Klassenarbeit Vorbereitung - Netzwerktechnik

• IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers: Ein Berufsverband für Ingenieure, der Standards in der Elektrotechnik und Informationstechnik entwickelt.
  Beispiel: IEEE 802.11 definiert WLAN-Standards.


• IETF - Internet Engineering Task Force: Eine Organisation, die Internetstandards wie TCP/IP entwickelt und fördert.
  Beispiel: IETF arbeitet an Protokollen für IPv6.


• RFC - Request for Comments: Dokumente, die neue Forschungsergebnisse oder Innovationen im Internet beschreiben und zur Diskussion stellen.
  Beispiel: RFC 791 beschreibt das IPv4-Protokoll.


• ISO - International Organization for Standardization: Eine internationale Normungsorganisation, die weltweit gültige Standards entwickelt.
  Beispiel: ISO 27001 für Informationssicherheits-Management.


• OSI - Open Systems Interconnection: Ein Referenzmodell zur Beschreibung der Kommunikation in Netzwerken über sieben Schichten.
  Beispiel: OSI-Modell hilft beim Verständnis von Netzwerkprotokollen.


• DIN - Deutsches Institut für Normung: Nationale Normungsorganisation Deutschlands.
  Beispiel: DIN A4 ist eine Standardpapiergröße.


• IANA - Internet Assigned Numbers Authority: Verantwortlich für die Verwaltung globaler IP-Adressen und DNS-Root-Zonen.
  Beispiel: IANA koordiniert die Zuweisung von IP-Adressen.


• RJ - Registered Jack: Standardisierte physische Netzwerkschnittstellen.
  Beispiel: RJ45-Stecker werden für Ethernet-Kabel verwendet.


• EIA - Electronic Industries Alliance: Ein Verband der Elektronikindustrie, der Standards entwickelt hat (heute nicht mehr aktiv).
  Beispiel: EIA-Standards für serielle Kommunikation.


• TIA - Telecommunications Industry Association: Entwickelt Standards für Telekommunikationstechnologien.
  Beispiel: TIA/EIA-568 definiert Verkabelungsstandards.


• MAC - Media Access Control: Unverwechselbare Hardware-Adresse eines Netzwerkgeräts auf der Sicherungsschicht.
  Beispiel: Jeder Netzwerkadapter hat eine eindeutige MAC-Adresse.


• DNS - Domain Name System: Ein System zur Umwandlung von Domainnamen in IP-Adressen.
  Beispiel: www.beispiel.de wird in eine IP-Adresse aufgelöst.


• NAT - Network Address Translation: Verfahren zur Übersetzung von privaten IP-Adressen in öffentliche IP-Adressen.
  Beispiel: Ein Router nutzt NAT, um mehrere Geräte mit dem Internet zu verbinden.


• ARP - Address Resolution Protocol: Protokoll zur Zuordnung von IP-Adressen zu MAC-Adressen im lokalen Netzwerk.
  Beispiel: ARP-Anfragen ermitteln die MAC-Adresse eines Zielhosts.


• STP - Spanning Tree Protocol: Protokoll zur Vermeidung von Schleifen in redundanten Netzwerkstrukturen.
  Beispiel: STP deaktiviert bestimmte Ports, um Netzwerkloops zu verhindern.


• RSTP - Rapid Spanning Tree Protocol: Eine schnellere Version von STP, die schnellere Konvergenzzeiten bietet.
  Beispiel: RSTP reduziert die Umschaltzeiten bei Netzwerkausfällen.


• DDNS - Dynamic Domain Name System: Ermöglicht die automatische Aktualisierung eines DNS-Namens bei wechselnder IP-Adresse.
  Beispiel: Heimnetzwerke mit dynamischer IP nutzen DDNS für Fernzugriff.


• WAN - Wide Area Network: Ein Weitverkehrsnetzwerk, das große geografische Bereiche abdeckt.
  Beispiel: Das Internet ist das größte WAN.


• ISP - Internet Service Provider: Ein Anbieter, der Zugang zum Internet bereitstellt.
  Beispiel: Telekom oder Vodafone als ISP für Heimanschlüsse.


• LAN - Local Area Network: Ein lokales Netzwerk, das Geräte in einem begrenzten Bereich verbindet.
  Beispiel: Das Netzwerk in einem Bürogebäude.


• VLAN - Virtual Local Area Network: Logische Gruppierung von Netzwerkgeräten unabhängig von ihrer physischen Position.
  Beispiel: Trennung von Gast- und Firmennetzwerk über VLANs.

• Repeater: Ein Gerät, das Signale verstärkt oder regeneriert, um größere Distanzen zu überbrücken.
  Beispiel: WLAN-Repeater erweitern die Reichweite eines drahtlosen Netzwerks.


• Hub: Ein Netzwerkgerät, das Datenpakete an alle angeschlossenen Ports sendet.
  Beispiel: Ein Hub verteilt eingehende Daten an alle Geräte im Netzwerk.


• Bridge: Verbindet zwei Netzwerksegmente auf der Sicherungsschicht und filtert Datenverkehr basierend auf MAC-Adressen.
  Beispiel: Eine Bridge kann zwei Ethernet-Segmente miteinander verbinden.


• Switch: Leitet Datenpakete gezielt an den richtigen Port basierend auf MAC-Adressen.
  Beispiel: Ein Switch verbindet mehrere Geräte effizient in einem LAN.


• Router: Leitet Datenpakete zwischen verschiedenen Netzwerken basierend auf IP-Adressen weiter.
  Beispiel: Ein Router verbindet das Heimnetzwerk mit dem Internet.


• Layer 3 Switch: Kombiniert die Funktionen eines Switches und Routers, arbeitet auf Schicht 2 und 3 des OSI-Modells.
  Beispiel: L3-Switches ermöglichen VLAN-Routing innerhalb eines Netzwerks.

Das ISO/OSI-Modell ist ein Referenzmodell mit sieben Schichten, das die Kommunikation in Netzwerken beschreibt:

1. Bitübertragungsschicht (Physikalische Schicht): Überträgt Bits über physische Medien.
   Beispiel: Elektrische Signale über ein Ethernet-Kabel.


2. Sicherungsschicht (Data Link Layer): Sichert die Datenübertragung und regelt den Zugriff auf das Übertragungsmedium.
   Beispiel: MAC-Adressen und Ethernet-Frames.


3. Vermittlungsschicht (Network Layer): Verantwortlich für die Wegfindung und Weiterleitung von Datenpaketen.
   Beispiel: IP-Adressen und Routing-Protokolle.


4. Transportschicht (Transport Layer): Gewährleistet den zuverlässigen Datentransfer zwischen Endgeräten.
   Beispiel: TCP und UDP Protokolle.


5. Sitzungsschicht (Session Layer): Steuerung von Verbindungen und Sitzungen zwischen Anwendungen.
   Beispiel: Verwaltung von Sitzungen in Webanwendungen.


6. Darstellungsschicht (Presentation Layer): Übersetzt Datenformate und verschlüsselt Daten.
   Beispiel: Konvertierung von Datenformaten wie JPEG oder ASCII.


7. Anwendungsschicht (Application Layer): Schnittstelle für Anwendungen zur Kommunikation über das Netzwerk.
   Beispiel: HTTP für den Zugriff auf Webseiten.

Strukturierte Verkabelung ist ein standardisiertes Konzept für die Verkabelung von Gebäuden und Rechenzentren. Es ermöglicht eine flexible, skalierbare und organisierte Netzwerkumgebung.

Beispiel: In einem Bürogebäude sind alle Arbeitsplätze nach einem einheitlichen Schema verkabelt, was einfache Änderungen und Erweiterungen ermöglicht.

Netztopologien beschreiben die physische oder logische Anordnung von Netzwerken:

• Stern-Topologie: Alle Geräte sind an einen zentralen Knoten (z.B. Switch) angeschlossen.
  Beispiel: Modernes Ethernet-Netzwerk.


• Bus-Topologie: Alle Geräte teilen sich ein gemeinsames Übertragungsmedium.
  Beispiel: Ältere Ethernet-Netzwerke mit Koaxialkabel.


• Ring-Topologie: Geräte sind in einem geschlossenen Kreis verbunden, Daten werden in eine Richtung übertragen.
  Beispiel: FDDI-Netzwerke.


• Baum-Topologie: Kombination aus Bus- und Stern-Topologie mit hierarchischer Struktur.
  Beispiel: Große Unternehmensnetzwerke.


• Maschen-Topologie: Jedes Gerät ist mit mehreren anderen Geräten verbunden, hohe Redundanz.
  Beispiel: Internet-Backbone-Struktur.

Ein Ethernet-Frame ist ein Datenpaket auf der Sicherungsschicht mit folgenden Feldern:

• Präambel: Synchronisation für den Empfänger.


• Start Frame Delimiter (SFD): Markiert den Beginn des Frames.


• Ziel-MAC-Adresse: Empfängeradresse.


• Quell-MAC-Adresse: Absenderadresse.


• Typ/Länge: Identifiziert das Protokoll oder die Länge der Daten.


• Daten: Nutzdaten und ggf. Pad zur Mindestlänge.


• Frame Check Sequence (FCS): Fehlerprüfung durch CRC.

STP ist ein Protokoll zur Vermeidung von Schleifen in redundanten Netzwerkstrukturen. Es bestimmt einen einzigen Pfad durch das Netzwerk und deaktiviert redundante Verbindungen.

• Root Bridge: Der zentrale Knoten im STP-Baum, von dem aus alle Pfade berechnet werden.


• Root Port: Port eines Switches mit dem kürzesten Pfad zur Root Bridge.


• Designated Port: Port, der für ein Netzwerksegment verantwortlich ist und Daten weiterleitet.


• Blocked Port: Port, der deaktiviert ist, um Schleifen zu verhindern.

Bridge Protocol Data Unit (BPDU): Nachrichten, die von Switches zum Austausch von STP-Informationen verwendet werden. Wichtige Felder sind:

• Root Identifier: Identifiziert die Root Bridge.


• Cost: Kosten des Pfades zur Root Bridge.


• Bridge Identifier: Identifiziert den sendenden Switch.


• Port Identifier: Identifiziert den Port, über den die BPDU gesendet wurde.

• Broadcast: Nachricht an alle Geräte im Netzwerksegment.
  Beispiel: ARP-Anfrage an alle Hosts im LAN.


• Multicast: Nachricht an eine definierte Gruppe von Empfängern.
  Beispiel: Streaming von Live-Videos an Abonnenten.


• Unicast: Nachricht an einen einzelnen Empfänger.
  Beispiel: E-Mail-Versand an einen Kontakt.


• Anycast: Nachricht an den nächstgelegenen Empfänger aus einer Gruppe.
  Beispiel: DNS-Anfrage an den nächstgelegenen Server.