Netzwerke

Question 1

Wofür steht CSMA/CD?

Answer 1

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Question 2

Wofür steht LAN?

Answer 2

Local Area Network

Question 3

Wofür steht MAN?

Answer 3

Middle Area Network

Question 4

Wofür steht TCP/IP?

Answer 4

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

Question 5

Wofür steht WAN?

Answer 5

Wide Area Network

Question 6

Wofür steht WLAN?

Answer 6

Wireless Local Area Network

Question 7

Was ist der Unterschied zwischen Simplex, Duplex und Halbduplex?

Answer 7

• > Simplex erlaubt Daten nur in eine Richtung zu transportieren: Rundfunk (Radio, …)
• > Duplex kann in beide Richtungen gleichzeitig übertragen: Netzwerke mit Twisted-Pair Kabeln
• > Halbduplex kann in beide Richtungen übertragen, aber es kann immer nur eine Station senden: Glasfaser- oder Koaxialkabel

Question 8

Was versteht man unter Vollduplex?

Answer 8

Moderne, lokale Computernetze verwenden Twisted-Pair-Kabel, die getrennte Sende- und Empfangsleitungen aufweisen. Daher ist ein Vollduplex-Betrieb möglich!

Question 9

Was sind die Voraussetzungen für Netzwerke?

Answer 9

1. ) Computer muss über eine Möglichkeit zur Verbindung verfügen
   - > Heute vielfältig ausgeprägt
   - > Netzwerkkarte, UMTS/LTE-Modem, WLAN, …
2. ) Software muss Kommunikation unterstützen
   - > Treiber für das Kommunikationsgerät
   - > Netzwerk-Stack zur Kommunikation
   - > Netzwerkfähige Programme

Question 10

Worum geht es bei der Topologie?

Answer 10

• > Die unterschiedlichen Varianten, wie Computernetze aufgebaut sein können
• > Jede Variante hat Vor- und Nachteile

Question 11

Was sind Gateways?

Answer 11

Spezialisierte Geräte die zwischen Netztypen vermitteln können

Question 12

Was ist der Unterschied zwischen physischer und logischer Topologie?

Answer 12

• > Physische Topologie beschreibt Verkabelung

- > Logische Topologie beschreibt Datenfluss zwischen Geräten

Question 13

Beschreiben Sie die Stern-Topologie

Answer 13

• > Zentraler Verteiler (Hub, Switch) ist mit allen Geräten verbunden
• > Keine Kollisionen möglich (Switch)
• > Gute Erweiterbarkeit, hohe Stabilität (Knotenausfall führt zu keinen Problemen)
• > Abhängigkeit von zentraler Komponente
• > Heute bei Ethernet eingesetzt

Question 14

Beschreiben Sie die Baum-Topologie?

Answer 14

• > Im Prinzip eine Verbindung mehrerer Stern-Netze miteinander
• > Problem bei Ausfall der Wurzel oder von ganzen Bäumen
• > Beispiel: Mehrere Switches, die per Uplink verbunden sind

Question 15

Wie ist das ISO/OSI Modell und wie ist es definiert?

Answer 15

• > Der Ablauf der Netzwerkkommunikation wird in einem Schichtmodell dargestellt
• > Die ISO (International Standardisation Organisation) hat das ISO/OSI Modell mit sieben Schichten standardisiert
• > Das Modell ist auf verschiedenste Arten von Netzen übertragbar
• > Obwohl das ISO/OSI Modell sieben Schichten definiert, haben sich in der Praxis nur fünf durchgesetzt!

Question 16

Welche Netzwerkmodelle kennen Sie?

Answer 16

ISO/OSI Modell und TCP/IP Modell (weniger generisch als das ISO/OSI Modell)

Question 17

Wie heißen die 7 Layer des ISO/OSI Modell und welche Art von Daten wird verarbeitet?

Answer 17

7. Application (Data)
8. Presentation (Data)
9. Session (Data)
10. Transport (Segments
11. Network (Packets)
12. Data Link (Frames)
13. Physical (Bits)

Question 18

Welche Layer des ISO/OSI Modell sind Host Layer? Welche Media Layer?

Answer 18

Host Layer (7. - 4.)
Media Layer (3. - 1.)

Question 19

Was wissen Sie über die Bitübertragungsschicht?

Answer 19

• > Unterste Schichte des ISO/OSI Modells (Physical Layer)
• > Definiert als Physical Layer wie die einzelnen Datenbits übertragen werden
• > Dazu gehören auch Kabel, Antennen, Repeater, …

Question 20

Welche Übertragungsmedien der Bitübertragungsschicht gibt es?

Answer 20

z. B. Kabel, Drahtlos, Lichtleiter, …

Question 21

Was wissen Sie über Ethernet?

Answer 21

• > Bitübertragungsschicht
• > Seit den 1970er-Jahren meistverwendetete LAN-Technik
• > Kann über unterschiedliche Medien laufen, wobei sich Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern durchgesetzt haben
• > Aktuell sind Übertragungsraten bis 10 Gbit/s über Kupferkabel möglich (10 GBASE-T)
• > Aufgrund des einfachen Übertragungsverfahrens (direkte Übertragung ohne Modulation) sind die Endgeräte sehr preiswert

Question 22

Auf welcher Normenreihe basiert WLAN meist?

Answer 22

Normenreihe IEEE 802.11

Question 23

Welche WLAN Modi unterscheidet man?

Answer 23

• > Infrastrukturmodus: Alle Geräte melden sich an einer Basisstation an, diese sendet ihren Namen (SSID)
• > Ad-Hoc-Modus: Geräte kommunizieren direkt miteinander

Question 24

Was ist ein WLAN? Auf welchem Layer operiert es?

Answer 24

1. Layer = Physical = Bitübertragungsschicht

Lokales Funknetz, das klassisches LAN drahtlos abbilden sollen

Question 25

Was sind die Herausforderungen bei WLAN?

Answer 25

Abschattungen, schwankende Übertragungsraten oder Störungen durch andere Geräte

Question 26

Welche 2 WLAN Frequenzen stehen zur Verfügung? Was ist der Unterschied?

Answer 26

-> WLAN steht auf zwei Frequenzen, 2.4 GHz und 5 GHz zur Verfügung -> 5 GHz ist weniger überlastet, allerdings ist die Reichweite geringer

Question 27

Wie sind die WLAN Übertragungsraten?

Answer 27

Aktuell sind Übertragungsraten von über einem Gbit/s möglich

Question 28

Welche Standards zur WLAN Verschlüsselung kennen Sie?

Answer 28

Aufgrund der relativ weiten Reichweite und der drahtlosen Übertragung ist es dringend empfehlenswert, die Kommunikation zu verschlüsseln! Ältere Standards wie WEP und WPA gelten als unsicher, daher sollte WPA2 eingesetzt werden.

Question 29

Welche Schicht baut auf dem Physical Layer auf?

Answer 29

Data Link Layer (=Sicherungsschicht)

Question 30

Was ist die Aufgabe der Sicherungsschicht?

Answer 30

- > Sorgt dafür, dass Zugriff auf das Übertragungsmedium zuverlässig funktioniert - > Je nach Medium werden unterschiedliche Protokolle verwendet

Question 31

Was ist der Unterschied zwischen Hub und Switch?

Answer 31

- > Hub leitet alle Pakete an alle Anschlüsse (=Ports) weiter (alte Methode) - > Switch leitet Pakete intelligent an den jeweiligen Anschluss weiter (Rechner werden heute hauptsächlich via Switch verbunden)

Question 32

Welches Ethernet Protokoll wird auf der Sicherungsschicht eingesetzt?

Answer 32

Protokoll CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access | with Collision Detection)

Question 33

Wann treten Kollisionen in der Sicherungsschicht im Ethernet auf?

Answer 33

-> Senden zwei Stationen gleichzeitig ⇒ Kollision -> Eingesetztes Protokoll CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) erlaubt Erkennung von Kollisionen -> Tritt eine Kollision auf, warten beide Stationen eine zufällige Zeitspanne, bevor sie erneut senden ⇒ Zeitverzögerung -> Beim Einsatz von Switches treten Kollisionen praktisch nicht mehr auf

Question 34

Was ist eine MAC-Adresse und wie sind sie aufgebaut?

Answer 34

- > Geräte, die am Netzwerkverkehr teilnehmen, benötigen eine eindeutige Adresse - > MAC-Adresse (Media Access Control) besteht aus 48 bit - > Erste 24 Bits werden einem bestimmten Hersteller zugeordnet

Question 35

Sind MAC-Adressen eindeutig?

Answer 35

Theoretisch sind MAC-Adressen weltweit eindeutig, praktisch können sie aber einfach geändert werden

Question 36

Wie hängt das ISO/OSI-Modell und das TCP/IP-Protokoll zusammen?

Answer 36

- > Das ISO/OSI-Modell ist sehr generisch - > Spezifiziert als Modell nur, wie Kommunikation aufgebaut sein könnte - > Eine mögliche Implementierung ist TCP/IP (implementiert mehrere Schichten des ISO/OSI-Modells) - > Eigentlich ein Protokollpaar

Question 37

Wofür steht TCP/IP?

Answer 37

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

Question 38

Welche TCP/IP Layer können ISO/OSI Layer zugeordnet werden

Answer 38

TCP/IP Layer (ISO/OSI) 4. Application (Layer 7. Application, 6. Presentation, 5. Session) 3. Transport (4. Transport) 2. Internet (3. Network) 1. Link (2. Data Link und 1. Physical)

Question 39

Wie läuft die Kommunikation auf Sender und Empfänger Seite im TCP/IP Modell ab?

Answer 39

* Der Sender durchläuft die Schichten des Modells von oben nach unten (Application -> Transport -> Internet -> Link) * Der Empfänger durchläuft die Schichten des Modell von unten nach oben (Link -> Internet -> Transport -> Application) * Verbunden sind beide über ein Kabel (bzw. anderes Medium)

Question 40

Was passiert in den Schichten des TCP/IP Modells?

Answer 40

- > Jede Schicht fügt den Daten (von oben nach unten) spezifische Informationen hinzu - > Beim Empfänger werden die Daten auf der jeweils gleichen Schicht ausgewertet - > Notwendig, damit über Hardware-Adressen (MAC-Adressen) kommuniziert werden kann, ohne sie zu kennen

Question 41

Ist der Kommunikation Ablauf im TCP/IP Modell ein- oder zweiseitig?

Answer 41

Der Prozess ist in der Praxis selbstverständlich bidirektional, also der Empfänger kann auch zum Sender werden und Daten zurückschicken. Dann durchläuft er das Modell wieder von oben nach unten.

Question 42

Was ist TCP?

Answer 42

- > TCP arbeitet als Protokoll auf der Transportschicht - > Stellt der Anwendungsschicht (=höhere Schicht) Verbindungen zur Verfügung - > Garantiert die Datenübertragung - -->Paketverlust (der Internetschicht) - --->Falsche Reihenfolge der Pakete (der Internetschicht) - > Unterstützt beliebig große Datenübertragungen

Question 43

Wie funktioniert die Adressierung bei TCP?

Answer 43

- > Jede Anwendung nutzt eine Portnummer - > Es gibt 65536 Ports (=16 bit) - > Können an sich beliebig vergeben werden - > Manche Ports sind „reserviert” (well-known ports), andere bestimmten Anwendungen vorbehalten (registered ports), andere frei verwendbar (private ports)

Question 44

Welche TCP Port Bereiche gibt es?

Answer 44

- Bereich 0..1023 → well-known ports - Bereich 1024..49151 → registered ports - Bereich 49152..65535 → private ports

Question 45

Warum bekommt jedes TCP Segment eine eigene Nummer?

Answer 45

- > Jedes Segment erhält eine eigene Nummer (Byteposition im Datenstrom, Sequenznummer) - > Reihenfolge der Segmente ist damit definiert - > Verloren gegangene Segmente können erneut angefordert werden (Retransmission)

Question 46

Wie wird ein Datenstrom in TCP unterteilt? Wie groß sind die einzelnen Teile?

Answer 46

- >Datenstrom der Anwendung wird in Segmente fixer Maximalgröße unterteilt - > Segmentgröße ergibt sich aus dem Rahmen der Sicherungsschicht (1500 B) abzüglich des Mehraufwandes (Overhaed) der Protokolle → 1460 B bei IPv4

Question 47

Was passiert bei der TCP Verbindung?

Answer 47

- > Beim Verbindungsaufbau (3-Wege-Handshake) werden die Sequenznummern synchronisiert - > Datenübertragung nach Initialisierung möglich - > Jedes übertragene Segment muss bestätigt werden (anhand der ACK-Nummer) - > Erfolgt innerhalb einer bestimmten Zeit keine Bestätigung → erneute Übertragung des Segmentes - > Empfänger setzt Segmente anhand der Sequenznummer in richtiger Reihenfolge zusammen

Question 48

Wie kann die Übertragungsgeschwindigkeit bei TCP angepasst werden?

Answer 48

Übertragungsgeschwindigkeit kann dynamisch durch Bestätigungen angepasst werden (Flusskontrolle)

Question 49

Was ist UDP und wo wird es verwendet?

Answer 49

Ebenfalls ein Transportprotokoll (User Datagram Protocol), ähnlich TCP Gut geeignet für Anwendungen, wo Geschwindigkeit wichtig ist - > Telefonie - > Videostreaming

Question 50

Nennen Sie Unterschiede zwischen TCP und UDP

Answer 50

- > Übertragungen werden nicht bestätigt - > Keine Sicherung der Datenübertragung - > Nicht verbindungsorientiert

Question 51

Wie groß ist der UDP Header?

Answer 51

Nur 8 B groß, da keine Sicherung der Übertragung stattfinden muss!

Question 52

Was ist IP und wie arbeitet/funktioniert es?

Answer 52

- > Internet Protocol arbeitet auf der Vermittlungsschicht - > Sorgt dafür, dass Daten vom Sender zum Empfänger kommen - > Arbeitet mit Paketen - > Daten der Transportschicht werden weiter verpackt bzw. entpackt → Header - > Nutzt zur Kommunikation IP-Adressen

Question 53

Welche 2 IP-Versionen existieren zur Zeit?

Answer 53

Derzeit existieren zwei Versionen von IP: IPv4 und IPv6. Wann sich IPv6 endgültig durchsetzen wird, ist derzeit noch nicht absehbar!

Question 54

Was wissen Sie über IPv4?

Answer 54

- > Erstes Protokoll, das sich im Internet durchgesetzt hat - > Nutzt 32 bit für eine IP-Adresse - > Ein Netz ist damit auf 4 294 967 296 Adressen beschränkt (Internet: 3 707 764 736) - > Schreibweise in 4 Dezimalblöcken (=8 bit), durch Punkt getrennt: 192.168.0.1 - > Besteht aus Netzanteil und Hostanteil - > IPv4-Header ist 20 B groß

Question 55

Was wissen Sie über IPv6?

Answer 55

-> Nachfolgeprotokoll zu IPv4 → IPv6 -> Bereits 1995 – 1998 entwickelt, aber immer noch nicht (!) flächendeckend eingeführt -> Gründe für die Notwendigkeit hauptsächlich Knappheit an IPv4 Adressen -> Momentan eher Verschiebung des Problems durch den Einsatz von Routern mit NAT (Network Address Translation erlaubt das Teilen einer externen IPv4 Adresse mit vielen Clients)

Question 56

Welche Vorteile hat IPv6 gegenüber IPv4?

Answer 56

- > Hauptvorteil: Mehr verfügbare Adressen. 2128 Adressen möglich (ca. 340 Sextillionen = 3.4 × 1038 Adressen gegenüber 4.3 Milliarden bei IPv4) - > Vereinfachung und Verbesserung des Headers → weniger Rechenleistung bei Routern erforderlich - > automatische Konfiguration der Adressen - > Einbettung von IPSec als Verschlüsselung direkt ins Protokoll

Question 57

Wie sind Adressen bei IPv6 aufgebaut?

Answer 57

- > IPv6 Adressen sind 128 bit lang, notiert als 8 Blöcke zu 16 bit in hexadezimaler Schreibweise (4 Stellen) - > Blöcke werden durch Doppelpunkte getrennt - > Erste 64 bit bilden Präfix → für jedes Netz spezifisch, ähnlich Netzanteil - > Letzte 64 bit sind spezifisch für die Schnittstelle, werden entweder aus MAC-Adresse generiert oder zugewiesen, ähnlich Hostanteil - > Maximal ein Block von „0000” kann weggelassen werden (durch „::” ersetzt)

Question 58

Was sind Router?

Answer 58

Router sind Geräte, die IP-Pakete zwischen unterschiedlichen Netzen vermitteln

Question 59

Auf welchem ISO/OSI Layer arbeiten Router?

Answer 59

Arbeiten auf Layer 3 des ISO/OSI-Modells (Internet-Schicht)

Question 60

Wie arbeiten Router?

Answer 60

- > Router können zwischen unterschiedlichen Medien vermitteln, z. B. zwischen Ethernet und DSL. - > Kenntnis der MAC-Adresse ist nur bei bestimmten Medien notwendig! - > Vermittlung basiert auf Basis der IP-Adressen - > Es kann notwendig sein, IP-Pakete aufzuteilen (Fragmentierung)

Question 61

Welche Probleme können bei manueller IP-Adressierung auftauchen?

Answer 61

- > Adresskonflikte - > Pflege der IP-Adressdatenbank - > Konfiguration der Rechner

Question 62

Wofür steht DHCP?

Answer 62

Dynamic Host Configuration Protocol

Question 63

Wofür ist der DHCP-Server zuständig?

Answer 63

- > Alle Rechner im Netzwerk benötigen eindeutige IP-Adresse - > Kann manuell konfiguriert werden (=statische IP-Adressen) - > Manuelle Adressierung führt zu potentiellen Problemen - > Dynamic Host Configuration Protocol erlaubt automatische Konfiguration - > Zentraler Rechner (DHCP-Server) verwaltet die Adressen → Konfliktfreiheit

Question 64

Welche Namen haben DHCP Pakete zum Beispiel?

Answer 64

DHCPDISCOVER, DHCPOFFER, DHCPREQUEST, ...

Question 65

Wie ist der Ablauf von DHCP?

Answer 65

Der Client benötigt eine IP-Adresse und sendet deshalb ein DHCPDISCOVER Paket auf der Suche nach einem DHCP Server aus. Der Server antwortet mit einem DHCPOFFER und bietet dem Client eine IP an. Der Client wertet alle Ergebnisse aus und antwortet mit dem DHCPREQUEST. Da der Client eine IP Adresse "leasen" möchte, schickt der DHCP Server nun die IP-Adresse (und alle weiteren wichtigen Informationen) als DHCPACK an den Client. Dieser hat nun eine IP Adresse erhalten und kann damit arbeiten. Jede IP Adresse wird allerdings nur für einen beschränkte Zeit vergeben. Erneuert der Client nach dieser Zeit seine Lease nicht mehr (weil er z.B. nicht mehr Teil des Netzwerks ist) wird ein DHCPRELEASE gesendet, dass die IP Adresse wieder freigibt.

Question 66

Wie arbeitet DHCP?

Answer 66

- > DHCP arbeitet über UDP Pakete → keine Verbindung und keine Adresse notwendig - > DHCP Paket wird an alle Rechner im Netzwerk geschickt (Broadcast, Absenderadresse = 0.0.0.0, Zieladresse = 255.255.255.255) - > DHCP Server weist entsprechend seiner Konfiguration, basierend auf der MAC-Adresse des Clients, eine Adresse zu

Question 67

Wofür steht DNS?

Answer 67

Domain Name System

Question 68

Wofür braucht man ein DNS?

Answer 68

- > IP-Adressen, speziell IPv6 Adressen, sind schwer zu merken (quasi wie ein riesiges Telefonbuch im Internet dass die IP Adressen aller Seiten kennt) - > Domain Name System kann Namen in IP-Adressen übersetzen

Question 69

Wie sind Domain Names aufgebaut?

Answer 69

Aufbau ist baumförmig, ausgehend von der Top Level Domain (letzter Teil des Namens, z. B..at) Einzelne Teile werden durch Punkt getrennt: www.rnb-consulting.at

Question 70

Wieviele Root DNS Server gibt es weltweit?

Answer 70

13

Question 71

Wie ist der Ablauf im DNS am Beispiel der Adresse www.rnb-consulting.at?

Answer 71

Die Namensauflösung beginnt mit einer Anfrage des Client beim Root Nameserver (Root DNS). Dieser weiß noch nicht sofort den Namen, kann aber auf den DNS Server verweisen (= dessen IP Adresse schicken) der zuständig ist für alle .at Domains. Der Client wird also weitergeschickt zum Top-Level-Domain Name Server (TLD DNS) und fragt als nächstes dort an. Auch dieser kennt noch nicht die richtige IP Adresse, allerdings verweist er auf den richtigen Server der die Anfrage beantworten kann. Wird nun dort (RnB DNS) angefragt, kommt die richtige IP als Antwort zurück.

Question 72

Wofür steht ICMP und wofür ist es zuständig?

Answer 72

- > Internet Control Message Protocol für Austausch von Informations- und Fehlermeldungen - > nicht für das Transportieren von Daten - > Die verschiedenen Varianten von ICMP sind unverzichtbare Diagnosetools bei Netzwerkproblemen!

Question 73

Wie heißt ein bekannter Vertreter von ICMP und wofür ist er Zuständig?

Answer 73

- > Bekanntester Vertreter: ping - > Dienst zur Diagnose des Netzwerkes - > Ist Bestandteil von IPv4, wird aber wie ein eigenes Protokoll behandelt → arbeitet auf der Internetschicht des TCP/IP Modells - > Kommandozeilen-Befehl: ping - >

Question 74

Wie funktioniert Ping?

Answer 74

- > ICMP-Header hat eine 8-Bit Zahl am Anfang, die den Typ des Pakets angibt - > Je nach Paket reagieren die Geräte / das Betriebssystem unterschiedlich - > Typ 8 ist Echo-Request - > Zielrechner antwortet üblicherweise mit Typ 0 = Echo-Reply - > Häufig blockieren Firewalls „ping-Anfragen”. In diesem Fall kommt kein Echo-Reply, obwohl der entsprechende Rechner online ist!