Network Engineering
ZbW Abtwil, Grundlagen für den Auf- und Ausbau eines IP-basierten Netzwerks 1. Semester
ZbW Abtwil, Grundlagen für den Auf- und Ausbau eines IP-basierten Netzwerks 1. Semester
Wie ist die MAC Adresse aufgebaut?
Erkläre die Bridge (Layer 2)?
- engl. für Brücke
- verbindet 2 Segmente (Layer 2)
- MAC-Bridge
- LLC-Bridge (Translation Bridge)
- führt MAC-Adresstabelle
Erkläre die MAC Tabelle
- MAC Tabelle -> Source Address Table (SAT)
- Zuordnung MAC-Adresse -> Switchport
- wird automatisch generiert
- Reduktion des Datenverkehrs
- MAC-Flooding
Erkläre den Bridge Buffer
- Zwischenspeicherung
Erkläre den Switch (Layer 2)
- engl. für Schalter, Umschalter, Weiche
- Multiport-Bridge
- gezielte Zustellung von Frames
- klassischer Switch arbeitet auf Layer 2
- Hauptunterschied zu Hub ist die Backplane
- Full-Duplex Unterstützung
Erkläre und zeichne zwei Switche auf die miteinander verbunden sind und jeweils 3 Geräte angeschlossen hat (mit Port 8 sind beide Switche verbunden)
Erkläre die Betriebsarten des Switches.
- Cut-through (Fast-Forward-Switching)
- Fragment-Free
- Store-and-Forward
- Adaptive Cut-Through
Erkläre den ARP-Request (ARProtokoll)
Im welchen Layer ist das VLAN & erkläre das VLAN kurz.
- Layer 2
- VLAN -> Virtual LocalArea Network
- ManagedSwitch Voraussetzung
- Logisches Netzwerk innerhalb eines physischen
- IEEE 802.1Q («Tagged» VLAN)
Erkläre den Ethernetframe Aufbau (VLAN).
Nenne Vorteile vom VLAN.
- Keine Verbreitung von Broadcasts über gesamtes Netz
- Einfache Abbildung der Organisationsstruktur auf die Netzwerkstruktur
- Unterstützung dynamischer Netzwerkumbildung
- Räumliche Entfernung der Mitarbeitenden spielt keine Rolle mehr
- Priorisierung (QoS)
Nenne die drei Möglichkeiten der VLAN Unterteilung
- Portbasiertes VLAN (Switch-Ports)
- MAC-basiertes VLAN (angeschlossene Endgerätadresse)
- Protokollbasiertes VLAN (TaggedVLAN)
Was muss beachtet werden beim VLAN betr. Sicherheit?
- Unbelegte Ports deaktivieren und unbenutztes VLAN
- Aktive Ports an denen Endgeräte angeschlossen sind kein Trunking
- Zugriff auf Geräte mit Passwort sichern
Erkläre das SpanningTreeProtocol (STP).
Ist für die Bildung einer schleifenfreien Topologie auf dem Layer2 verantwortlich. Dazu senden alle beteiligten Switches Brigde Protocol Data Units (BPDU) aus, lernen so das Netzwerkkennen und legen die aktiven Wege fest.
Welche Phasen werden beim Spanning Tree Protokolls durchlaufen?
- Blocking
- Listening
- Learning
- Forwarding
- (Disabled)
Dadurch dauert es etwa 45 Sekunden bis der Port Nutzdaten transportiert.
Welche Switch Modi gibts beim VLAN Trunk Protocol (VTP)
Switch Modi:
- Client
- Server
- Transparent
- Off
Welche Speicherarten gibt es beim CISCO-Switch?
- EEPROM (ElectricEresableProgrammableRead OnlyMemory)
- DRAM (Dynamic randomaccessmemory)
- NVRAM (non-volatile randomaccessmemory)
- Boot-ROM
Nenne den Startprozess des CISCO-Switches.
- Power-on-self-Test (POST)
- IOS wird geladen
- Aktuelle Konfiguration in Arbeitsspeicher
Nenne die Konfigurationsmodi des CISCO-Switches.
- User EXEC Switch>
- Privileged EXEC Switch#
- Global Configuration Switch(config)#
- Interface Configuration Switch(config-if)#
- Config-vlan Switch(config-vlan)#
Schreibe ein Beispiel wie ein VLAN auf dem CISCO-Switch erstellt wird.
! Switchnamevergeben
Switch(config) #hostname <Name>
! VLAN TrunkingProtocol auf transparent setzen
Switch(config) #vtp mode transparent
! VLAN 11 erstellen
Switch(config) #vlan 11
Switch(config-vlan) #namePOD*_RED
Switch(config-vlan) #exit
! Port konfigurieren
Switch(config) #interface Fast Ethernet0/1
Switch(config-if) #description RED
Switch(config-if) #switchport mode access (#switchport mode trunk)
Switch(config-if) #switchport access vlan 11
Switch(config-if) #spanning-tree port fast
Switch(config-if) #exit
Was ist ein Netzwerk?
Ein Netzwerk ist eine Gruppe miteinander verbundener Systeme, die in der Lage sind mit einander zu kommunizieren.
Wozu wird ein Netzwerk benutzt?
Datenverbund --> Datenaustausch
Funktionsverbund --> Ressourcen teilen
Erkläre den Begriff "Datenverbund*
- Einfache, schnelle und kostengünstige Kommunikation
- Stets aktuelle Daten --> Effektivität
- Zentrale Datensicherung
- Höhere Verfügbarkeit der Daten --> Verfügbarkeitsverbund
Ekläre den Begriff "Funktionsverbund"
- Speicher
- Rechenleistung
- Peripherie = geringere Kosten
- Drucker, Plotter, Scanner etc.
- Internet Zugang
Erkläre den unterschied zwischen physikalischer und logischer Topologie
- Physikalische Topologie
- Art der Verbindung zwischen den Netzwerkkomponenten
- Logische Topologie
- Sie beschreibt, wie die physikalischen Verbindungen genutzt werden
Welchen Einfluss haben Topologien auf das Netzwerk?
- Maximale Ausdehnung
- Übertragungsgeschwindigkeit
- Hinzufügen oder Abkoppeln von Knoten
- Aufbereitung der Daten
- Auswirkung bei Ausfällen von Netzwerkknoten
Welche Formen kennen wir in der Netzwerktopologie?
Erkläre den Topologien Bus
- Gemeinsames Medium
- Die Enden werden terminiert (Abschlusswiederstand 50Ω)
- Übertragungsgeschwindigkeit max. 10 Mbit/sEs kann jeweils nur eine Station Daten übertragen, da sonst Kollisionen auftreten
Nenne Vor- und Nachteile eines Topolobien Bus
- Vorteile
- Keine Störung bei Ausfall eines Rechners
- geringe Verkablungskosten
- leicht erweiterbare Ereichbarkeit
- Nachteile
- Ausfall des gesamten Netzwerk nach einem Kabelbruch
- Kabelfehler sind schwer zu orten
- geteilte Bandbreite des Übertragungsmediums
- nicht Abhörsicher
Ekläre den Topologien Ring
- Geschlossener Ring (logisch)
- Übertragungsraten von 4, 16 oder 100 Mbit/s
- Es kann jeweils nur eine Station Daten übertragen
Nenne Vor- und Nachteile des Topologien Rings
- Vorteile
- Alle Stationen haben die gleichen Chance für den Zugriff aufs Medium
- leichte Erweiterbaarkeit
- Nachteile
- Ausfall des gesamten Netzwerks nach einem Kabelbruch
- Ausfall des gesamten Netzwerks nach dem Ausfall der MAU
- geteilte Bandbreite des Übertragungsmediums
- nicht abhörsicher
- hohe Verkablungskosten
Erkläre die Topologie Stern
- Zentraler Vermittlungsknoten (Switch, Hub, usw.)
- max. länge 100m
- Übertragungsgeschwindigkeit von mehr als 10 Gbit/s
- CAT5 (100Mbit/s)
- CAT5e (1000 Mbit/s)
Nenne Vor- und Nachteile der Topologie Stern
- Vorteile
- Dedizierter Zugriff aufs Medium
- leichte Erweiterbarkeit
- Ausfall einzelner Rechner nach einem Kabelbruch
- Nachteile
- Ausfall gesamtes Netzwerk nach dem Ausfall des HUB/Swicht
- hohe Verkablungskosten
Was heisst BAN?
Nenne den Anwedungsbereich und einige Vorteile.
BAN = Body Area Network (Ausweitung ca. 1-2 Meter)
- Anwedungsbereich
- Einbau in Funkhörgeräte
- Überwachung von Säuglingen
- Untersuchung in Schlaflaboren
- Integration in Pulsmesser beim Joggen
- Vorteile
- Arbeitsbereich 2,45 GHz
- geringe Sendeleistung bis 10 mW
- minimaler Stromverbrauch
Was heisst PAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
PAN = Personal Area Network (Ausweitung ca. 10 Meter)
- Anwendungsbereich
- PDAs
- USB
- FireWire
- IrDA
- Bluetooth, Infrarot etc.
Was heisst LAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
LAN = Local Area Network (Ausweitung ca. 1-2 km)
- Anwedungsbereich
- Firmengebäude
- Verbindungen
- Ethernet Kupfer, Twistet Pair (TP)
- Glasfaser
- WLAN (Wireless Local Area Netzwork)
Was heisst MAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
MAN = Metropolotan Area Network (Ausweitung bis ca. 100 km)
- Anwendungsbereich
- Grössere Städte
- einzelne Firmengebäude über Standleitungen
- Verbindungen
- Ethernet Kupfer, Twistet Pair (TP)
- Glasfaser
Was heisst WAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
WAN = Wide Area Network (Ausweitung: Länder und Kontinente)
- Anwendungsbereich
- Grössere Städte
- einzelne Firmengebäude über Standleitungen
- Verbindungen
- Glasfaser
- Satelliten
Was heisst GAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
GAN = Global Area Network (Ausweitung: die ganze Erde)
- Anwedungsbereich
- Grössere Städte
- einzelne Firmengebäude über Standleitunge
- Verbindunge
- Glasfaser
- Satelliten
Erkläre den Begriff Intranet.
- einige Funktionen eines Intranets
- Bereitstellung von unternehmensbezogenen Informationen
- Bereitstellung von technischen Dokumenten
- Datenaustausch zwischen Mitarbeitern
- Messenger-Dienst
- Foren, Chats, usw.
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Cartes-fiches
Was ist ein Netzwerk?
Ein Netzwerk ist eine Gruppe miteinander verbundener Systeme, die in der Lage sind mit einander zu kommunizieren.
Wozu wird ein Netzwerk benutzt?
Datenverbund --> Datenaustausch
Funktionsverbund --> Ressourcen teilen
Erkläre den Begriff "Datenverbund*
- Einfache, schnelle und kostengünstige Kommunikation
- Stets aktuelle Daten --> Effektivität
- Zentrale Datensicherung
- Höhere Verfügbarkeit der Daten --> Verfügbarkeitsverbund
Ekläre den Begriff "Funktionsverbund"
- Speicher
- Rechenleistung
- Peripherie = geringere Kosten
- Drucker, Plotter, Scanner etc.
- Internet Zugang
Erkläre den unterschied zwischen physikalischer und logischer Topologie
- Physikalische Topologie
- Art der Verbindung zwischen den Netzwerkkomponenten
- Logische Topologie
- Sie beschreibt, wie die physikalischen Verbindungen genutzt werden
Welchen Einfluss haben Topologien auf das Netzwerk?
- Maximale Ausdehnung
- Übertragungsgeschwindigkeit
- Hinzufügen oder Abkoppeln von Knoten
- Aufbereitung der Daten
- Auswirkung bei Ausfällen von Netzwerkknoten
Welche Formen kennen wir in der Netzwerktopologie?
Erkläre den Topologien Bus
- Gemeinsames Medium
- Die Enden werden terminiert (Abschlusswiederstand 50Ω)
- Übertragungsgeschwindigkeit max. 10 Mbit/sEs kann jeweils nur eine Station Daten übertragen, da sonst Kollisionen auftreten
Nenne Vor- und Nachteile eines Topolobien Bus
- Vorteile
- Keine Störung bei Ausfall eines Rechners
- geringe Verkablungskosten
- leicht erweiterbare Ereichbarkeit
- Nachteile
- Ausfall des gesamten Netzwerk nach einem Kabelbruch
- Kabelfehler sind schwer zu orten
- geteilte Bandbreite des Übertragungsmediums
- nicht Abhörsicher
Ekläre den Topologien Ring
- Geschlossener Ring (logisch)
- Übertragungsraten von 4, 16 oder 100 Mbit/s
- Es kann jeweils nur eine Station Daten übertragen
Nenne Vor- und Nachteile des Topologien Rings
- Vorteile
- Alle Stationen haben die gleichen Chance für den Zugriff aufs Medium
- leichte Erweiterbaarkeit
- Nachteile
- Ausfall des gesamten Netzwerks nach einem Kabelbruch
- Ausfall des gesamten Netzwerks nach dem Ausfall der MAU
- geteilte Bandbreite des Übertragungsmediums
- nicht abhörsicher
- hohe Verkablungskosten
Erkläre die Topologie Stern
- Zentraler Vermittlungsknoten (Switch, Hub, usw.)
- max. länge 100m
- Übertragungsgeschwindigkeit von mehr als 10 Gbit/s
- CAT5 (100Mbit/s)
- CAT5e (1000 Mbit/s)
Nenne Vor- und Nachteile der Topologie Stern
- Vorteile
- Dedizierter Zugriff aufs Medium
- leichte Erweiterbarkeit
- Ausfall einzelner Rechner nach einem Kabelbruch
- Nachteile
- Ausfall gesamtes Netzwerk nach dem Ausfall des HUB/Swicht
- hohe Verkablungskosten
Was heisst BAN?
Nenne den Anwedungsbereich und einige Vorteile.
BAN = Body Area Network (Ausweitung ca. 1-2 Meter)
- Anwedungsbereich
- Einbau in Funkhörgeräte
- Überwachung von Säuglingen
- Untersuchung in Schlaflaboren
- Integration in Pulsmesser beim Joggen
- Vorteile
- Arbeitsbereich 2,45 GHz
- geringe Sendeleistung bis 10 mW
- minimaler Stromverbrauch
Was heisst PAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
PAN = Personal Area Network (Ausweitung ca. 10 Meter)
- Anwendungsbereich
- PDAs
- USB
- FireWire
- IrDA
- Bluetooth, Infrarot etc.
Was heisst LAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
LAN = Local Area Network (Ausweitung ca. 1-2 km)
- Anwedungsbereich
- Firmengebäude
- Verbindungen
- Ethernet Kupfer, Twistet Pair (TP)
- Glasfaser
- WLAN (Wireless Local Area Netzwork)
Was heisst MAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
MAN = Metropolotan Area Network (Ausweitung bis ca. 100 km)
- Anwendungsbereich
- Grössere Städte
- einzelne Firmengebäude über Standleitungen
- Verbindungen
- Ethernet Kupfer, Twistet Pair (TP)
- Glasfaser
Was heisst WAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
WAN = Wide Area Network (Ausweitung: Länder und Kontinente)
- Anwendungsbereich
- Grössere Städte
- einzelne Firmengebäude über Standleitungen
- Verbindungen
- Glasfaser
- Satelliten
Was heisst GAN?
Nenne den Anwedungsbereich.
GAN = Global Area Network (Ausweitung: die ganze Erde)
- Anwedungsbereich
- Grössere Städte
- einzelne Firmengebäude über Standleitunge
- Verbindunge
- Glasfaser
- Satelliten
Erkläre den Begriff Intranet.
- einige Funktionen eines Intranets
- Bereitstellung von unternehmensbezogenen Informationen
- Bereitstellung von technischen Dokumenten
- Datenaustausch zwischen Mitarbeitern
- Messenger-Dienst
- Foren, Chats, usw.
Erkläre den Begriff Extranet
- einige Funktionen eines Extranets
- Zugriff von externen Partner auf Informationen
- Login für den Zugriff
Erkläre den Begriff Internet
Zu den Diensten im Internet gehören unter anderem:
- E-Mails
- Suchdienste
- FTP
- Diskussionsforen
- Foren, Chats, usw
Erkläre Netzwerk Architekturen?
- Unterschiedliche Rollen
- Rechner die Dienste in Anspruch nehmen Clients (engl.: client = Kunde)
- Rechner die Dienste anbieten Server (engl.: to serve = bedienen) $
- Je nach Rollenverteilung zwei unterschiedliche Konzepte:
- Peer-to-Peer
- Client-Server
Erkläre die Peer-to-Peer Architektur
- Jeder Computer kann Ressourcen (z.B. Festplattenplatz, Drucker, - CD-Rom usw.) andern Computern zur Verfügung stellen (freigeben).
- Jeder Benutzer kann (falls Berechtigungen vorhanden) auf die - freigegebenen Ressourcen der anderen Computer zugreifen.
- Jeder Benutzer ist selber verantwortlich für die Freigabe und Sicherheit - seiner Ressourcen.
Nenne Vor- und Nachteile der Peer-to-Peer Architektur
- Vorteile
- Sehr einfach zu bewerkstelligen
- Keine extra Kosten für einen Server
- Kein spezielles Serverbetriebssystem
- Nachteile
- Keine zentrale Verwaltung der Ressourcen und Benutzer.
- Hoher Verwaltungsaufwand schon bei kleinen Netzwerken
Nenne die Anforderung der Client-Server Architektur
- Anforderungen:
- entsprechende Server-Software
- mehrere Hardware Server
- RAM, CPUs, Festplattenkapazitäten
- Ausfallsicherheit
Nenne Vor- und Nachteile der Client-Server Architektur
- Vorteile
- Zentrale Verwaltung der Benutzer, Ressourcen und Dienste
- Teure Geräte (z.B. Drucker) von mehreren Benutzer benutzt werden.
- Daten können zentralisiert und gespeichert werden
- Nachteile
- Es müssen spezielle Rechner (redundante Netzteile und Festplatten) angeschafft werden
- Es sind spezielle (zumeist teure) Netzwerkbetriebssysteme notwendig
Erkäre den Begriff Datenmenge
Grösse einer Datei (Bytes, MBytes, GB)
Erkläre den Begriff Datendurchsatz und –übertragungsrate
- Welche Datenmenge (Bits) pro Zeiteinheit (z.B. Sekunde) transportiert werden können
- Datendurchsatz = nur Nutzdaten
- Datenübertragungsrate = Nutzdaten und Steuerdaten
Wie wird die Übertragungszeit berrechnet?
Wie wird die Datenmenge berrechnet?
Wie wird die Übertragungsrate berrechnet?
Welche Gremien & Normen kennen wir bei der Verkablung?
- ISO/IEC 11801:2002
- CENELEC EN 50173:2002
- TIA/EIA 568B:2002
Für was wird ein Koaxialkabels gebraucht und wie ist es aufgebaut?
- Funk- und Fernsehtechnik
- Busnetzen
- Besteht meist aus Kupfer
- Kabelkern etweder als Draht oder Litze
- Um den Kern ein Dielektrikum
- Als Abschirmung um Dielektrikum ein Geflecht
- Ummantelung aus Kunststoff
Nenne einige Typen des Koaxialkabels.
- RG-11 / Basiband / Thick Ethernet
- RG-58 / Basiband / Thin Ethernet
- RG-59 / Breitband / Kabel-TV
- RG-62 / Basisband / ARCNet
Nenne Eigenschaften eines Koaxialkabels.
- Kann analoge sinusförmige Wechselstromsignale unterschiedlicher Frequenzen übertragen
- Frequenz = Schwingungen pro Zeiteinheit
- Zeiteinheit 1s ergibt die Masseinheit Hertz1 Hz = 1/s
- Koaxialkabel besitzen verschiedene physikalische Eigenschaften (z.B. Maximalfrequenz, Dämpfung)
- Bandbreite = Differenz aus Maximal-und Minimalfrequenz
- Dämpfung (db)
- Wellenwiederstand (Kabelimpedanz)
- Breitband und Basisband
Erkläre das Thicknet (Koaxialkabel)
- Auch Yellow Cable, 10Base5 oder RG11 genannt
- Starres Koaxialkabel (ca. 1 cm Durchmesser)
- Innenleiter wesentlich dicker als beim Thinnet
- Kabelimpedanz 50 Ohm
- Max. 500 m
- Dicke Isolation -> weniger anfällig für äussere Störungen
Erkläre das Thinnet (Koaxialkabel)
- Auch Cheapnet-oder Cheapernet-Kabel, 10Base2-oder RG-58-Kabel genannt
- Flexibler (ca. 5 –7mm Durchmesser)
- Höhere Dämpfung -> kürzere Leitungslänge
Welches sind die zwei Hauptgruppen beim Twisted-Pair-Kabel?
- UTP (UnshieldedTwisted-Pair)
- STP (ShieldedTwisted-Pair)
Nenne die Bezeichnungsschemas der Twisted-Pair-Kabel
