Was ist ein Kommunikationsprotokoll?
Eine Vereinbarung zwischen zwei kommunizierenden Parteien über Form und Ablauf der Kommunikation. — Es legt fest, wie Nachrichten aufgebaut sind und wie der Austausch gesteuert wird.
Aus welchen vier Bestandteilen besteht ein Protokoll?
1) Syntax (Nachrichtenformate, Datenrepräsentation), 2) Semantik (Bedeutung der Elemente, z.B. CONNECT REQUEST), 3) Prozeduren (logischer Ablauf: was wann senden, Fehlerbehandlung), 4) Timing (zeitliche Abfolge, Wartezeiten). — Merke: Syntax-Semantik-Prozeduren-Timing.
Was ist eine PDU (Protocol Data Unit)?
Eine protokollspezifische Datenstruktur zum Nachrichtenaustausch zwischen Instanzen derselben Schicht in verschiedenen Systemen. Aufbau: Header + Payload (+ Trailer). — PDUs gibt es in jeder OSI-Schicht außer Schicht 1.
Nenne die 7 Schichten des ISO/OSI-Referenzmodells (von 7 nach 1).
7 Anwendung (Application), 6 Darstellung (Presentation), 5 Sitzung (Session), 4 Transport, 3 Vermittlung (Network), 2 Sicherung (Data Link), 1 Bitübertragung (Physical). — Merksatz z.B.: „Alle Deutschen Studenten Trinken Verschiedene Sorten Bier".
Was ist die Kernfunktion der OSI-Schichten 1–3?
Schicht 1 (Bitübertragung): Signalübertragung „bits on wire/air". Schicht 2 (Sicherung): zuverlässige Punkt-zu-Punkt-Übertragung, Medienzugriff (MAC). Schicht 3 (Vermittlung): Ende-zu-Ende-Transport, Weiterleitung (forwarding) und Wegewahl (routing). — Das sind die transportorientierten unteren Schichten.
Was ist die Kernfunktion der OSI-Schichten 4–7?
Schicht 4 (Transport): fehlerfreie Ende-zu-Ende-Übertragung, Flusskontrolle. Schicht 5 (Sitzung): Auf-/Abbau und Synchronisation von Verbindungen. Schicht 6 (Darstellung): systemunabhängige Datendarstellung, Verschlüsselung, Komprimierung. Schicht 7 (Anwendung): Schnittstelle zur Anwendung (Browser etc.). — Anwendungsorientierte obere Schichten.
Welche PDU-Bezeichnung und Adresse gehören zu den OSI-Schichten 2, 3 und 4?
Schicht 2: Rahmen (Frame), MAC-Adresse. Schicht 3: Paket, Netzwerkadresse (IP-Adresse). Schicht 4: Segment (TCP)/Datagramm (UDP), Port(nummer). — Schicht 1: Bit, keine Adresse.
Nenne Beispielprotokolle der OSI-Schichten 7, 4, 3 und 2.
Schicht 7: FTP, HTTP, SMTP. Schicht 4: TCP, UDP. Schicht 3: IPv4, IPv6, ICMP. Schicht 2: Ethernet, HDLC. — Knackpunkt: IP ist Schicht 3, TCP/UDP sind Schicht 4.
Wie funktioniert die Datenkapselung (Encapsulation) im Schichtenmodell?
Wie Zwiebelschalen: jede Schicht verpackt die Daten der darüberliegenden Schicht mit einem eigenen Header (Schicht 2 zusätzlich Trailer) und gibt sie nach unten weiter; beim Empfang umgekehrt. — Logische Kommunikation horizontal (gleiche Schichten), realer Transport vertikal.
Welche Netzwerkkomponenten arbeiten auf den OSI-Schichten 1, 2 und 3?
Schicht 1: Repeater, Medienkonverter, Hub. Schicht 2: Bridge, Switch. Schicht 3: Router (Layer-3-Switch). — Je höher die Schicht, desto „intelligenter" die Weiterleitung.
Was macht ein Repeater/Hub (Schicht 1)?
Empfängt Signale, regeneriert sie (facelifting) und gibt sie an das nächste Mediensegment weiter – rein physisch, ohne Adressen auszuwerten. — Alle verbundenen Segmente bilden EINE gemeinsame Kollisionsdomäne.
Was macht eine Bridge/ein Switch (Schicht 2)?
Wertet MAC-Adressen aus und leitet nur Rahmen weiter, die für ein anderes Teilnetz bestimmt sind → teilt das LAN in separate Kollisionsdomänen (Partitionierung). — Nutzt den Spanning-Tree-Algorithmus zur Vermeidung von Schleifen.
Was macht ein Router (Schicht 3)?
Analysiert IP-Adressen, kennt über Routing-Protokolle die Netztopologie und leitet Pakete gezielt auf dem besten Weg weiter (Routing/Forwarding); verbindet IP-Subnetze. — Arbeitet auf Schicht 3, im Gegensatz zum Switch (Schicht 2).
Was ist der Unterschied zwischen TCP und UDP?
TCP: verbindungsorientiert, zuverlässig (Sequenz-/Quittungsnummern, Flusskontrolle), Segment. UDP: verbindungslos, ohne Lieferzusage, minimaler Header, Datagramm. — Beide Schicht 4; TCP für zuverlässige, UDP für schnelle/einfache Übertragung.
Was identifiziert eine TCP-Verbindung eindeutig?
Das Paar aus Quell-/Ziel-Port (je 16 Bit) UND den IP-Adressen von Sender und Empfänger. — Ports identifizieren die kommunizierenden Dienste/Prozesse.
Nenne wichtige well-known Ports (HTTP, HTTPS, SSH, DNS, SMTP, FTP).
HTTP 80, HTTPS 443, SSH 22, DNS 53, SMTP 25, FTP 20/21, Telnet 23. — Ports < 1024 sind „well-known" und standardisiert (IANA).
Welche Protokollnummern haben ICMP, TCP und UDP im IPv4-Feld „Protocol"?
ICMP = 1, TCP = 6, UDP = 17 (OSPF = 89). — Das Feld „Protocol" im IP-Header gibt an, welches Transportprotokoll die Nutzdaten transportiert.
Wie ist eine IPv4-Adresse aufgebaut und wie wird sie dargestellt?
32 Bit (≈ 4 Mrd. Adressen), dargestellt in Dotted Decimal Notation: 4 Bytes je 0–255, durch Punkte getrennt. — Sie teilt sich in Netz-Teil (Netzwerk-Präfix) und Host-Teil.
Was ist eine (Sub-)Netzmaske und wie wird sie notiert?
Eine Bitmaske, die die IP-Adresse in Netz-Teil (Einsen) und Host-Teil (Nullen) unterteilt. Notation: als Adresse (z.B. 255.255.252.0) oder als Präfixlänge (/22). — Knackpunkt: die Einsen müssen eine ununterbrochene Folge von links bilden.
Wie ermittelt man die (Sub-)Netz-Adresse aus IP-Adresse und Maske?
IP-Adresse AND Subnetzmaske = Netz-Adresse (Netz-ID). — Bitweises UND; die Host-Bits werden dadurch auf 0 gesetzt.
Was sind Netz-ID und Broadcast-Adresse eines Subnetzes?
Netz-ID = niedrigste Adresse (Host-Teil = lauter Nullen). Broadcast-Adresse = höchste Adresse (Host-Teil = lauter Einsen). — Beide sind nicht an Hosts vergebbar.
Verfahren: Wie viele Host-Adressen hat ein Netz mit Präfix /p?
Anzahl Host-Bits = 32 − p → Anzahl vergebbarer Hosts = 2^(32−p) − 2 (minus Netz-ID und Broadcast). — Beispiel /20: 2^12 − 2 = 4094 Hosts.
Aufgabe: Bestimme für 12.96.176.0/21 die Subnetzmaske, Anzahl Adressen, Broadcast.
/21 → Maske 255.255.248.0. Adressen gesamt: 2^(32−21) = 2^11 = 2048. Broadcast: Host-Bits auf 1 → 12.96.183.255. — Drittes Oktett: 176 = 10110000, Host-Bits 000…111 ergeben 176…183.
Aufgabe: Gehört 12.96.181.222/21 zum Netz 12.96.176.0/21?
Ja. 176 = 10110000, 181 = 10110101 – die ersten 5 Bits (Netz-Teil im 3. Oktett) sind identisch (10110). Also gleiches Netz 12.96.176.0/21. — Knackpunkt: nur die Netz-Bits vergleichen.
Aufgabe: Bestimme für 93.253.36.15/14 Subnetzmaske, Netz-ID, Broadcast, niedrigste Adresse.
/14 → Maske 255.252.0.0. Netz-ID (Host-Bits 0): 253 & 252 = 252 → 93.252.0.0. Broadcast: 93.255.255.255. Niedrigste vergebbare Adresse: 93.252.0.1. — Gesamt 2^18 = 262144 Adressen, davon 262142 nutzbar.
Aufgabe: 6 Rechner sollen in ein möglichst kleines Netz. Welche Subnetzmaske?
Benötigt ≥ 6 + 2 = 8 Adressen → 2^3 = 8 → 3 Host-Bits → Präfix /29 → Maske 255.255.255.248. — Knackpunkt: Netz-ID und Broadcast immer mit einrechnen (+2).
Wie ist eine IPv6-Adresse aufgebaut?
128 Bit, geschrieben als acht 16-Bit-Gruppen in Hexadezimal, durch Doppelpunkte getrennt. — Beispiel (full form): 2a01:0db8:0000:0000:0000:0000:0028:0001.
Welche zwei Kürzungsregeln gibt es für IPv6-Adressen?
1) Leading Zero Compression: führende Nullen je Block weglassen (0db8 → db8). 2) Zero Compression: eine fortlaufende Folge von 0-Blöcken durch :: ersetzen – nur EINMAL pro Adresse erlaubt. — Beispiel: 2a01:0db8:0:0:0:0:28:1 → 2a01:db8::28:1.
Aufgabe: Kürze 2a02:07a0:0090:0000:0000:0000:0000:0211 maximal.
Führende Nullen weg: 2a02:7a0:90:0:0:0:0:211. Null-Blöcke durch :: → 2a02:7a0:90::211. — Und die kleinstmögliche IPv6-Adresse (alle Nullen) ist einfach ::.
Was ist der Unterschied zwischen Forwarding und Routing?
Forwarding = Weiterleiten eines Pakets an den nächsten Knoten (lokale Entscheidung anhand der Tabelle). Routing = Suche und Auswahl der (besten) Wege durch das Netz (Aufbau der Tabelle, Topologie-Wissen). — Beide Aufgaben der Vermittlungsschicht (Router).
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