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• Welche drei Medien zum Zweck der Datenkommunikation sind weit verbreitet? Das Medium beruht auf einem bestimmten physikalischen Phänomen, das örtlich verteilt beobachtet werden kann und sich deswegen zur Datenkommunikation eignet. Als Medien weit verbreitet sind zum einen terristrische Medien, wie zum Beispiel metallische Leiter mit elektrischem Strom oder Glasfasern mit Licht. Zum anderen sind auch Äthermedien (Luft, Raum) geeignet, welche über elektromagnetische Wellen kommunizieren. Auch der Schall (oder Ultraschall) eignet sich als Medium zur Datenübertragung.
• Was ist analoges und was ein digitales Netz?   Bei einem analogen Netz werden die Funksignale durch die Modulation von Schwingungsfrequenzen übertragen. Auf eine konstante Trägerfrequenz werden schwingende Informationssignale aufmoduliert. Die Veränderungen von der Stärke des Wellenaussschlages und Frequenz ergeben dabei die Information. Bei einem digitalen Netz werden Ketten von 1/0 (Ja/Nein) Informationen übertragen, deren Zahl und Reihenfolge die übertragene Information enthält.  
• Was wird unter einer ungeraden Parität verstanden? Und was unter einer geraden? Wozu dient das Verfahren der Parität? Unter der Parität einer Folge versteht man die Anzahl der Einsen in der Bitfolge. Setzt man z.B. Auf eine ungerade Parität, so wird ein den Nutzdaten zu ergänzendes Paritätsbit auf binär 1 gesetzt, wenn die Anzahl der Einsen in den Nutzdaten gerade ist. Mit gerade oder ungerade ist also die Anzahl gesetzter Datenbits inklusive des Paritätsbits gemeint. Hätte die eben angesprochene Bitfolge also schon anfangs über eine ungerade Anzahl der Einsen verfügt, wäre kein Paritätsbit gesetzt worden. Das Verfahren der Parität dient zur Erkennung und Behandlung von Übertragungsfehlern, beispielsweise das Erstellen und Senden von falschen Paketen seitens des Empfängers.
• Welche zwei prinzipiellen Verfahren zur Erkennung von Bitfehlern innerhalb eines Pakets gibt es? Es gibt zum einen das Verfahren der Parität. Hierbei wird ein sogenanntes Paritätsbit an die Bitfolge angehängt. Durch eine Paritätsprüfung können Bitkipper entdeckt und behoben werden. Dies gelingt jedoch nur teilweise, da bei einer geraden Parität nur ungerade fehlerhafte Bitfolgen entdeckt werden können, gerade fehlerhafte Bitfolgen bleiben unangetastet. Zum anderen gibt es das Verfahren der Prüfsummenbildung. Beim Cyclic Redundancy Check werden die Bytes eines Blocks als integer Werte betrachtet und durch eine mathematische Funktion verarbeitet, welche einen besonderen Wert berechnet, der repräsentativ für den gesamten Block ist. Diese Prüfsumme würde schon bei einer minimalen Änderung des Blockes verändert und ein Fehler daher sofort erkannt werden.
• Aus welchen Bestandteilen besteht ein Datenpaket? Welcher Bestandteil muss immer vorhanden sein? Die Protocol Data Unit (Paket) ist ein separierter Block von Daten. Ein Datenpaket ist ein Paket mit Nutzdaten. Es besteht aus dem Header (Kopf mit Verwaltungsinformationen), dem Body (Daten) und dem Trailer (Nachspann mit Daten zur Fehlererkennung). Dabei sind der Header und der Body obligatorisch, der Trailer hingen nur optional.
• Was wird unter einem Zeitmultiplexverfahren verstanden? Und was unter einem Frequenzmultiplexverfahren? Das Multiplexing ist ein Verfahren, das eine unabhängige Mehrfachverwendung eines Betriebsmittels durch mehrere Nutzer, insbesondere eines Mediums bzw. einer Verbindung realisiert. Beim Zeitmultiplexverfahren wechseln sich die Benutzer zu verschiedenen Zeitpunkten bei der Benutzung der Verbindung ab. Beim Frequenzmultiplexverfahren verwenden die Benutzer verschiedene Frequenzen, die sich gegenseitig nicht stören. Das nutzbare Frequenzband des Übertragungsmediums wird daher in mehrere Teilbänder aufgeteilt.
• Wie sieht der grundsätzliche Aufbau einer Bitkette bei der asynchronen Datenübertragung eines Bytes samt Fehlererkennung auf dem Medium aus? Und wie ohne Fehlererkennung? Vor dem Senden eines Bytes ist zunächst stets eine Pause, in der das Signal für 0 gesendet wird. Vor dem Senden der Informationen wird ein 1-Bit gesendet, das zur temporären Synchronisation des Empfänger-Taktgenerators dient und anschließend die festgelegte Anzahl an Bits gesendet. Am Ende werden noch ein oder zwei Stoppbits zum Ausklingen in die Pause gesendet. Es gibt keinen einheitlichen Datentakt.
• Durch welche Vereinbarung zwischen Sender und Empfänger wird es möglich, dass der Empfänger erschließen kann, dass der Sender nichts gesendet hat? Beachten Sie dabei, dass auf der Leitung immer ein eindeutiges Signal mit der Bedeutung 0 oder 1 Bei der asynchronen Übertragung gibt es Start und Stopbits, die dem Empfänger eine Pause des Senders vermitteln. Bei der synchronen Übertragung werden Start und Stopbits weggelassen, dafür werden vom Sender permament Bytes mit der Bedeutung "nichts" gesendet. Informationen werden dann vom Sender mit Hilfe von Paketen übertragen, danach folgt entweder ein weiteres Paket oder aber die Synchronisationszeichen mit den eben erwähnten nichtssagenden Bytes.
• Wozu dient ein Modem? Für was ist das Wort „Modem“ ein Kürzel? Modem ist ein Akronym und bildet sich aus den beiden Wörtern Modulator und Demodulator. Binäre Dateien werden vom Sender moduliert, der Empfänger demoduliert die analogen Daten. Das Modem dient allein zur Übertragung und wird dementsprechend auch nur als Datenübertragungseinrichtung verwendet.
• Worin besteht der Unterschied zwischen der synchronen und der asynchronen Übertragungsart? Welche der beiden Übertragungsarten ist leistungsfähiger? Bei der synchronen Datenübertragung wird die Übertragung einzelner Bits zwischen Sender und Empfänger mit einem Taktsignal zeitlich synchronisiert. Es müssen dabei gleiche Taktfrequenzen zwischen Sender und Empfänger vorliegen, es besteht dadurch eine starre Phasenbeziehung zwischen den Signalen. Bei der asynchronen Übertragung hingegen werden Sender und Empfänger nur während der Dauer der Übertragung synchronisiert, danach können sie asynchron werden. Es liegt dann keine starre Phasenbeziehung mehr vor und es können beliebig lange Pausen auftreten. Die synchrone Datenübertragung ist wesentlich leistungsfähiger, bei der älteren asynchronen Datenübertragung wird die Leitung nur zu 70% ausgenutzt.
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• Welche üblichen Modulationsverfahren zur Kodierung digitaler Signale für analoge Netze gibt es? Nennen Sie drei. Als Modulationsverfahren gibt es die Frequenzmodulation (eine Schwingung = 1, zwei Schwingungen = 0), die Amplitudenmodulation (0 ist Amplitude A1, 1 ist A2 mit derselben Frequenz) und die Phasenmodulation (0 ist kein Phasensprung, 1 ist Sprung mit der selben Frequenz und Amplitude).
• Beschreiben Sie das Prinzip der Pulse Code Modulation. Werden hierbei digitale Daten für ein analoges Netz aufbereitet? Die Pulse Code Modulation (PCM) ist ein Pulsmodulationsverfahren, das ein analoges Signal in ein zeit - und wertdiskretes digitales Signal umsetzt. Bei der PCM werden zunächst in einem festen Zeitraser Abtastungen pro Sekunde durchgeführt, die den Spannungswert der Kurve (analoges Signal) messen. Die Spannungswerte werden entsprechend den diskreten Intervallen gerundet (Quantisierung), wobei die Nummer des Intervalls den Kodierungswert ergibt. Die kontinuierlich gemessenen Kodierungswerte werden dann sequentiell übertragen. Die empfangenen Kodierungswerte werden Spannungswerte zugeordnet, die schnell genug erzeugt werden. Das Ergebnis ist eine rechteckförmige Kurve.
• Welche Idee macht das Manchester-Codierungsverfahren aus? Beim Manchester-Codierungsverfahren tragen die Flanken des Signals, bezogen auf das Taktsignal die Information. Mit Flanken sind dabei die Übergänge zwischen den beiden Signalzuständen high (H) and low (L) gemeint. Eine fallende Flanke bedeutet eine logische 1, eine steigende Flanke eine logische Null.
• Welche drei „Reinformen“ für Topologien von Netzwerken gibt es? Die Topologie eines Netzwerks ist die geometrische Relation der verbundenen Rechner (Knoten) unter Abstraktion der Örtlichkeiten der Knoten. Die erste Reinform ist der Stern (mit und ohne Hierarchie), die zweite der Bus und die dritte der Ring. Alle Formen können in beliebigen Kombinationen in der Praxis vorkommen.
• Was bedeuten die Kürzel LAN, WAN und MAN? LAN steht für Local Area Network, daher für Netzwerke innerhalb von Gebäuden oder Grundstücken, Radius ca. 500 Meter. WAN steht für Wide Area Network, ein Netzwerk was weit über ein LAN und MAN hinausgeht und mit dem Internet verglichen werden kann. MAN steht für Metropolitan Area Network, also für Netzwerke innerhalb von Städten oder größeren Gemeinden, Radius bis zu 10 Kilometer. Alle Kürzel stehen für verschiedene Klassen von Netzwerken, die an ihre physikalische Ausdehnung adressiert ist. Eine einheitliche Definition und genaue Grenzen der eben beschriebenen Kürzel existieren nicht.
• Was ist ein „Handshake“? Ist ein Handshake eine Form der Bestätigung von Paketen? Ein Handshake beschreibt das Prinzip, nach einer Sendeoperation immer auf eine Bestätigung oder Ablehnung des Empfängers zu warten. Dies beschreibt aber lediglich den 2-Wege Handshake. Es gibt noch weitere Formen wie z.B. den 3-Wege Handshake.
• Worin besteht der wichtigste Unterschied zwischen einer Bestätigung eines Pakets und einer Antwort auf eine Anfrage - jeweils aus der Sicht des Senders des Pakets und des Empfängers. -
• Bei Protokollen können Deadlocks auftreten. Was ist ein Deadlock? Skizzieren Sie ein kleines Beispiel dafür samt Angabe des Protokolls. Ein Deadlock beschreibt das Warten auf ein Ereignis, das nicht eintreten kann. Es ist daher ein strukturell logisches Problem. Als Beispiel dient ein Protokoll, nach dem der Empfänger nur eine Bestätigung senden darf, wenn er ein Paket empfangen hat und der Sender nur weiter senden darf, wenn er eine Bestätigung vom Empfänger erhalten halt. Wenn nun ein Paket während der Datenübertragung verloren geht, bleibt die gesamte Kommunikation stehen weil weder Sender noch Empfänger dazu befugt sind etwas zu unternehmen.
• Wie kann der Verlust eines Pakets direkt nach dem Empfang eines anderen Pakets festgestellt werden? Durch Nummerierung der Pakete. Der Empfänger erkennt das das erhaltene Datenpaket in der chronologisch falschen Reihenfolge vom Sender abgeschickt worden ist und verwirft das Paket. Danach kommt es über den Time-Out Mechanismus zur Wiederholung des Sendevorgangs.
• Wie lässt sich der Verlust eines Pakets erfolgreich behandeln? Durch die Nutzung eines Handshake Protokolls lässt sich der Verlust eines Paketes feststellen und behandeln. Der Empfänger erhält das vom Sender geschickte Datenpaket nicht und schickt daher auch keine Bestätigung zurück. Durch den Time-Out Mechanismus des Senders wird das verloren gegangene Paket vom Sender nach einiger Zeit erneut geschickt.
• Welche drei Flusskontroll-Verfahren sind üblich? Erläutern Sie diese. Das erste Verfahren bilden Halt/Weiter Meldungen. Hat der Empfänger für weitere Pakete keine Kapazität, sendet er ein XOFF (Stopp) -Signal, hat er wieder Kapazität, dann ein XON (weiter) -Signal. Das XOFF Signal muss früh genug vom Empfänger gesendet werden weil der Sender ein angefanges Paket nicht abbrechen kann, dabei kann unter Umständen auch das XOFF Signal selbst verloren gehen. Das zweite Verfahren ist das Kredit – Verfahren. Der Empfänger erlaubt dem Sender eine bestimmte Menge von Pakete zu senden über Kreditpunkte. Nach jedem Senden wird ein Kredit-Punkt entfernt. Hat der Sender keine Punkte, so muss er schweigen. Der Empfänger kann jederzeit den Kredit erhöhen. Das Sliding Window-(Schiebefenster) Verfahren ist eine Kombination aus Flusskontrolle und Bestätigung, wobei es möglich ist, mit einem Paket mehrere Empfangene zu bestätigen, indem die höchste Nummer aller zu bestätigenden Pakete übertragen wird (Pakete mit niedrigerer Nummer sind damit mitbestätigt). Ein Fenster ist ein Bereich von aufsteigenden Paketnummern, die ohne Bestätigung vom Sender für weitere Pakete benutzt werden können. Die Fenstergröße (Windowsize) ist damit der maximale Vorlauf, den der Sender gegenüber dem Empfänger haben darf (entspricht dem Kreditrahmen im vorherigen Verfahren). In der Praxis kommen Fenstergrößen im Bereich von 4 bis 16 vor.
• Was ist grundsätzlich eine virtuelle Verbindung? Nennen Sie die drei Phasen einer virtuellen Verbindung. Sind virtuelle Verbindungen ohne Phasen sinnvoll? Wie sähen diese dann aus? Eine virtuelle Verbindung ist die Realisierung einer Nachbildung einer realen Verbindung mit deren erwünschten Eigenschaften. Alle Verbindungen, die auf Medien aufsetzen (dh. Nicht die Medien selbst) sind virtuelle Verbindungen. Virtuelle Verbindungen müssen in einem Dialog zwischen den Multiplexern vereinbart werden. Es gibt dafür 3 Phasen: Die Aufbauphase, die Datentransferphase (Betriebsphase) und die Abbauphase. Eine virtuelle Verbindung kann auch durch die Zusammensetzung mehrerer Teilverbindungen realisiert werden. Dies geschieht in der Aufbauphase. Auf die Abbauphase kann bei solchen virtuellen Netzwerkverbindungen unter Umständen verzichtet werden, in etwa wenn eine dauerhafte Verbindung eingerichtet werden soll. Auch möglich ist eine Paketvermittlung, bei der lediglich ein Weg durch das Netzwerk festgelegt wird, der dann von allen Paketen der Virtuellen Verbindung genutzt wird.
• Worin besteht das Ziel des Routings? Das Routing ist ein Verfahren zur Bestimmung des Weges der Datenpakete durch ein Netzwerk. Bei verbindungsorientierten Netzen wird das Routing einmalig zum Beginn der Verbindung durchgeführt. Alle Pakete nehmen dabei denselben Weg durch das Netz. Bei verbindungslosen Netzen wird das Routing für jedes Paket einzeln durchgeführt. Jedes Paket wird individuell durch das Netzwerk befördert, was die Reihendolge der Pakete beim Empfang verändern kann. Durch Routing können Pakete schneller vom Sender zum Empfänger befördert werden, weil ihnen der kürzeste Weg zum Empfänger gewiesen werden kann.
• Wann sind Nullmodems notwendig? Wann Cross-Over-Kabel? Was ist das Wesentliche bei einem Nullmodem bzw. Cross-Over-Kabel? Ein Nullmodem ist eine Drahtverbindung mit vertauschten Leitungen. Ein Nullmodemkabel verbindet zwei Computer über deren serielle Schnittstelle miteinander. Dadurch können die beiden Computer Daten miteinander austauschen.Hierbei sind anders als bei einem Standardkabel die Leitungen vertauscht. Im Bereich der Ethernet-Netzwerktechnik ist das entsprechende Bauteil das Cross-Over-Kabel.
• Was wird unter Broadcast-Sendern verstanden? Und was unter Broadcast-Empfängern? Im Normalfall kennt der Sender den Empfänger und der Empfänger den Sender (Unicast und Multicast). Broadcast-Sender schicken hingegen an beliebige, den Sendern unbekannten Empfängern Datenpakete. Dies können auch beliebig viele Empfänger sein, die Spanne reicht von allen Empfängern im Netz des Senders bis zu keinem einzigen. Ein Broadcast wird vor allem dann verwendet, wenn die Adresse des Empfängers (bzw. der Empfänger) beim Verschicken der Datenpakete noch unbekannt ist.

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