Aufgaben

1). Unter dem Oberbegriff Netzwerkkonzept wird der grundlegende Aufbau eines Netzwerks verstanden. Hier wird zwischen den beiden Varianten Peer-to-Peer-Netzwerk (P2P) und Client-Server-Netzwerk unterschieden.

Erläutern Sie diese beiden Konzepte ausführlich und grenzen Sie sie eindeutig gegeneinander ab. Die Erläuterung und Abgrenzung kann in Stichworten geschehen. Für beide Konzepte gilt, dass Netzwerkressourcen und Netzwerkdienste (Serverdienste) im Netzwerk zur Verfügung gestellt werden. Finden Sie fünf (5) gebräuchliche Serverdienste und erläutern Sie diese kurz mit Ihren eigenen Worten.

Peer – to – Peer Netzwerk (P2P): Hierbei ist eine Verbindung von mehreren Rechnern, die alle auf alle Dienste zugreifen und diese zur Verfügung stellen können. Sie sind also alle gleichberechtigt. In modernen P2P Netzwerken gibt es allerdings zwei Overlay-Netzwerke. Im einen sind meistens die etwas besseren Rechner die die Organisation und Bereitstellung der Suchfunktion übernehmen. Die restlichen Teilnehmer werden in verschiedene Gruppen unterteilt, bewertet nach ihren Qualifikationen und bekommen spezifische Aufgaben.

Client – Server – Netzwerk: Bei einem Client – Server – Netzwerk verteilt Aufgaben und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerkes. Die Aufgaben werden von Programmen erledigt, die sich in Server und Clienten unterteilen. Der Client kann Aufgaben vom Server anfordern, der die Anfrage dann beantwortet und die Mittel bereitstellt.

Während bei einem Peer – to – Peer Netzwerk alle Rechner auf alles zugreifen und alles zur Verfügung stellen können, werden bei einem Client – Server – Netzwerk die Dienste verteilt.

Serverdienste:

Privoxy: Werbefilter Proxy

NFS: Dateien für andere Linux/Unix im Netzwerk freigeben.

Citadel: Webinterface zur Verwaltung von Emails, Daten, Adressen und Notizen.

Ampache: Audio-streaming Server mit Benutzerverwaltung und integriertem Player.

MySQL: Ein weit verbreiteter Datenbank-Server.

Einhergehend mit der Topologie werden Netzwerke häufig auch unter dem Gesichtspunkt ihrer räumlichen Ausdehnung eingeordnet. Die Anzahl der im Netzwerk verbundenen Rechner spielt dabei eine eher untergeordnete Rolle.

Recherchieren Sie vier (4) typische Unterteilungen und grenzen Sie diese gegeneinander ab.

LAN (Local Area Network - lokales Netzwerk)

Dieses Netzwerk erstreckt sich meist nicht weiter, als über ein Grundstück kann aber in mehrere Gebäude innerhalb dieses Bereiches gehen. Es ist örtlich begrenzt und in sich geschlossen. Es findet vor allem in Unternehmen Verwendung, da es Arbeitsstationen in verschiedenen Räumen, Etagen, Abteilungen oder Gebäuden miteinander verbindet. Um alles zu verbinden, werden verschiedene Kabel, Verkabelungstechniken, Kabeltypen und Netzwerkkarten verwendet. In der Regel erfolgt der Datenzugriff sehr schnell sodass hohe Transfergeschwindigkeiten erreicht werden können.

WAN (Wide Area Network - Weitverkehrsnetz)

Das WAN ist ein firmenübergreifendes Netzwerk, das sowohl für Filialen in der gleichen Stadt als auch für weit entfernte Hauptsitze der Konzerne eingesetzt wird. Durch Satelliten- und Funkverbindungen kann man das WAN unbegrenzt ausdehnen, allerdings hat man keine permanente Verbindung, wie beim LAN.

MAN (Metropolitan Area Network - städtisches Netzwerk)

Das MAN ist von der Ausdehnung her zwischen LAN und WAN eingeordnet, findet in Deutschland aber keine Verwendung. Dabei werden verschiedene LANs miteinander verbunden, wodurch die Ausmaße die denen einer Stadt ebenbürtig sind. Die Übertragungsgeschwindigkeiten sind so hoch wie beim LAN und es werden bevorzugt permanente Verbindungen eingesetzt. Dieses Netz findet in den moderneren Städten in den USA Verwendung und ist mit dem Universitätsnetzen, sofern der Campus samt Unterkünfte mit vernetzt sind, zu vergleichen.

GAN (Global Area Network)

Dies ist das weltumfassende Internet.

Überlegen Sie, ob eine Reduzierung auf zwei Typen sinnvoll ist und begründen

Sie Ihre Aussage.

Ich denke, dass es nicht sinnvoll ist, das Internet auf zwei Typen zu reduzieren,  da man mindestens drei braucht. MAN , GAN und WAN. Das GAN benötigen wir für eine permanente Verbindung zu allen anderen auf der Welt. Das MAN für die Firmen die untereinander schnell kommunizieren wollen und das  MAN, um Städte zu vernetzten, insbesondere für einen Campus, um ihm eine permanente Verbindung zu ermöglichen.

3.

a. Stellen Sie die Funktionsweisen eines Hub und eines Switch grundlegend gegenüber und grenzen Sie sie gegeneinander ab.

Eigenschaften eines HUB:

-      Wird auch nicht denkendes Gerät genannt

-      Mittelpunkt oder Knotenpunkt

-      Es können mehrere PCs angeschlossen werden wodurch Daten verschickt und empfangen werden können

-      Das Datenpaket wird an alle PCs gesendet, egal ob sie diese haben wollen oder nicht.

-      Ist nicht in der Lage zwei Pakete auf einmal zu verschicken, sollte dies trotzdem einmal passieren, kommt es zu einer Kollision und ein Paket verschwindet und muss erneut gesendet werden.

Eigenschaften eines Switch:

-      Wird auch intelligenter HUB genannt

-      Switch bedeutet so viel wie Weiche oder Schalter.

-      Ähnlich wie der Hub nur mit verbesserter Funktionsweise

-      Der Switch sendet die Pakete nur an die PCs, die es auch haben wollen.

-      Arbeitet auf zwei Sicherungsschichten des OSI-Modells

b. Im Zusammenhang mit der Funktionsweise eines Switch sind die folgenden Begriffe geläufig:  

• Store - and - Forward
• Fragment - Free
• Cut - Through
• Error - Free - Cut - Through
• On - the - Fly

Erläutern Sie die Begriffe und grenzen Sie sie gegeneinander ab.

Store – and – forward: Das ist die Grundlegendste und einfachste Vorgehensweise eines Switch, die auch jeder Switch beherrscht. Außerdem ist sie die langsamste mit der höchsten Latenzzeit. Das Paket wird empfangen und gespeichert, was man „Store“ nennt. Er prüft dann die Summe des Pakets und trifft dann seine Entscheidung, ob er das Paket weiterschickt. Gibt es eine Differenz zwischen der berechneten und dem am Ende des Pakets gespeicherten CRC-Wert geben, wird das Paket verworfen. Store – and – forward war lange die einzige Möglichkeit, Pakete sicher und fehlerfrei an PCs mit unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten zu senden.

Fragment – Free: Schneller als Store – and – forward aber langsamer als Fast – Forward – Switching. Prüft, ob das Paket größer als 64 Bytes und schickt es dann weiter zum PC, ohne eine CRC-Prüfung durchzuführen. Denn wenn das Paket kleiner als 64 Bytes ist, ist es ohnehin ein Trümmer einer Kollision und ergibt kein sinnvolles Paket mehr. Die Fragment – Free Methode wird meist von besseren Switches verwendet.

Cut – Through: Diese haben die niedrigste Latenzzeit. Sie werten nur die Zieladressen aus und bestimmen dann anhand ihrer Wertetabelle den Zielport. Dorthin senden sie das Paket ohne Fehlerkorrektur. Beschädigte Datenfragmente können dann von Layer 2 Switches später aussortiert werden.

Error - Free - Cut – Through: Hierbei nutzt der Switch verschiedene Vorgehensweisen. Er fängt an mit dem Cut – Through Verfahren und schickt das Paket mit dem korrekten Port ins LAN. Vom Paket wird allerdings eine Kopie gehalten, die dann geprüft wird. Stimmt sie nicht mit dem Paket überein kann der Switch zwar nicht mehr signalisieren, dass es falsch ist, aber er kann mit einem internen Zähler die Fehlerrate pro Zeiteinheit hochrechnen. Ist diese zu hoch, schaltet er in den Store – and – forward Modus zurück und ist die Fehlerrate wieder niedrig, geht er wieder in den Cut – Through Modus. Sollten zu viele Fragmente mit weniger als 64 Bytes ankommen, schaltet der Switch temporär auf den Fragment – free Modus. Sollten die zwei PCs verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten haben, bzw. verschiedene Übertragungsmedien besitzen schaltet er wieder auf Store – and – forward zurück. Switches, die diese Methode nutzen sind weiterhin teuer.

4. Kommunikationsrichtungen und Kommunikationsarten

Um eine erfolgreiche Verbindung zwischen zwei Kommunikationspartner aufzubauen, sind Kenntnisse über die Kommunikationsverbindungen nötig.

1. Kommunikationsrichtungen beschreiben die Sende- und Empfangsbeziehungen der beteiligten Kommunikationspartner.

Erläutern Sie kurz die folgenden Kommunikationsrichtungen und geben Sie jeweils ein Beispiel aus dem Alltag an:

• Vollduplex oder Duplex
• Halbduplex
• Simplex

Vollduplex oder Duplex: Hierbei können Daten in beide Richtungen übertragen werden. Ein Beispiel aus dem Alltag könnte zum Beispiel ein Telefongespräch sein.

Halbduplex: Hierbei können Daten abwechselnd in beide Richtungen verschickt werden, also erst von der einen Richtung und dann von der anderen. Ein Beispiel aus dem Alltag könnte ein Gespräch über Walkie-Talkie sein, da dort immer nur einer Sprechen und der andere zuhören kann.

Simplex: Die Daten werden immer nur in eine Richtung übertragen, eine Antwort kann man nicht erhalten. Sobald die Übertragung beendet ist, kann ein anderer Sender den Kanal nutzen. Ein Beispiel aus dem Alltag wäre das Radio, da dort immer nur einer sprechen kann. Hier kann man allerdings gar nicht sprechen sondern nur zuhören.

Kommunikationsarten  unterscheiden  die  Anzahl  der  beteiligten Kommunikationspartner. Sie stehen im engen Zusammenhang mit den Kommunikationsrichtungen.