Punkt-Link

Netztopologien

Multiplexen

Signal

Klassifizierung

Raummultiplex

Frequenzmultiplex

Zeitmultiplex

Codemultiplex

Wer darf wann Daten senden? -Medienzuteilung

Aloha

Slotted Aloha

CSMA

Persistenz

Exponentieller Backoff

Token Passing

Kollisionsfreier Zugriff

Ethernet

MAC-Adressen

Typen von Adressen

Protokoll bei Ethernet

Ethernet Rahmen

Kopplung von Ethernets

Unterschied halbduplex vs vollduplex Link

Spanning Tree Algorithmus (Switches)

Kollisionsdomäne

ARP: Address Resolution Protocol

VLAN (Virtual Local Area Network)

Protokolle im Überblick

Bitfehler

Fehlerhäufigkeit, Bitfehlerrate

Fehlererkennender, -korrigierender Code

Hamming-Abstand (Hamming-Distanz)

Hamming-Kugel

Hamming code

Hamming-Tabelle

Hamming-Schranke

Code-Abstand

Linearer Code

Kontrollmatrix und Syndrom

Berechnung der Paritätsbits

Cyclic Redundancy Check

Generatorpolynom

Berechnung CRC

Erkennen von Bitfehlern mit CRC

Vorwärtsfehlerkorrektur

Shannon´sches Kommunikationsmodell

Signal

Klassifizierung von Signalen

Digitales Signal

Analoge Übertragung digitaler Signale

Analoge Signale

Fourier-Reihe

Modulation

Modulationsverfahren

Digitale Modulation (Umtastung)

Amplitudenumtastung

Frequenzumtastung

Phasenumtastung

Kanalkapazität

Bandbreite

Störquelle

Leitungscodierung

Binäres Digitales Signal

Mehrwertiges Digitales Signal

Codierung

Code

Bewertungskriterien Leitungscodes

Beispiele Leitungscodes

Datenrate vs. Baudrate

Anwendungsschicht

Verteilte Anwendung

IPC

Client-Server-Anwendungen

Peer-to-Peer-Anwendungen

Socket-Interface

Sockets: Eigenschaften

Socketprogrammierung mit TCP

Wichtige Eigenschaften von TCP-Sockets

WWW

Webseite und URL

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)

Eigenschaften

HTTP Request/Response

HTTP Methoden

HTTP Status Response Code

HTTP und TCP

Non-Persistent HTTP

Persistent HTTP

HTTP Zustandsloses Protokoll

HTTP-Cookies

EMail

Grundlegende Komponenten

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

MIME – Multipurpose Internet Mail Extensions

Domain Name System (DNS)

Namensverwaltung

DNS Management, Infrastruktur

Hierarchie der Name-Server

Record Roots

Typen

MX-Records

DNS-Anfrage

DNS Sicherheit

Content Distribution Networks

Netzsicherheit

Safety vs. Security

Angriff (Netzsicherheit):

Bedrohung

Angriff

Angreifermodell

-> Dolev-Yao-Angreifer

Schutzziele

Kryptografie

RSA

Symmetrisch vs Assymetrische Verfahren

Diffie-Hellman-Verfahren

Hashfunktion: Eigenschaften

Message Authentication Code (MAC)

Digitale Signatur

Authentifizierung des Kommunikationspartners

Firewall

Intrusion Detection and Prevention