ITL Labor (Subject) / Fragenkatalog Datennetze (Lesson)

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• 1.1.1. Was ist ein Netzwerk und aus welchen Komponenten besteht es? Als Netzwerk bezeichnen wir zwei oder mehrere Knoten bzw. Rechner, die über ein Übertragungsmedium und entsprechende Kommunikationskomponenten miteinander verbunden sind und darüber miteinander kommunizieren.
• 1.1.2. Welche 5 Hardwarekomponenten eines Rechnernetzes können Sie benennen? Rechennetzwerk Gateway, Router, Switch, Accesspoint, Netzwerkkarten, Bridge, Repeater, Rechner bzw. Knoten
• 1.1.3. Nennen Sie 4 typische Aufgaben von Netzwerksoftware! Datenkodierung Fehlererkennung und -korrektur Pfadermittlung von der Quelle zum Ziel Kommunikation zwischen Anwendungen
• 1.1.4. Welche 5 Anforderungen lassen sich an Netzwerke stellen? ressourcenschonend effizient verlässlich fehlerfrei sicher benutzerfreundlich kostengünstig Qualitative kriterien Scalability Availability Usability Security Manageability
• 1.1.5. Was sind 3 Beweggründe für den Aufbau von Netzwerken, welche 5 Verbundtypen kennen Sie? Motivation Kommunikation Steigerung der Effektivität Kostensenkung Datensicherung Absicherung der Verfügbarkeit Optimierung der Rechnerverfügbarkeit Optimierung der Wartung Verbundtypen Datenverbund Lastverbund Funktionsverbund Verfügbarkeitsverbund Betriebsmittelverbund
• 1.1.6. Beschreiben Sie das Philosophenmodell und erklären Sie, was das Modell mit Rechnernetzen zu tun hat! Zur Kommunikation zweier sich fremdsprachiger Philosophen werden Übersetzer zur Kommunikation eingesetzt. Es wird in eine Sprache übersetzt, die von allen Komponenten verstanden wird. Dadurch wird die technische Komplexität verringert.
• 1.1.7. Nennen Sie 2 Eigenschaften des OSI-Referenzmodells? Das OSI-Schichtenmodell besteht aus 7 Schichten. Jeder Schicht ist eine bestimmte Aufgabe zugeordnet. Einzelne Schichten können angepasst, zusammengefasst oder ausgetauscht werden. Die Schichten 1..4 sind transportorientierte Schichten. Die Schichten 5..7 sind anwendungsorientierte Schichten. Das Übertragungsmedium ist nicht festgelegt
• 1.1.8. Was ist eine Schicht, was ist ein Dienst, was ist ein Protokoll, was ist ein offenes System im OSI-Modell? Schicht ein Schicht des OSI-Modells 1-7 Dienst festgelegte Kommunikation mit angrenzenden Schichten Protokoll Logische Verbindung zwischen gleichen Schichten(Horizentale Verbindung) Offenes System System, das sich bei der Kommunikation an die OSI-Standards hält
• 1.1.9. Unterscheiden Sie die Partnerschnittstelle von der Dienstschnittstelle! Partner-Schnittstelle horizontale Kommunikation zwischen den Partnern einer Schicht n                             (in der Regel indirekt) Dienst-Schnittstelle vertikale, direkte Kommunikation zwischen Instanzen der Schicht n und der Schicht n-1 (Basis-Dienst)
• 1.1.10. Benennen Sie die einzelnen Schichten des OSI-Referenzmodells und beschreiben Sie kurz entsprechende Aufgaben! Bitübertragungsschicht Bitübertragung von einer Netzwerkkomponente zur nächsten Sicherungsschicht fehler-erkennung u. -korrektur Vermittlungsschicht Festlegung von Routen für die Übermittlung von Datenpaketen vom Quell- zum Zielrechner Transportschicht Kontrolle des Datenstroms zwischen Sender und Empfänger Sitzungsschicht Bereitstellung von Synchronisationspunkten Darstellungsschicht Zeichensatzanpassungen Anwendungsschicht Umsetzung anwendungsspezifischer Aufgaben
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• 1.1.11. Wie lauten jeweils die Namen der Protokolldateneinheiten der Schichten im OSIReferenzmodell? Bitübertragungsschicht Bit Sicherungsschicht Frame Vermittlungsschicht Paket Transportschicht Segment Ab Schicht 5 werden übertragene Inhalte als Daten bezeichnet
• 1.1.12. Wie sieht der Internet-Protokollstack im Vergleich zum OSI-Protokollstack aus? Anwendung    |          |          |       |                         |Darstellung     |HTTP|SMTP|FTP |   Anwendung   |Sitzung           |          |          |       |                         |Transport        | TCP      |   UDP   |   Netzwerk       |Vermittlung     |              IP            |                        |Sicherung       |PPP   |  TR  |FDDI|  Subnetz         |Bitübertragung|  Bitübertragung   |                        |
• 1.1.13. Nennen Sie auf jeder Schicht im Internet-Protokollstack die Kommunikationspartner. HTTP, FTP, SMTP Anwendung Darstellung Sitzung TCP, UDP Transport IP Vermittlung PPP, TR, FDDI Sicherung Bitübertragung Bitübertragung
• 1.1.14. Wie laufen die Kommunikationsflüsse im OSI-Referenzmodell zwischen Partnerinstanzen ab? Bsp: 5. Instanz  ←  5. Protokoll  →  5. Instanz       |                                               |4. Instanz  ←  4. Protokoll  →  4. Instanz       |                                               |3. Instanz  ←  3. Protokoll  →  3. Instanz
• 1.2.1. Was ist eine Client-Server-Anwendung? Die Client-Server-Anwendung beschreibt eine Möglichkeit, Aufgaben und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerkes zu verteilen. Die Aufgaben werden von Programmen erledigt, die in Clients und Server unterteilt werden.
• 1.2.2. Was ist ein Port? Ein Port ist der Teil einer Netzwerk-Adresse, der die Zuordnung von TCP- und UDP-Verbindungen und -Datenpaketen zu Server- und Client-Programmen durch Betriebssysteme bewirkt. Zu jeder Verbindung dieser beiden Protokolle gehören zwei Ports, je einer auf Seiten des Clients und des Servers. Gültige Portnummern sind 0 bis 65535.
• 1.2.3. Wie lässt sich eine Netzwerkanwendung adressieren? IP+PORT
• 1.2.4. Skizzieren Sie das Client-Server-Kommunikationsprinzip! Welches sind die hierzu nötigen elementaren Funktionen?      Client                                                           Server      Start                                                             Start        ↓ 2                                                                ↓ 1Kontaktieren        →           3            →           Warten        ↓ 4                                                                ↓ 4Senden, Empfangen   ←    5           →   Empfangen, senden        ↓ 6                                                                ↓ 6    Beenden                                                   Beenden
• 1.2.5. Wodurch kennt der Client den Server und umgekehrt? Der Client hat die Adresse und den Port meist Hardcoded im Programcode einprogrammiert. Mit Hilfe des offenen Sockets des Server kann jeder Client der sich mit dem Server verbinden will eine Anfrage stellen da die Adressinformationen beim Clienten vorhanden sind. Der Server brauch keine festen Adressinformationen von den Clienten haben das sie ihm Ihre Daten bei der Anfrage mitschicken.
• 1.2.6. Beschreiben Sie die Echo-Anwendung: Was macht der Client und was der Server? Client                                                                                   Server1.Benutzer zur Eingabe auffordern                                     ----------2.Eingabe an Server senden                                               ---------3.---------                                                                              Entgegennehmen der Clientdaten4.---------                                                                              Daten an Client zurücksenden5.---------                                                                              weiter mit 3.6.Anzeigen, was der Server zurückgesendet hat                ---------7.weiter mit 1.                                                                      ---------
• 1.2.7. Beschreiben Sie das Zusammenspiel zwischen einem rudimentären Web-Client und einem rudimentären Web-Server! ---
• 1.3.1. Unterscheiden Sie DEE und DÜE! DEE - Datenendeinrichtung Systemkomponente, die Datenquelle und Datensenke oder beides sein kann(Bsp. Rechner, PC) DÜE -Daternübertagungseinrichtung Systemkomponente, welche von der DEE gesendete Daten- und Steuerinformationen an den Übertragungsweg (Leitung + vermittlungseinrichtung) anpasst bzw. vom Netz empfangene Datensignale und Steuerinformationen in die für die DEE erkennbare Form wandelt(Bsp. Modem)
• 1.3.2. Welche Aufgaben hat die Bitübertragungsschicht? Bitübertragung von einer Netzwerkkomponente zur nächsten Kabel und Stecker sowie elektrische bzw. optische Signale festlegen
• 1.3.3. Was ist ein Signal und was sind mögliche Signalparameter? Signal verlauf einer physikalischen Größe s als Funktion der Zeit: s(t) Signalparameter Derjenige Parameter von s(t), der die zu übertragenden Daten darstellt(z.B. Frequenz, Amplitude, Phase)
• 1.3.4. Unterscheiden Sie analoge von digitalen Signalen und isochrone Signale von anisochronen Signale! Kann sich der Signalwert s(t) zu jedem Zeitpunkt verändern ja ⇒ anisochron nein ⇒ isochron Kann s(t) beliebig viele Werte annehmen ja ⇒ analog nein ⇒ digital
• 1.3.5. Was ist die Schrittgeschwindigkeit und welche Einheit hat diese? vs: Anzahl möglicher Symbole(Signaländerungen) pro Sekunde Die Schrittgeschwindigkeit vs von s ist dann: vs = 1/T Einheit: baud (1/s)
• 1.3.6. Was ist die Übertragungsgeschwindigkeit und welche Einheit hat diese? Für ein isochrones k-wertiges Signal s mit Schrittgeschwindigkeit vs heißt vü Übertragungsgeschwindigkeit vü = vs log2(k) Einheit: bit/s
• 1.3.7. Wann ist die Übertragungsgeschwindigkeit eines Signals höher als seine Schrittgeschwindigkeit? Für ein k-wertiges Signal mit k > 2.
• 1.3.8. Welche Bedeutungen des Begriffes „Bandbreite“ kennen Sie? Als Bandbreite B eines Übertragungskanals bezeichnet man die Differenz zwischen fmax und fmin. B = fmax - fmin
• 1.3.9. Welche für die Signalübertragung wichtige Frage wird mit Mitteln der Fourieranalyse untersucht? Welche Signale lassen sich auf welchem Übertragungskanal mit welcher Genauigkeit übertragen?
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• 1.3.10. Wie wirkt sich die begrenzte Bandbreite realer Übertragungskanäle auf zu übertragende Signale aus? Reale Übertragungskanäle haben (z.Bsp. wegen ohmischen, induktiven und kapazitiven Eigenschaften) immer endliche Bandbreiten. Signale mit Bandbreitenanforderungen, die durch den Übertragungskanal nocht eingelöst werden können, werden verzerrt übertragen.
• 1.3.11. Was bezeichnet man als Dämpfung? Die Veränderung des Eingangssignals bis zum Kanalausgang. Amplitude des Signal wird kleiner.
• 1.3.12. Was bezeichnet man als Intersymbol-Interferenz? Eine Überlagerung von hochfrequenten Anteilen mit den niederfrequenten Anteilen des folgenden Impulses.
• 1.3.13. Beschreiben Sie das Nyquist-Theorem (mit Formel)! Dümax = Vümax = 2 * B * log2( k ) Dümax : Datenrate Vümax : Übertragungsgeschwindigkeit B : Bandbreite k : # möglicher Signalwerte
• 1.3.14. Beschreiben Sie Shannons Formel zur Kanalkapazität (mit Formel)! C = B * log2( 1 + S/N ) Signalrauschabstand: 10 * log10( S/N )
• 1.3.15. Was versteht man unter der Latenz eines Datenblockes definierter Größe, wovon ist diese abhängig? Als Latenz tL bzw. Verzögerung eines Datenpaketes Pn der Größe n bezeichnen wir die Zeit, die es braucht, um Pn vollständig von Sender zum Empfänger zu übertragen; die Latenz definiert durch: tL = ts + tü + tw
• 1.3.16. Was versteht man unter der Round-Trip-Time eines Datenblockes? Es ist die Zeit für den zurückgelegten Weg "Hin-und-Her" des Datenpaketes.
• 1.3.17. Unterscheiden Sie Breitband- und Basisbandübertragungsverfahren! BasisbandübertragungsverfahrenSignale werden in ihrer ursprünglichen Form übertragen; den Signalensteht jeweils die gesamte Kanalbandbreite zur Verfügung. Modulation aufein Trägersignal findet nicht statt. BreitbandübertragungsverfahrenSignale werden auf ein Trägersignal (z.B. sinusförmigeWechselspannung) moduliert; dabei ergibt sich die gegebenenfallsMöglichkeit der gleichzeitigen Übertragung mehrerer Signale über denÜbertragungskanal
• 1.3.18. Was versteht man unter Leitungscodierung? Legt fest, wie ein Signal auf der physikalischen Ebene übertragen wird. Signal s(t) in Bitfolge z.B. 011010... wandeln.
• 1.3.19. Nennen Sie typische Anforderungen an Leitungscodierungen! Mittelwertfreiheit (kein Gleichstromanteil) Möglichkeit zur Taktgewinnung aus ankommender Signalfolge Möglichkeit zur Erkennung von Übertragungsfehlern auf Signalebene
• 1.3.20. Beschreiben Sie die NRZ-Leitungscodierung und ihre Eigenschaften! NRZ (Non-Return-To-Zero) Die zustände werden mittels Spannungen Definiert 0→0V und 1→5V Eigenschaften Folgen gleicher Bits werden durch Folgen gleicher Signalwerte ⇒Taktrückgewinnung bzw. Synchronisation zwischen Sender und Empfänger schwierig (relativ hoher) Gleichanteil (auf bestimmten Übertragungsstrecken können nur mittelwertfreie Signale übertragen werden)
• 1.3.21. Beschreiben Sie die Manchester-Leitungscodierung und ihre Eigenschaften! Manchester-Codierung (Bi-Phase-Code) Übergang in der Mitte einer jeden Bitperiode für ein 1-Bit von 1 nach 0 für ein 0-Bit von 0 nach 1 Eigenschaften Sichere Taktrückgewinnung Deutlich höhere Signalfrequenz (Schrittgeschwindigkeit) als bei zuvor beschriebenen Verfahren: höhere Anforderungen an Übertragungskanal und Empfänger hat nur noch halb so viel Zeit, um Signalpegel zu erkennen. Signalwerte für 0- bzw. 1-Bit sind so wählbar, dass Gleichstromanteil verschwindet.
• 1.3.22. Beschreiben Sie die Idee der 4B/5B-Codierung insbesondere im Vergleich zur ManchesterCodierung! jeweils 4 Bits werden so in eine 5-Bit-Bitfolge umcodiert, dass längereFolgen von 0- bzw. 1-Pegeln vermieden werden wähle Codierung so, dass nicht mehr als eine führende und höchstens zwei abschließende Nullen entstehen: so sind niemals mehr als 3 Nullen am Stück zu übertragen Die von Ethernet her bekannte Manchester-Codierung kann aus wirtschaftlichen Gründen in Hochgeschwindigkeits-LANs (HSLAN) nicht verwendet werden, da sie bei jedem übertragenen Bit zweimal den Status wechselt und damit die doppelte Bandbreite belegt.
• 1.3.23. Beschreiben Sie die AMI-Leitungscodierung! AMI-Codierung (Alternating Mark Insertion) Ein 1-Bit wird durch alternierende (Alternating) "+"- und "-"-Signaledargestellt (Wechselregel), ein 0-Bit durch ein "="-Signal. Es gitb also einen Ausschlag von -1 bis 1.
• 1.3.24. Wo liegen je 2 Vor- und Nachteile mehrwertiger Leitungscodierungen? -
• 1.3.25. Was versteht man unter Modulation? Welches sind die gängigen Modulationsarten? Modulation ist die Veränderung einer Schwingung (= Trägerschwingung) entsprechend dem Verlauf eines zweiten Signals (= Nutzsignal) Modulationsarten: Amplitudenmodulation Frequenzmodulation Phasenmodulation
• 1.3.26. Unterscheiden Sie die Phasenzustands- von der Phasendifferenzmodulation! Phasenzustandsmodulation: 1-Bit: Träger und moduliertes Signal in Phase 0-Bit: moduliertes Signal eilt Trägersignal um 180° voraus Trägersignal als Referenzsignal nötig Phasendifferenzmodulation: 0-Bit: Phasensprung im modulierten Signal um 90 Grad 1-Bit: Phasensprung um 270 Grad Referenzsignal wird nicht mehr benötigt
• 1.3.27. Was versteht man unter Multiplexing? Mehrere logische Übertragungen werden parallel oder zeitlich verzahnt auf einem phyikalischen Verbindungsweg ausgeführt. Vorteile: bessere Auslastung von Übertragungsmedium Kostenvorteil durch Ressourcen-Sharing
• 1.3.28. Unterscheiden Sie synchrones und asynchrones Zeitmultiplexing! Synchrones Zeitmultiplexing (STDM)Zeitscheibenbasierte Zuteilung der kompletten Übertragungsbandbreite des Übertragungsweges an jeweils genau einen Kanal Asynchrones Zeitmultiplexing (ATDM) Kanalzuteilung On-Demand Datenblöcke werden in Pakete begrenzter Größe aufgeteilt Warteschlange  
• 1.3.29. Welche Übertragungsmedien kennen Sie? Welches sind jeweils deren besondere Vorteile? Twisted Pair: Relativ starke Dämpfung Preiswert, einfach zu verlegen Große Verbreitung (klassische Telefonverkabelung) Koaxialkabel: Übertragungsraten bis zu 1Gbit/s Preiswert, aber teurer als TP Hohe Verbreitung (Kabelfernsehen) Schwieriger zu handhaben als TP Dimensionierung von Innen- und Außenleiter nach Bedarf: größere Durchmesser für höhere Übertragungsraten Lichtwellenleiter (Glasfaser, Optical Fibre): Je ein Kabel für Hin- und Rückleitung Kern und Mantel bilden mechanisch eine Einheit Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes verringert sich gemäß Brechungsindex (Index für Glas ≈ 1,5) Zur Totalreflexion kommt es nur, falls Einkopplungs-winkel (materialabhängig) nicht zu groß wird Nicht leitungsgebundene Datenübertragung: Unterschiedliche, durch öffentliche Wege getrennte Gebäude eines Unternehmens lassen sich so vernetzen, ohne teure Mietleitungen unterhalten zu müssen Leitungen müssen nicht gezogen werden Hohe Übertragungsraten (im Mbit/s-Bereich) erzielbar

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