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2023 | Book

Aufgaben zum Komplex I – Übertragungsorientierte Schichten Read chapter Read first chapter

Moderne Rechnernetze – Übungsbuch

Aufgaben und Musterlösungen zu Protokollen, Standards und Apps in kombinierten Netzwerken

Authors: Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Dieses Übungsbuch ergänzt das Lehrbuch "Luntovskyy/Gütter, Moderne Rechnernetze: Protokolle, Standards und Apps in kombinierten drahtgebundenen, mobilen und drahtlosen Netzwerken" um praktische Übungen und dazugehörige Musterlösungen.Die Übungen und Musterlösungen werden den Teilen I, II, III im Lehrbuch zugeordnet und folgen damit dem modularen Aufbau des o.g. Lehrbuchs.Lehrbuch und Übungsbuch eignen sich als vorlesungsbegleitende Literatur zum Modul Computernetzwerke im ET- und IT-Fachstudium für Studierende und Dozenten an technischen Hochschulen.

Table of Contents

Frontmatter

Aufgabenstellungen zu praktischen Übungen

Frontmatter
Kapitel 1. Aufgaben zum Komplex I – Übertragungsorientierte Schichten
Zusammenfassung
Kapitel 1 bietet Ihnen praktische Aufgaben zu Komplex I (Übertragungsorientierte Schichten). Es werden physikalische Verfahren der Datenübertragung, Konzepte zum nachrichtentechnischen Kanal, Modellierung von Protokollen und Dienstelementen mithilfe Ablauf- und Zustandsdiagramme, Internet Protocol und Weiterentwicklung des Protokolls IPng diskutiert.
Außerdem werden Performance-Parameter in Netzwerken, Brutto- und Nettodatenraten sowie Parameter für QoS (Quality of Service) praktisch geübt.
Des Weiteren werden typische Adressierungsarten, Methoden für Fehlerbehandlung und Überlaststeuerung, Wegewahl/ Routing in IP-Netzwerken betrachtet sowie fehlerkorrigierende Codierung und Prüfsummenverfahren (CRC) in sog. übertragungsorientierten Schichten im OSI-Referenzmodell (Layer 1 bis Layer 4) adressiert.
Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter
Kapitel 2. Aufgaben zum Komplex II – Netzwerktechnologien und Mobile Kommunikation. Netzkopplung und Verkabelung
Zusammenfassung
Kapitel 2 enthält Aufgaben zu Komplex II (Netzwerktechnologien und Mobile Kommunikation. Netzkopplung und Verkabelung). Praktische Aufgaben in Bezug auf Performance und QoS zur Vielfalt aktueller Netzwerktechnologien werden formuliert zwecks Festigung der schon gelernten Theorieansätze. Außerdem werden stochastische (kollisionsbehaftete) Medienzugriffsverfahren für lokale Netze (Ethernet, WLAN), wie bspw. ALOHA, CSMA/CD, CSMA/CA in Betracht gezogen.
Des Weiteren wird MPLS als wichtige Integrationstechnik für Weitverkehrsnetze diskutiert. Praktische Netzwerke werden in Zusammenhang mit strukturierter Verkabelung, leistungsfähigen passiven und aktiven Kopplungselementen, wie Hubs, Bridges, Switches, Router, Access Points sowie mit den Komponenten für abgesicherten Nachrichtenverkehr (sog. Firewalls) betrachtet.
Neben drahtgebundenen Lösungen werden auch Themen wie Funknetze, mobile und SAT-basierte Systeme geübt. Weitere spezifische Aspekte, wie Dienste und Klassen von Satellitensystemen (LEO, MEO, GEO), zugelassene Frequenzspektren, Ausbreitungseffekte für Funknetze, Spektraleffizienz und Antennentechnik werden detailliert dargestellt und praxisnah geübt.
Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter
Kapitel 3. Aufgaben zum Komplex III – Verarbeitungsorientierte Schichten und Netzwerkanwendungen
Zusammenfassung
Kapitel 3 stellt Aufgaben zu Komplex III (Verarbeitungsorientierte Schichten und Netzwerkanwendungen) zur Verfügung. Es geht um wichtige praktische Ansätze zu Rechnernetzanwendungen und deren integrierte Betrachtung an den Schichten 5–7 im OSI-Referenzmodell. Die klassischen Basisdienste, konstruktive Besonderheiten moderner Netzwerkanwendungen und Apps im Desktop-Bereich und mobilen Umfeld sowie verbreitete Kommunikationsmodelle und Mechanismen werden diskutiert. Durch die praxisnahen Aufgabenstellungen werden vielfältige aktuelle Internetapplikationen, Systemarchitekturen, Webanwendungen, mobile Apps, u. a. Cloud-Systeme, P2P, Fog, Systeme für Multimedia, Videostreaming und -Conferencing, Netzmanagement mittels SNMP adressiert. Dieser Abschnitt bietet außerdem eine praktische Vorstellung über den Einsatz von Verteilten Systemen unter obligatorischer Nutzung einer effizienten Netzwerkarchitektur, über die Architekturwandlungen in aktuellen Verteilten Systemen, über die Virtualisierungsverfahren und Entwicklungstrends in Rechnernetzen. Des Weiteren wird kryptografische Absicherung in den Rechnernetzapplikationen und angewandte Datensicherheit in Rechnernetzen diskutiert und geübt.
Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter

Musterlösungen

Frontmatter
Kapitel 4. Komplex I – Übertragungsorientierte Schichten
Zusammenfassung
Der praxisorientierte Abschnitt bietet Ihnen Musterlösungen zu den Aufgabenstellungen zu Komplex I – Übertragungsorientierte Schichten. Die folgenden Themen werden geübt:
  • Dienstelemente für einen abstrakten Telefondienst
  • Funkübertragungskanal nach Nyquist-Theorem
  • Multiplexverfahren: Frequenzmultiplex vs. OFDM
  • Modulationsverfahren
  • IP-Adressen und Klassenbildung
  • Distance Vector Routing
  • IP – Fragmentierung
  • Netto/Brutto-Datenrate in der Schichtenarchitektur
  • Internet-Schichtenarchitektur und Netto-/Brutto-Verhältnis
  • Fehlerbehandlung durch Paritätskontrolle
  • Fehlerkorrigierende Codes
  • Cyclic Redundancy Check (CRC)
  • Protokolle der Sicherungsschicht
  • Überlaststeuerung
  • Einsatz von IP: Adressen und Subnetze
  • Hilfsprotokolle zum Einsatz von IP
  • Weiterentwicklung von IP: IPng
  • Quality of Service in der Transportschicht
  • Ablauf- und Zustandsdiagramme für die Transportschicht
  • Übersicht der Netzwerkfunktionen und Kommunikationsschichten.
Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter
Kapitel 5. Komplex II – Netzwerktechnologien und Mobile Kommunikation. Netzkopplung und Verkabelung
Zusammenfassung
Der praxisorientierte Abschnitt bietet Ihnen Musterlösungen zu den Aufgabenstellungen zu Komplex II – Netzwerktechnologien und Mobile Kommunikation/Netzkopplung und Verkabelung. Die folgenden Themen werden geübt:
  • Multiprotocol Label Switching (MPLS)
  • Ethernet und ALOHA: stochastische Medienzugriffsverfahren
  • Netzwerktechnologien und WAN-Verbindungen
  • Netztechnologievergleich
  • Kopplungselemente: Transparent Bridges
  • Strukturierte Verkabelung und Einsatz von Switches als Kopplungselemente (am Bsp. der Vernetzung eines Studentenwohnheims)
  • Firewall als Kopplungselement
  • Satellitenfunk
  • Klassen von Satellitensystemen
  • Frequenzspektrum und Funknetze
  • Spektraleffizienz
  • Antennentechnik und Funknetze
  • Freiraumdämpfung/EIRP
  • FSL-Modelle im Mobilfunk
  • Weitere Ausbreitungsaspekte in Funknetzen.
Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter
Kapitel 6. Komplex III – Verarbeitungsorientierte Schichten und Netzwerkanwendungen
Zusammenfassung
Der praxisorientierte Abschnitt bietet Ihnen Musterlösungen zu den Aufgabenstellungen zu Komplex III – Verarbeitungsorientierte Schichten und Netzwerkanwendungen. Die folgenden Themen werden geübt:
  • Klassische Internetapplikationen
  • Cloud Computing
  • Multimediale Netzwerkanwendungen und Mobilfunk
  • SNMP-Management
  • Architekturwandlung in modernen Verteilten Systemen
  • Videokonferenzen
  • Fortgeschrittene Sicherheit in Netzwerken: Firewalls und CIDN
  • Kryptografische Absicherung in den Rechnernetzapplikationen
  • Kryptoprotokolle
  • Backup und Cloud Backup
  • Virtualisierungsverfahren in Rechnernetzen
  • Entwicklungstrends in Rechnernetzen.
Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter
Backmatter
Metadata
Title
Moderne Rechnernetze – Übungsbuch
Authors
Andriy Luntovskyy
Dietbert Gütter
Copyright Year
2023
Electronic ISBN
978-3-658-41295-1
Print ISBN
978-3-658-41294-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-41295-1