Fach:Datenkommunikation Stundenlogs
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[bearbeiten] Prüfungsthemen
[bearbeiten] 1. Prüfung 01.11.07
- Bridge
- Layer-2
- Switching (Packetrate, blocking)
- STP
- 100base / 1000base
- CSMA/CD
- Timing
- Nutzdatenrate
- Listen while Talk
- Nutzdatenrate
- bedeutung
- Warum bei Fullduplex hinderlich
- Simplex
- Duplex
- Halfduplex
- Fullduplex
- Autonegation
- Geschichte
- Fastethernet
- Gigabitethernet
- Glasfaser
- Bandbreiten-längen produkt
- Längenbeschränkung
- Multimode / Singlemode
- Leitungskodierung
- NRZ
- Manchester
- MLT 3 <- Fastethernet
- Was ist Modendispression
- Bitrate
- Frequenz
- Wie lang
- Weshalb
- Zusammenhänge zwischen beschränkungen von Kodierungsverfahren und Physikalische beschränkungen
- Begriffserklärungen
[bearbeiten] Glossary
| Begriff | Erklärung / Bedeutung |
|---|---|
| Bridge | Netzwerkgerät, das zwei oder mehr Computernetze (->LANs) miteinander verbindet. |
| OSI Layer-2 | Sicherungsschicht Data Link Layer regelt den Verkehr zwischen zwei direkt benachbarten Stationen |
| Switching (Packetrate, blocking) | |
| STP | Spanning Tree Protocol Das Spanning Tree Protocol (STP) sorgt für eine schleifenfreie Topologie auf dem Layer 2. Dazu versenden die Switche spezielle Datenpakete, sogenannte BPDUs. Über diese BPDUs wird zum Beispiel die Root Bridge bestimmt und und der Status der einzelnen Switchports festgelegt. STP verfügt über keinerlei Sicherheitsmechanismen. Jede Station kann BPDUs erzeugen und ins Netz senden. Brücken und Switches werden diese BPDUs auswerten. Ein Angreifer kann über manipulierte BPDUs das Netzwerk stören (DoS) oder die Topologie verändern. Das Abschalten von STP ist keine gute Idee. Eine Schleife auf dem Layer 2 löst dann sofort einen Broadcast Storm aus. |
| 100base / 1000base | |
| CSMA/CD Timing | Limitiert die maximale roundtrip time eines shared networks, damit die kolissionserkennung nicht abgeschlossen ist befor das Packet das ganze Netzwerk durchlaufen hat. |
| CSMA/CD Nutzdatenrate | Durchsatz - Protokoll-Overhead - Frame-Overhead - Kollisions-Overhead = Nutzdatenrate |
| CSMA/CD Listen while Talk | Wärend dem senden von Daten das Medium auf Kollisionen prüfen. |
| CSMA/CD bedeutung | carrier sense alle Stationen überprüfen ob der "Träger" vorhanden ist und ob derzeit Aktivitäten anderer Stationen bestehen; ist das Medium frei? multiple access collision detection |
| CSMA/CD Ablauf | 1. Sendewillige Station überprüft die momentanen Netzwerkaktivitäten (carrier sense) – bei Aktivität auf dem Bus wartet sie. 2. Bei keiner Aktivität sendet sie (nach einer definierten Wartezeit). |
| CSMA/CD Warum bei Fullduplex hinderlich | Da der sendevorgang unterbrochen werden müsste um das Medium nach Kollisionen abzufragen. |
| Simplex | Beim Simplex, handelt es sich um ein Verfahren bei dem bei einer Datenübertragung nur in eine Richtung gesendet werden kann. Das umkehren der Senderichtung ist nicht möglich. |
| Duplex | Kommunikationsart zwischen zwei Stationen (Server-Server, Client-Server, Client-Client). Daten können von beiden Seiten gesendet und empfangen werden, jedoch nicht beides zur gleichen Zeit. |
| Halfduplex | Eine Betriebsart, bei der Daten abwechselnd nacheinander in zwei Richtungen übertragen werden können. |
| Fullduplex | Ein Modus bei der Datenübertragung, bei dem gleichzeitig gesendet und empfangen werden kann. |
| Autonegation | Da Ethernet-Komponenten mit unterschiedlicher Bandbreite verschiedene Kodierungsverfahren einsetzen, zudem entweder im Halb- oder Vollduplexmodus arbeiten können, müssen sich alle Partner auf eine Bandbreite und einen Modus einigen. |
| Geschichte Fastethernet | |
| Geschichte Gigabitethernet | |
| Glasfaser Bandbreiten-längen produkt | |
| Glasfaser Längenbeschränkung | |
| Glasfaser Multimode / Singlemode | |
| Leitungskodierung NRZ | |
| Leitungskodierung Manchester | |
| Leitungskodierung MLT 3 <- Fastethernet | |
| Was ist Modendispression? (Bitrate / Frequenz / Wie lang / Weshalb) | Unter Modendispersion versteht man die Streuung der Laufzeit für die verschiedener Moden Lichts gleicher Wellenlänge. Die Modendispersion führt dazu, dass die per PCM in den LWL eingespeisten Lichtimpulse mit zunehmender Entfernung immer mehr verschleifen. Die Impulse müssen daher regeneriert werden, um erkennbar zu bleiben. Je höher die Impulsfrequenz ist, um so geringere Entfernungen können bis zum nächsten Repeater überbrückt werden. Man versucht, der Modendispersion durch Verwendung von Gradientenfasern und Monomodefasern Herr zu werden. |
[bearbeiten] 2. Prüfung 24.01.08
[bearbeiten] 20.09.07
- Zwischenprüfung am 01.11.07
- Laboreinführung am 04.10.07 (Laptop mit wenn möglich einer Seriellen Schnitstelle mitnehmen)
Terminalemulations Software installiert haben Packetsniffer installiert haben (am besten neuste version von Wireshark)
- Labor Tage
Gruppe 1 / 18.10.07 Gruppe 2 / 25.10.07
[bearbeiten] Repetition
- horizontale verkabelung = therziäre verkabelung
- angeschaut glasfaserkabel und kupferkabel
- bandbreiten-längen-produkt = auf was für eine Länge ich kommunizieren kann abhängig von der technologie rein lineares Produkt
- bei single-mode kleinere energie, ausbreitung in einer richtung, horizontale ausbreitung
- bei multimode grösserer querschnitt, ausbreitung in alle richtungen
- mode 0 = horizontale ausbreitung
- bei multimode längenbeschränkung, auch wegen totalreflexion
- warum der stecker beim glasfaser schräg geschnitten wird?
weil somit erreicht wird das totalreflexion erscheint
- standardisierungen EIA/TIA angeschaut usw
- Unicast, Broadcast und Multicast
- Simplex, Duplex und Vollduplex
- 10 Base T = 10Mbit, Basisband, Twisted Pair
[bearbeiten] Baudrate
Die Baudrate oder Symbolrate ist eine physikalische Größe, welche die Schrittgeschwindigkeit einer Datenübertragung als Datenrate beschreibt. Ein Schritt (Takt) überträgt immer ein Symbol. Dieses Symbol kann ein oder mehrere Bits eines Datenstromes darstellen. Die Baudrate wird oft auch als Symbolgeschwindigkeit bezeichnet. Die Einheit ist Baud (Symbole/Sekunde). Wenn der Begriff Symbolrate verwendet wird (etwa bei der Satellitentechnik), kommt als Einheit oft auch einfach Symbols/s, also etwa Msym/s zum Einsatz.
Die Baudrate einer Datenübertragung muss in der Regel auf Sende- und Empfangsseite gleich sein. So kann bei der seriellen Schnittstelle RS-232 eine Auswahl aus definierten Baudraten (50, 110, 300, 1200, … ,9600, … ,115200, … , 460800 Baud) eingestellt werden.
[bearbeiten] Verwechslung mit der Bitrate
Die Baudrate wird oft mit der Datenübertragungsrate verwechselt, die die Menge an übertragenen Daten je Zeiteinheit in Bit je Sekunde (Bitrate) angibt. Die Baudrate gibt jedoch vielmehr die Anzahl der Zustandsänderungen des Trägersignals pro Zeiteinheit an.
Die ältesten verwendeten Modulationsverfahren kennen nur zwei Zustände des Trägers, was der Übertragung genau eines Bits je Zustandsänderung bzw. Symbols entspricht, womit Bit- und Baudrate lange Zeit gleich waren. Neuere Modulationsverfahren erlauben mehr als zwei unterscheidbare Trägerzustände und können so mehrere Bit je Symbol bzw. Zustandsänderung übertragen. Damit ist eine höhere Bitrate bei gleicher Baudrate möglich. Zum Beispiel überträgt der 4B3T-Code 4 Bits mit 3 Symbolen und der 2B1Q-Code 2 Bits mit einem Symbol. Im Allgemeinen gilt, je mehr Bits je Symbol übertragen werden, umso anfälliger ist die Übertragung für Störungen.
[bearbeiten] LAN-Protokolle
- 802.3 basiert bis 10 Gbit jedes system
- 802.11 Wlan-Technologie
- MAC beschreibt LAN-Technologie (auf diesem Level Physikalische Adressen, Mac Adresse)
- LLC hat virtuelle adresse ( zwingenden implementierung, das IP kommuniziert über die LLC mit der Netzwerkkarte
- LLC übernimmt Multiplexing, eigene Adressierungsart
- LLC kein routbares Protokoll
- LLC kein Datenbereich, Bereich bestimmt Ethernet-Frame
- LLC wird in 3 Typen aufgeteilt, LLC Typ1, LLC Typ2 (z.b bei datenbanken), LLC Typ3
- MAC (um access auf medium zu kontrollieren)
- MAC wird aufgeteilt in zentrale zugriffsverfahren und dezentrale zugriffsverfahren (z.B LAN Verbindung zweier Laptops)
- dezentrale zugriffsverfahren werden auch in deterministische und nicht deterministische Verfahren (z.B CSMA/CD eingesetzt in Bereich Ethernet)
- CSMA/CD ( Carrier Sense = ich höre was auf dem Medium passiert)
- Normale Codierungsverfahren meist verbreitet Manchester
- Präambel wird geschickt um zu sinchronisieren, dann Ethernet Rahmen
- Als kollision wird eine Überlagerung von mehreren Signalen verstanden
- Hat eine Station Kollision erkannt, wird 32-Bit JAM Signal an alle Stationen gesendet
- Slot Time = die Zeit die den kleinstmöglichsten Paket braucht um die maximale reichweite des Netzes zu erreichen (ausbreitungsgeschwindigkeit)
- während einer gemerkt hat, dass es eine kollision gab wartet der andere dank slot time
- fenomän kann sein "Seitenlade Fehler" oder beim Ping "Time Out"
- beim Signalverlauf ist der Abstand zwischen 2Paketen (Inter Frame Gap) mit 92 Bitzeiten festgelegt.
- Token Passing negativ = muss den ganzen ring durchgehen bis er den richtigen gefunden hat und quittieren kann
- wenn einer im Token Passing senden will, muss er trotzdem den ganzen ring durchgehen
- Verfahren Token Passing, Technologie Token Ring
- Verfahren CSMA/ CD, Technologie Ethernet
- AUI = normale schnittstelle
- PMA = an der stelle wird bit-strom generiert
- im Physical Signaling (PLS) wird der Takt bestimmt
- Hub nimmt die signal vom eingangskanal und leitet es weiter an alle stationen (switch weiss zu wem es gehört)
- LTP = Link Test Pulse sobald das kabel angeschlossen sind zwischen den geräten und gerät teilt dem anderen mit z.b ich spreche 10BaseT
Achtung: Bei Folie 42 ändern von 200 MHz auf 100 MHz
[bearbeiten] 27.09.2007
[bearbeiten] Repetition
- vorhersehbares Zugriffsverfahren für Zukunft = Token Ring
- CSMA/CD in Ethernet, medium muss nicht frei sein, wird einfach gesendet, darum gibt es Kollisionen
- Ethernet-Frame = IEEE Variante (Preambel usw...) und V2 Konform
- wenn viele Kollisionen sind geht Bitrate unter natürlich
- Hub eigenschaften = überträgt einfach auf alle
- Fullduplex = während ich sende kann ich auch daten empfangen
- Fullduplex heisst eigentlich = ich kann CSMA/CD abschalten aber bin trotzdem abhörbereit
- Switch ist schneller weil er weiss wo das paket hingehen muss und kennt die geräte die an ihm angeschlossen sind
- wenn flusskontrolle eingeschaltet dann wird zwischengespeichert
- bei flusskontrolle pausen-frame (z.b server mit 10Gbit und client mit 100Mbit, der server schickt und schickt und vom OS von
client wäre nützlich ein pausen-frame
[bearbeiten] Fast Ethernet
- CSMA/CD immer noch
- Adressierung auch, gleicher Adresskreis
- AUI wurde in MII unbenannt (Der Anschlusstyp)
- den Begriff Hub wurde klar definiert wie er sich zu verhalten hat in fast ethernet
- MLT3 Leitungscodierung nicht so gut wie Manchester Codierung
- 100 Base T4 hier nicht so verbreitet dafür in USA weit verbreitet
[bearbeiten] Autonegotiation
- mit autonegotiation ermöglicht Informationen über die jeweils zur Verfügung stehenden Verbindungsmöglichkeiten (Geschwindigkeit, Duplexfähigkeit)auszutauschen um dann die optimalen Verbindungsparameter zum Aufbau der Verbindung zu nutzen
- autonegotiation-protokoll läuft mit 10Mbit
- station sendet bei autonegotiation ein LTP (link-test-pulse) und sagt machen wir eine party mit 100Mbit oder mit 10Mbit (half / full duplex)
[bearbeiten] Ping Parameters
[bearbeiten] Windows
ping -l 1024 -n 5 10.0.0.1 ( -l = bestimmen von Paketgrösse wo angezeigt wird , -n = wieviele mal, -s = Anzahl Abschnitte )
- ping nicht mittel um durchsatz zu messen sondern um erreichbarkeit von rechner zu überprüfen
[bearbeiten] Wireshark-Software
Test: wir haben zwei Notebooks angeschlossen und gegenseitig ping ausgeführt, einmal in einer richtung einmal in der anderen bei der Software wichtig, dass man die karte angibt wo man abhören will
[bearbeiten] Notizen zum Test mit Wireshark
NBNS = Netbios Name Service net stop server net stop workstation (diese beide befehle in cmd eingeben, damit der rechner nicht sucht nach dem Netbios name) - mit Wireshark keine Integritätsprüfung von Pakete möglich - CRC wird nicht angezeigt - z.b wenn nach ping-vorgang wireshark anzeigt 106 bytes noch 4 bytes dazuzählen für CRC (somit waren 110 Bytes auf dem Kabel) - Bei analyse von Wireshark abschnitt unten, am anfang sind nur informationen von Wireshark, keine effektive sendung der bytes erst die Informationen nachher
[bearbeiten] 11.10.07
[bearbeiten] Repetition
- Stand IEEE - Protokolle auf Layer2
- von duplex kann gesprochen werden wenn zwei geräte (zwei kommunikationspartner) kommunizieren aber zuerst einer dann der andere
- in bezug auf fast-ethernet neu ist sicher full-duplex
- bei fast-ethernet neues Leitungskodierungverfahren (MLT3)
- Probleme bei Auto-Negation wenn ein Kommunikationspartner fix eingestellt hat, dass heisst Sie können am anfang nicht aushandeln welche geschwindigkeit usw...
eine lösung wäre dem switch z.b sagen, das auf diesem port vor auto-negotiation nur 100Mbit drauf laufen soll
[bearbeiten] Gigabit Ethernet
- 1000Mbit/s Bandbreite jetzt
- heute natürlich Mischbetrieb, gemischt 10Mbit, 100Mbit usw....
- neue schnittstelle GMMI ähnlich wie bei fast-ethernet MMI
- 1000Base-LX und 1000BaseFX und 1000 BaseSX standard glasfaser
- 1000Base-CX = Kupferstandard
- 1000Base-T meistverbreitete standard für Gigabit
- 1000Base X bitcodierung ähnlich NRZ (hohe Spannung = 1, niedrige Spannung = 0)
- 1000Base X ist allgemein die FibreChannel Technologie
- Der Mechanismus des Disparity-Flags sorgt dafür, dass die Kodewortfolge einer beliebigen Byte-Zeichenkette immer symmetrisch
(gleich viele 0 und 1 Bits) enthält.
- FC1 Blockcodierung anforderung siehe s.70 also current rd - (wo willkürlich festgelegt wurde) muss symmetrisch zu current rd + sein
- gigabit-ethernet benutzt 4 adernpaare im gegensatz zu fast ethernet wo 2 adernpaare benutzt werden
[bearbeiten] 10GBase Ethernet
- Beschränkung auf stern-topologie d.h switch und strukturierte verkabelung
- Beschränkung auf full duplex übertragung
- wesentliche neuerungen: zwei spezifikationen für physikal layer
- LAN PHY mit 10'000 Mbit/s
- WAN PHY mit 9621.5 Mbit/s
- serial bei folie 78 ist sowie basisband, also es wird eine farbe benutzt
- 64B / 66B codierungsverfahren (64 Bit werden in 66 Bit dargestellt)
- 10Gbit ist klar für single-mode besser geeignet
- Sonet = protokoll für weitverbreitung (ATM), man spricht jetzt nicht mehr von Paketübertragung sondern Zellenübertragung
[bearbeiten] Netzwerkkomponenten
- bridge = 2 x Layer 2 netzwerke verbinden
- router auf layer 3
- repeater verstärkt signal
- switch = gezielte weiterleitung
- collision domain ist eine zahl, anzahl der teilnehmer die eine collision entnehmen
- broadcast domain ist eine zahl, anzahl der teilnehmer die einen broadcast erhalten haben
[bearbeiten] Repeater
- Signalverstärker zur elektrischen Regeneration des Signals
- Verschiedene Medien können gemischt werden
Beispiel: 1 Anschluss für Twisten Pair – 10 Base T, 1 Anschluss für Glasfaser Kabel – 10 Base FL
- Dienen der Erweiterung einzelner LAN Segmente bzgl. Stationsanzahl und Länge
- Wichtig: Begrenzen weder die Collision Domain noch die Broadcast Domain
- Können keine Weiterleitungsentscheidung (Lasttrennung) treffen
- Können (ohne Erweiterungen) nur eine Geschwindigkeit unterstützen
[bearbeiten] Switch
- eigentlich eine Multiportbrücke
Switchverfahren: Virtual Circuit Switching
- jeder switch entscheidet selber welcher virtual kanal zubereitet wird z.b switch 1 sagt um die nachricht nach switch 2 zu senden verwende folgendes kanal
- Blocking entsteht wie auf folie 17, also wenn der switch entscheidet dass nur von port 1 gesendet wird weil beide gleichzeitig wollten, somit geht er auf blocking zustand
- Bridge Identifier muss in Spanning Tree eindeutig sein
[bearbeiten] 13.10.2007
[bearbeiten] RIP
Ein Java Applet, das die Runktionsweise von RIP demonstriert: http://www-mm.informatik.uni-mannheim.de/veranstaltungen/animation/routing/ripdvmrp/
