ITL Labor (Subject) / Fragenkatalog Datennetze (Lesson)

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• 1.3.30. Wovon hängt die Medienauswahl ab? Benötigte Datenübertragungsrate Geforderte Reichweite Damit verbundene Kosten
• 1.3.31. Was versteht man unter Kabelkategorien? Die Kabelkategorie gibt Auskunft über bestimmte Eigenschaften wie Impedenz, Dämpfung und Bandbreite. Diese Kategorien sind Normen.
• 1.3.32. Unterscheiden Sie die Multimode-Stufenfaser von der Multimode-Gradientenfaser von der Monomode-Glasfaser! Multimode-Stufenfaser Große Laufzeitunterschiede der Lichtstrahlen Starke Impilsverbreitung Multimode-Gradientenfaser Große Laufzeitunterschiede der Lichtstrahlen Geringe Impulsverbreiterung Monomode-Glasfaser Keine Laufzeitunterschiede da nur eine Ausbreitungsrichtung Formtreue Impulsübertragung
• 1.3.33. Was bedeutet ein hohes Bandbreiten-Längen-Produkt? Ein Maß für den Frequenzbereich, den ein LWL von einem Kilometer Länge Übertragen kann. Dieser Wert ist konstant. Umso höher dieser Wert ist desdo größer die nutzbare Bandbreite.
• 1.3.34. Welche Formen der nicht-leitungsgebundenen Datenübertragung kennen Sie und welche 6 Vor- und Nachteile sind damit verbunden? Elektromagnetische Wellen: Vorteile Direkte „physikalische Verbindung“ zwischen A und B nicht nötig 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 Nachteile Extra Geräte benötigt wie z.B. Antennen Plannungsaufwand höher aufgrund Abschirmung von Mauern und Gebäuden
• 1.3.35. Nennen Sie wesentliche Steuerleitungen der V.24-Schnittstelle? Request To Send (RTS): Steuerleitung wird gesetzt, falls DEE die DÜE darüber informieren möchte, daß Daten übertragen werden sollen.Entscheidet die DÜE, daß das ok. ist, setzt diese die CTS- Leitung - danach beginnt die DEE mit der Datenübertragung. Clear To Send (CTS): Wird durch die DÜE gesetzt, nachdem ein RTS-Signal empfangen wurde, um der DEE anzuzeigen, daß sie übertragen kann. Data Terminal Ready (DTR): Wird durch die DEE gesetzt, um die DÜE darüber zu informieren, daß die DEE jetzt bereit dazu ist, Daten zu empfangen oder zu senden. Data Set Ready (DSR): Wird durch die DÜE gesetzt u.a. als Antwort auf ein DTR der DEE. Die DEE überwacht diese Leitung, um zu prüfen, ob die DÜE bereit ist. Receive Signal Line Detect (RSLD): Wird durch die DÜE gesetzt, um der DEE zusignalisieren, daß die DÜE Verbindung zu einer weiteren DÜE aufgebaut hat. Ist auch als Carrier Detect (CD) bekannt. Transmit Data (TD): Datenleitung für bitweises Senden. Receive Data (RD): Datenleitung für bitweises Empfangen. Protective Ground (PD): geerdeter Anschluß Signal Ground (SG): Masse; Referenz für alle Steuer- u. Datenleitungen
• 1.3.36. Wobei hilft ein Null-Modem-Kabel? Mit Hilfe eines speziellen Null-Modem-Verbindungskabels wird beiden DEEs vorgegaukelt, dass sie jeweils mit DÜEs kommunizieren
• 1.3.37. Welche Rolle spielen Start- und Stoppbits beim V.24-Datentransfer? Da der Empfänger nicht zwischen einer ruhenden Leitung und einem initialen 1-Bit unterscheiden kann, sendet der Sender vorab ein zusätzliches 0-Bit als Startbit, dem dann die eigentlichen Datenbits des Zeichens ununterbrochen folgen. Danach muss die Datenleitung für eine Mindestdauer ruhen: das ist wiederum genau die Zeit, die zur Übertragung eines einzelnen Bits benötigt wird (=Stoppbit)
• 1.3.38. Welche 5 grundlegenden Netzwerktopologien kennen Sie? Ring Bus Stern/Baum Gitter Teilvermascht Vollvermascht
• 1.3.39. Was ist der Unterschied zwischen physikalischer und logischer Topologie? Logische Topologie (hängt wesentlich von Netzwerksoftware ab) Physikalische Topologie ist die Hardwareverschaltung
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• 1.3.40. Was versteht man unter strukturierter Verkabelung? Was versteht man in diesem Zusammenhang unter dem Primär-, Sekundär- und Tertiärbereich? Eine Verkabelungsstrucktur nach ISO Primärbereich: Gebäudeübergreifende Verkabelung Sekundärbereich: Gebäudeverkabelung Tertiärbereich: Etagenverkabelung
• 1.4.1. Was sind die Aufgaben der Sicherungsschicht? Fehlerfreie, effiziente Übertragung von Bitströmen zwischen benachbarten Datenstationen; hierzu sind folgende Problembereiche zu behandeln Rahmenerstellung (Framing) Fehlerkontrolle und -behebung Flusskontrolle Bei LANs zusätzlich: Zugriffssteuerung auf das gemeinsam benutzte Übertragungsmedium
• 1.4.2. Muss die Sicherungsschicht in LANs anders arbeiten als in WANs (mit Begründung)? Bei LANs zusätzlich: Zugriffssteuerung auf das gemeinsam benutzteÜbertragungsmedium
• 1.4.3. Welches Prinzip setzt die Sicherungsschicht zur Erfüllung ihrer zentralen Aufgabe ein? Unterteilung des Bitstroms in diskrete Einheiten (= Rahmen) In jeden Rahmen wird Redundanz derart eingebracht, dass die korrekte Übertragung geprüft werden kann
• 1.4.4. Skizzieren Sie qualitativ den Zusammenhang zwischen Nutzdatenrate und Rahmengröße bei fehlerbehafteten Übertragungskanälen! Große Blöcke ↔ hohe FehlerwahrscheinlichkeitKleine Blöcke ↔ viel Protokolloverhead
• 1.4.5. Was sind Paritätsbits und was kann man quantitativ mit ihnen erreichen? Paritätsbits sind zusatzbits die bei Fehlererkennung und -behebung eingesetzt werden. Mit Hilfe dieser können ungradzahlige Bitfehler erkannt werden.
• 1.4.6. Unterscheiden sie fehlererkennende von fehlerkorrigierenden Datenübertragungsverfahren! Fehlererkennung Es wird soviel Redundanz eingefügt, dass der Empfänger in der Lage ist, einen Übertragungsfehler zu erkennen. Im Fehlerfall (wird vom Empfänger an Sender zurückgemeldet) wird wiederholt gesendet Voll- bzw. Halbduplexkanäle erforderlich Fehlerkorrektur Es wird soviel Redundanz eingefügt, dass der Empfänger Übertragungsfehler erkennen und korrigieren kann Bei Simplexkanälen gibt es keine Alternative zu korrigierenden Verfahren (Empfänger kann nicht zurückmelden)
• 1.4.7. Woraus bestehen Rahmen? Rahmen bestehen aus Daten und Prüfinformationen auch Redundanz gennant.
• 1.4.8. Was ist ein Code? Die Menge aller Codeworte
• 1.4.9. Was versteht man unter dem Hamming-Abstand zweier Binärworte? Was versteht man unter dem Hamming-Abstand eines Codes? Als Hamming-Abstand d zweier Binärworte u und v wird die Anzahl der Bitpositionen bezeichnet, an denen sich u und v unterscheidenBeispiel:u = 011101v = 110100d(u,v) = 3der Hamming-Abstand eines Codes C entspricht dem minimalen Abstand zwischen zwei unterschiedlichen Codeworten aus C Der Hamming-Abstand eines Codes C bestimmt seine Fehlererkennungsund korrektureigenschaftenNotwendig für die Erkennung von e-Bit-Fehlern ist ein Code C mitD(C) ≥ e + 1Notwendig für die Korrektur von e-Bit-Fehlern ist ein Code C mitD(C) ≥ 2e + 1
• 1.4.10. Welchen Hamming-Abstand muss ein Code besitzen der die Erkennung von e-Bit-Fehlern gestattet? Welcher Abstand wird für die Korrektur von e-Bit-Fehlern benötigt? Fehlererkennung:Es sei e = 1 (Erkennung von 1-Bit-Fehlern) ⇒für die Erkennung eines e-Bit-Fehlers benötigt man einen Code C mitD(C) ≥ e + 1 = 2 Fehlerkorrektur:Es sei e = 2; alle fehlerhaften Übertragungen mit i Fehlern (0 < i ≤ e) sollenempfängerseitig korrigiert werden können⇒ für die Korrektur benötigt man einen Code C mitD(C) ≥ 2e + 1 = 5„e und weniger Fehler überführen w ∈ C in ein ungültiges Wort, das näher anw liegt als an irgendeinem anderen Wort aus C“
• 1.4.11. Wie viele Redundanzbits werden für ein fehlerkorrigierendes Verfahren für 1-Bit-Fehler mindestens benötigt, wenn die Nutzdaten m-Bit breit sind (formelmäßiger Zusammenhang)? n = m + rr : Prüfbitsm : Datenwortlängen : Länge Codewort musswert (n+1)2^m ≤ 2^n ⇔ (m+r+1)2^m ≤ 2^(m+r) ⇔ (m+r+1)≤ 2^r
• 1.4.12. Wie ist der Einsatz fehlerkorrigierender Verfahren auf Übertragungskanälen mit geringer Bitfehlerwahrscheinlichkeit im Vergleich zum Einsatz fehlererkennender Verfahren zu bewerten? Bei einem fehlererkennenden Variante wird bei geringer fehlerwarscheinlichkeit weniger Bits pro Rahmen übermittelt. Das es trotz erneuten senden eines Rahmens immernoch weniger Bits überträgt als bei einer fehlerkorrigirenden Variante.
• 1.4.13. Beschreiben Sie den Hamming-Code! Der Hamming-Code ist ein 1 Bit Korrektur Code für m Datenbits mit minimalem r gemäß: (m + r +1) ≤ 2r
• 1.4.14. Von welchen Prüfbits wird ein Datenbit an Position k des Hamming-Codewortes geprüft? Um zu sehen, zu welchem Prüfbit das Datenbit an Position k gehört, schreibe k als Summe von Zweierpotenzen; Beispiel: 11 = 1 + 2 + 8.
• 1.4.15. Was ist ein binäres Polynom? Ausgangspunkt: Bitketten werden als binäre Polynome aufgefasst: ein Rahmen mit n Bits wird als Koeffizientenliste für ein Polynom mit n Termen von xn-1 bis x0 interpretiert ( 1 1 0 0 1 ≈ 1·x4 + 1·x3 + 0·x2 + 0·x1 + 1 ·x0). Ein Polynom p heißt binär in x, falls sämtliche der Variablen x beigestellten Koeffizienten binär, d.h. aus {0,1} sind.
• 1.4.16. Zeigen Sie, dass sich die Subtraktion im Kontext binärer Polynome auf die Addition zurückführen lässt! xn + xn = xn( 1 + 1 ) = 0 ⇔ xn = - xn sämtliche Rechenarten werden modulo 2 durchgeführt. also: jede Subtraktion läßt sich durch eine Addition ersetzen
• 1.4.17. Beschreiben Sie die Grundidee des Verfahrens der zyklischen Blocksicherung! -
• 1.4.18. Welche Anforderungen sind an das Generatorpolynom zu stellen, damit z.B. alle Einzelbitfehler erkannt werden können? -
• 1.4.19. Welche synchronen und asynchronen Rahmenbildungsverfahren kennen Sie? Synchrone verfahren: zeichenorientiert zählerorientiert bitorientiert Asynchrone Verfagren: zeichenorientiert
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• 1.4.20. Wofür wird das Character-Stuffing bei zeichenorientierten Rahmenbildungen eingesetzt? Sender stellt jedem Kontrollzeichen ein DLE-Zeichen (Data Link Escape)voran Empfänger interpretiert nur Kontrollzeichen mit vorgestelltem DLE als„echtes“ Kontrollzeichen
• 1.4.21. Was ist die Idee und was ist das Problem der zählerorientierten Rahmenbildung? Idee Neben speziellen Kontrollbitfolgen für den Rahmenanfang und die Fehlerkontrolle wird zu Beginn in einem Zählerfeld die Anzahl der dann folgenden Nutzdatenbits gespeichert, so dass der Empfänger daraus das Rahmenende errechnen kann. Problem Längenfeld wird bei Übertragung zerstört
• 1.4.22. Was ist die Idee und was ist das Problem der bitorientierten Rahmenbildung? Idee Rahmen werden durch bestimmte Bitkombinationen (Flag 01111110) beidseitig begrenzt: Steuerinformation und Nutzdaten können nur an definierten Stellen im Rahmen stehen:Trennung von Steuer- und Nutzdaten durch Anordnung im Rahmen Problem: Flag in Nutzdaten
• 1.4.23. Was versteht man unter Flusskontrolle und wozu wird diese benötigt? Die Flusskontrolle stellt sicher das ein Empfänger nicht überflutet wird durch einen Sender der schneller sendet als der Empdänger empfangen kann.
• 1.4.24. Welche grundlegenden Mechanismen werden zur Flusskontrolle eingesetzt? Rückkopplung von Empfänger an Sender, damit der Sender sich auf den Empfänger einstellen kann und der Empfangspuffer nicht überläuft. ARQ-Verfahren (Automatic Repeat Request) Stop-and-Wait Stop-and-Wait mit Sequenznummern Sliding-Window
• 1.4.25. Wie arbeitet die Stop-and-Wait-Strategie in ihrer elementaren Form und warum ist diese unzureichend? Prinzip Sender wartet nach Übertragung eines Rahmens auf ein ACK des Empfängers, bevor er den nächsten Rahmen verschickt Trifft das ACK nicht innerhalb des Sender-Timeouts ein, so überträgt der Sender den Rahmen erneut Probleme  Passende Wahl des Timeouts:  → zu kurz: unnötiges doppeltes Senden von Rahmen  → zu lang: unnötig langes Warten im Fehlerfall  Mangelnde Kanalauslastung  → Nur jeweils ein Frame auf der Leitung (bzw. im Kanal)  ACK-Verlust und ACK-Verspätung führen zu Rahmenverdopplung, die der Empfänger nicht als Fehler erkennt (der Empfänger verwirft den doppelten Rahmen deshalb nicht - obwohl er sollte)
• 1.4.26. Wie arbeitet die Stop-and-Wait-Strategie mit Sequenznummern und welches Problem bleibt dabei bestehen? Jeder Rahmen enthält eine Sequenznummer mögliche Sequenznummern bei Stop-and-Wait: 0,1 bei erneutem Senden eines „alten“ Rahmens wird Sequenznummer beibehalten; bei neuem Rahmen wird sie gewechselt. Problem Passende Wahl des Timeouts: zu kurz: unnötiges doppeltes Senden von Rahmen zu lang: unnötig langes Warten im Fehlerfall
• 1.4.27. Unterscheiden Sie aktive und passive Fehlerkontrolle! Passiv: Keine Unterscheidung zwischen Rahmenverlust und fehlerhaftem Rahmen (Bitfehler) Aktiv: Empfänger informiert Sender über fehlerhaften Rahmen durch Versendung eines  NAK-Rahmens (Negative Acknowledgement)
• 1.4.28. Beschreiben Sie das Sliding-Window-Verfahren zur Flusskontrolle! -
• 1.4.29. Was versteht man beim Sliding-Window-Verfahren unter der (Maximal-)Fenstergröße (Formel)? (w < m/2) w: Fenstergröße m: SeqNr.
• 1.4.30. Wie werden beim Sliding-Window-Verfahren die Sender- und Empfänger-Fenster verwaltet? Sender und Empfänger verwalten zwei Fenster mit jeweils maximalw zusammenhängenden Sequenznummern. S-Fenster: Rahmennummern, die gesendet werden dürfen E-Fenster: Rahmennummern, die akzeptiert werden können
• 1.4.31. Wie sieht beim Sliding-Window-Verfahren die Go-Back-N-Fehlerverwaltung aus und wie arbeitet Selective-Repeat? Go-Back-N Im Falle eines Fehlers bleibt das ACK aus Empfänger verwirft alle Rahmen ab dem fehlerhaften Rahmen Sender überträgt nach Ablauf des Timeouts alle Rahmen ab dem unbestätigten Rahmen neu. Selective-Repeat Empfänger speichert alle Rahmen, die auf einen fehlerhaften Rahmen folgen
  Jeder Rahmen wird für sich bestätigt (keine impliziten Bestätigungen für Rahmen kleinerer SeqNr)
  Erkennt der Sender einen Fehler, überträgt er nur den fehlerhaften Rahmen erneut Bei erneutem Empfang eines zuvor fehlerhaften Rahmens werden dieinzwischen zwischengespeicherten Rahmen nun in korrekter Reihenfolge andie Vermittlungsschicht übergeben
• 1.4.33. Beschreiben Sie den grundsätzlichen Aufbau eines HDLC-Rahmens! FLAG | Checksum | Data | Control | Adress | FLAG
• 1.4.34. Welche HDLC-Rahmentypen kennen Sie? Informationsrahmen I-Rahmen Steuerrahmen S-Rahmen Unnumbered Rahmen U-Rahmen
• 1.4.35. Wozu dient das P/F-Bit im Control-Feld eines Informationsrahmens? Nach Verschicken eines P-Bits durch die Primärstation muss diesesolange mit dem Verschicken weiterer Rahmen warten, bis dieSekundärstation einen F-Bit-Rahmen („letzter Rahmen“) verschickt hat
• 1.4.36. Wozu dienen Unnumbered-Frames im HDLC-Protokoll? Auf- und Abbau von Verbindungen zwischen benachbarten Datenstationen auf Ebene der Sicherungsschicht
• 1.4.37. Wozu dienen SLIP und PPP? Serial Line Internet Protocol (SLIP) bezeichnet ein Netzwerkprotokoll der Sicherungsschicht. SLIP besitzt keinerlei Adressierung und keine Fehlererkennung. Diese müssen von den übergeordneten Protokollen zur Verfügung gestellt werden. Sehr einfaches Protokoll Beschränkt auf die Übertragung von IP-Paketen Character-Stuffing für Rahmenerstellung Keine Fehlererkennung und -behebung Viele inkompatible Implementierungen PPP ist der nachfolger von SLIP Neben IP werden weitere L3-Protokolle unterstützt Fehlererkennung vorhanden Aushandeln von Optionen (Nutzdatengröße, Protokollvarianten) Authentifizierungsunterstützung

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