rn

American Standard Code for Information Interchange

Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection) ist ein Schichtenmodell mit 7 Ebenen, das den Ablauf der Netzwerkkommunikation standardisiert und vereinfacht.

Die Sicherungsschicht sorgt für eine fehlerfreie Übertragung von Datenrahmen zwischen zwei direkt verbundenen Geräten. Sie regelt den Medienzugriff, adressiert Geräte mit MAC-Adressen und erkennt Übertragungsfehler.

Datenkapselung beschreibt das sukzessive Verpacken von Daten in Header jeder Protokollschicht. Beim Sender wird der Datenstrom von oben nach unten verpackt, beim Empfänger von unten nach oben entpackt.

STP verhindert Schleifen auf der Sicherungsschicht, indem es einen kreisfreien Baum (Spanning Tree) aus allen Bridges erstellt. Fällt eine Verbindung aus, wird ein neuer Spannbaum gebildet, um Ausfallsicherheit zu gewährleisten.

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) ist ein Zugriffsverfahren, bei dem Geräte den Kanal abhören, vor dem Senden prüfen ob er frei ist, und bei einer erkannten Kollision das Senden abbrechen und erneut versuchen.

Die minimale Rahmenlänge stellt sicher, dass Kollisionen erkannt werden können, bevor das sendende Gerät den gesamten Rahmen überträgt. Dadurch kann ein fehlerhafter Rahmen erneut gesendet werden.

Das Cyclic Redundancy Check (CRC) Verfahren berechnet aus dem Rahmen eine Prüfsumme. Der Empfänger führt dieselbe Berechnung durch und vergleicht das Ergebnis. Bei Abweichung wird der Rahmen verworfen.

Eine Kollisionsdomäne ist ein Bereich im Netzwerk, in dem Datenpakete kollidieren können, wenn zwei Geräte gleichzeitig senden. Durch Switches kann eine Kollisionsdomäne segmentiert werden.

MAC-Adressen sind 48 Bit lang und bestehen aus einem Herstelleranteil (OUI) und einem gerätespezifischen Anteil. Sie werden hardwareseitig vergeben und dienen der eindeutigen Identifikation im LAN.

Das Address Resolution Protocol (ARP) fragt im Netzwerk per Broadcast nach der MAC-Adresse zu einer bekannten IP-Adresse. Das Gerät mit dieser IP antwortet und übermittelt seine MAC-Adresse.

Die physikalische Topologie beschreibt die tatsächliche Verkabelung und Anordnung der Geräte im Netzwerk, während die logische Topologie den Weg beschreibt, den Daten durch das Netzwerk nehmen – unabhängig von der Verkabelung.

Eine Kollisionsdomäne ist ein Netzwerksegment, in dem Datenkollisionen auftreten können, wenn zwei Geräte gleichzeitig senden. Sie lässt sich durch Switches oder Router segmentieren, da diese gezielt Daten weiterleiten.

In einer Ring-Topologie ist jeder Knoten mit genau zwei anderen verbunden, sodass ein geschlossener Kreis entsteht. Daten werden von Knoten zu Knoten weitergegeben, bis sie das Ziel erreichen.

Die Latenzzeit gibt an, wie lange ein Datenpaket von der Quelle zum Ziel braucht. Eine geringe Latenz ist wichtig für Echtzeitanwendungen wie VoIP oder Online-Gaming.

Ein Switch arbeitet auf der Sicherungsschicht, analysiert MAC-Adressen und leitet Daten zielgerichtet an den richtigen Port weiter, wodurch er Kollisionsdomänen reduziert und die Netzwerkleistung verbessert.

Ein PAN (Personal Area Network) deckt nur wenige Meter ab (z. B. Bluetooth), während ein WAN (Wide Area Network) große geografische Bereiche wie Städte oder Länder verbindet (z. B. das Internet).

Vorteil: hohe Ausfallsicherheit, da viele redundante Verbindungen existieren. Nachteil: hoher Verkabelungs- und Konfigurationsaufwand, besonders bei großen Netzen.

Bandbreite wird durch das Übertragungsmedium, die Anzahl der Nutzer, Protokolle, Störungen und die Leistungsfähigkeit der Netzwerkgeräte beeinflusst.

Ein Repeater verstärkt elektrische Signale, um die Reichweite eines Netzwerks zu vergrößern. Er arbeitet auf der Bitübertragungsschicht (Layer 1) und führt keine Adressierung durch.

Switches analysieren MAC-Adressen und leiten Daten gezielt weiter, was Kollisionen vermeidet. Hubs hingegen senden Daten an alle Ports, was ineffizient ist und zu mehr Kollisionen führt.