Computernetzwerke

Inhalt

Vorwort

Vorwort zur siebten Auflage

1 Zur Geschichte der Netzwerke

1.1 Netzwerke – der Beginn

1.2 Definition eines Netzwerkes

1.3 Das OSI-Modell

1.4 Übersicht über das OSI-Modell

1.4.1 Layer I – die physikalische Schicht (Physical)

1.4.2 Layer II – die Sicherungsschicht (Data Link)

1.4.3 Layer III – die Vermittlungsschicht (Network)

1.4.4 Layer IV – die Transportschicht (Transport Layer)

1.4.5 Layer V – die Kommunikations-/Sitzungsschicht (Session)

1.4.6 Layer VI – die Darstellungsschicht (Presentation)

1.4.7 Layer VII – die Anwendungsschicht (Application)

1.5 Übertragungswege im OSI-Modell

1.6 Allgemeine Bemerkungen

2 Layer I des OSI-Modells

2.1 Die Medien

2.2 Die Thin-Wire-Verkabelung (Koaxialkabel)

2.2.1 Die Restriktionen der Koaxialverkabelung

2.2.2 Verlegung der Koaxialverkabelung

2.2.3 Exkurs in die Physik – Bussysteme

2.2.4 Vor- und Nachteile der Koaxialverkabelung

2.3 Die universelle Gebäudeverkabelung (UGV)

2.3.1 Kabeltypen Twisted Pair

2.3.2 Verlegung der universellen Gebäudeverkabelung

2.3.3 Geräteverbindungen

2.4 Glasfaser

2.4.1 Exkurs in die Physik – Glasfasertypen, Lichtwellenleiter, Effekte

2.4.2 Lichtleitung in der Faser

2.4.3 Die Stufenindexfaser

2.4.4 Längenbeschränkung und Grenzen/Dispersion

2.4.5 Die Gradientenindexfaser

2.4.6 Qualitäten und Längenbeschränkung

2.4.7 Die Mono- oder Singlemode-Faser

2.4.8 Dispersion allgemein

2.5 Verlegung und Handhabung

2.6 Laser sind gefährlich

2.7 High-Speed-Verfahren

2.8 Die Gesamtverkabelung

2.8.1 Gebäude/Büro

2.8.2 Geschwindigkeit

2.8.3 Miniswitches

2.8.4 Fiber-to-the-Desk

2.9 Kabeltypen/Dateneinspeisung/Entnahme

2.9.1 Kabeltypen

2.9.2 Kabelkategorien

2.10 Transceiver

2.11 Zugriffsverfahren

2.11.1 CSMA/CD

2.11.2 Defekte Collision Detection/Carrier Sensing

2.11.3 Andere Verfahren – kollisionsfreie Verfahren

2.11.4 CSMA/CA

2.11.5 Token Ring

2.11.6 Token Bus

3 Layer II – die Sicherungsschicht

3.1 Adressen

3.1.1 Adressermittlung/ARP

3.2 Trennung der Kollisionsbereiche/Bridges

3.3 Bridges – die Vermittler im Netz

3.4 Versteckte Bridges, Layer II im Hub?

3.5 Für Interessierte: High-Speed-Bridging

3.6 Der Meister der Brücken – der Switch

3.6.1 Geswitchte Topologien

3.6.2 Verminderung der Kollisionen

3.6.3 Switches erhöhen die Security

3.7 Keine Kollisionen – keine Detection, Duplex

3.8 Loops – das Netzwerk bricht zusammen

3.8.1 Loops – verwirrte Bridges

3.8.2 Spanning Tree, Loops werden abgefangen

3.8.3 Probleme mit dem Spanning Tree

3.9 Layer II-Pakete

3.10 Anmerkungen zu den Geräten

4 Layer III – die Vermittlungsschicht

4.1 Neue Adressen

4.1.1 Adressklassen

4.1.2 Subnetze

4.1.3 Besondere Adressen

4.2 Segmentierung der Netze

4.2.1 Wer gehört zu welchem (Sub-)Netz?

4.2.2 Kommunikation in und zwischen LANs

4.2.3 Die Subnetzmaske

4.2.4 Asymmetrische Segmentierung

4.2.5 Ermittlung des Netzes/Subnetzes

4.3 Der Router, Weiterleitung auf Layer III

4.3.1 Das Spiel mit den Layer II-Adressen

4.3.2 Router-Loopback-Adressen

4.4 Reservierte und spezielle Adressen

4.4.1 Multicast-Adressen/Testadressen

4.4.2 Private Adressen

4.4.3 APIPA – Automatic Private IP Addressing

4.4.4 Superprivate Adressen

4.5 Das IP-Paket

4.5.1 Das Verfallsdatum TTL

4.5.2 Fragmentierung von IP-Paketen, MTU

4.6 Routing – die weltweite Wegfindung

4.6.1 Distance Vector und Link State

4.6.2 Statisches und dynamisches Routing, nah und fern

4.6.3 Beeinflussung der Routen, Failover

4.7 QoS – Quality of Service

4.8 Das Domain Name System (DNS)

4.8.1 Zuordnung von Namen zu Adressen

4.8.2 Auflösung der Adressen, Forward Lookup

4.8.3 Auflösung der Namen, Reverse Lookup

4.8.4 Namen auflösen, nslookup

4.8.5 Automatische Vergabe von Adressen, DHCP

4.8.6 DHCP-Relay

4.8.7 Windows-Namen

4.9 Single-, Broad- und Multicast

4.9.1 Broad- und Multicast auf Layer II und III

4.10 PING und TRACEROUTE – die kleinen Helfer

5 Layer IV – die Transportschicht

5.1 Ports und Sockets

5.2 Das Transmission Control Protocol

5.2.1 Das TCP-Datagram

5.2.2 TCP-Verbindungen

5.3 Das User Datagram Protocol

5.3.1 Das UDP-Datagram

5.4 Security auf Layer III und IV, Router und Firewall

5.4.1 Unterschiede zwischen Router und Firewall

5.4.2 Zonen einer Firewall

5.4.3 Mehr Intelligenz bei der Weiterleitung/DMZ

5.4.4 Firewall-Philosophien

5.5 NAT, PAT und Masquerading

6 Virtuelle Netze und Geräte

6.1 VLANs – virtuelle Netze

6.1.1 VLAN-Kennung, Tags

6.1.2 Trunks

6.1.3 Verkehr zwischen VLANs

6.1.4 VLAN-Transport, Trunk zum Router

6.1.5 Vorteile der VLANs

6.1.6 Grenzen der VLANs

6.1.7 Bemerkungen zu VLANs

6.1.8 Erweiterungen der VLAN-Umgebungen

6.1.9 Spanning-Tree

6.1.10 Pruning

6.1.11 Eigene IP-Adresse für Switches

6.1.12 Lernfähige Umgebungen

6.1.13 Delegation der VLAN-Verwaltung

6.1.14 Default/Native VLAN

6.1.15 Fazit

6.2 Virtuelle Geräte

6.2.1 Virtuelle Switches

6.2.2 Virtuelle Router und virtuelle Firewalls

6.3 Software defined Networks (SDN)

6.4 Cloud, Microsegmentation, volle Virtualität

7 VPN – virtuelle private Netzwerke

7.1 Tunnel

7.1.1 Security

7.1.2 Mechanismus

7.1.3 Split oder Closed Tunnel

7.1.4 Modi der Datenverschlüsselung

7.1.5 VPN durch Firewalls

7.1.6 Andere Tunneltechniken

7.2 Verschlüsselung

7.2.1 Symmetrische Verschlüsselung

7.2.2 Asymmetrische Verschlüsselung

7.2.3 Hybrid-Verschlüsselung

8 Wireless LAN, Funknetze, Voice

8.1 Access-Points und Antennen, Anschlüsse

8.2 Störungen

8.2.1 Interferenzen, Multipath-Effekt

8.2.2 Hidden-Node-Problem

8.2.3 Generelles

8.3 Die Funkzelle und die Kanäle

8.4 Betriebsmodi

8.5 Namen, das Beacon

8.6 Verschlüsselung

8.7 Aufbau eines Infrastruktur-WLAN

8.8 Stromversorgung der Sender

8.9 Mesh

8.10 Wi-Fi und Proprietäres

8.11 Voice over IP

8.11.1 VoIP im Privatbereich

8.11.2 VoIP im Firmenbereich

8.12 Powerline – eine Alternative

8.13 Zukunft

8.14 Standards und Parameter

8.14.1 802.11

8.14.2 Bandspreizung

8.14.3 802.11b

8.14.4 802.11a

8.14.5 802.11h

8.14.6 802.11g

8.14.7 802.11n

8.15 Kompatibilität und Effizienz

8.16 Super-High-Speed, die Zukunft

8.16.1 802.11ac

8.16.2 802.11ad

9 Netzzugang, Szenarien

9.1 ISDN/Telefon

9.1.1 Wartungsverbindungen

9.2 DSL/ADSL

9.3 Breitbandkabel

9.4 Stand- oder Mietleitungen

9.4.1 Fiber to the Home

9.5 Satellit

9.6 Anyconnect – das Handy-/Funkdatennetz

9.7 WiMAX

9.8 LTE

9.9 Gebäudeverbindungen

9.9.1 Richtfunkverbindungen

9.9.2 Richtlaser

9.10 Hardware

9.11 Kombi-Geräte

9.12 Serverhosting

9.13 Router und Firewalls – Empfehlungen

10 IP Version 6

10.1 Die IP V6-Adresse

10.2 Adressierung

10.2.1 Unicast-Adressen

10.2.2 Multicast-Adressen

10.2.3 Anycast-Adressen

10.3 Adress-Zoo – welche sind notwendig?

10.4 Interface-ID

10.5 Privacy-Extension

10.6 ICMPV6

10.6.1 Nachbarermittlung, NDP

10.6.2 Adress-Caches

10.7 Zusammenfassung der IP V6-Adressen

10.8 Adressvergabe

10.8.1 Feste Konfiguration

10.8.2 DHCPV6, Stateful Autoconfiguration

10.8.3 Autokonfiguration, Stateless Autoconfiguration

10.8.4 Adresszustand

10.9 Umnummerierung eines Netzes

10.10 MTU

10.11 Router-Redirection

10.12 Das IP V6-Paket

10.13 VPN in IP V6

10.14 Quality of Service

10.15 Kommunikation beider Welten

10.15.1 Encapsulierung

10.15.2 Fixe und dynamische Tunnel

10.15.3 Fix, Gateway-to-Gateway-Tunneling

10.15.4 Automatische Tunnel

10.16 DNS in IP V6

10.17 DHCPV6

10.18 Zusammenfassung

11 Netzwerkspeicher

11.1 Dateiübertragung, TFTP und FTP

11.1.1 TFTP – Trivial File Transfer Protocol

11.1.2 FTP – File Transfer Protocol

11.2 Filesharing

11.2.1 DAS – Direct Attached Storage

11.2.2 NAS – Network Attached Storage

11.2.3 WEBDAV

11.2.4 Gefährliche Helfer – Netsharing

11.3 PXE – ein kleiner Exkurs

11.4 SAN – Storage Area Network

12 Repetitorium und Verständnisfragen

12.1 Einführung

12.2 Layer I

12.3 Layer II

12.4 Layer III

12.5 Layer IV

12.6 Allgemeines

12.7 IP Version 6

13 Steckertypen

13.1 Thin-Wire

13.2 UGV

13.3 Glasfaser

13.3.1 ST-Stecker (Straight Tip)

13.3.2 SC-Stecker

13.3.3 MT-RJ-Stecker

13.3.4 LC-Stecker

13.3.5 E2000-Stecker

13.4 Bemerkungen zu Steckertypen

13.5 Schutz der Patchkabel und Dosen

14 Exkurse

14.1 Exkurs in die Zahlensysteme: Bit, Byte, binär

14.1.1 Binär ist nicht digital

14.1.2 Bit und Byte

14.2 Zahlensysteme in der Computerwelt

14.2.1 Das Dezimalsystem

14.2.2 Das Binärsystem

14.2.3 Das Hexadezimalsystem

14.2.4 Umrechnung der Systeme

14.3 Exkurs: Beispiel eines Routing-Vorganges

15 Praxis/Übungen

15.1 Arp-Requests

15.2 Kommunikation auf Layer III

15.3 Layer II-Loop-Probleme

15.4 Die Subnetzmaske

15.5 Das Default Gateway

15.6 Nameserver

15.7 Routen prüfen

15.8 Prüfen der Verbindungen auf Layer IV

15.9 APIPA-Adressierung

15.10 Das Kernel-Routing

15.10.1 Die Routing-Tabelle

15.10.2 Beeinflussen des Routings

15.10.3 Mehrere Netzwerkadapter

15.11 Genau hineingesehen – der Network Analyzer

15.11.1 ARP-Request

15.11.2 Telnet-Session

15.12 IPv6

16 Szenarien, Planung, Beispiele

16.1 Netzwerke im privaten Bereich

16.1.1 Internet-Connection-Sharing

16.1.2 Der Anschluss, ein Router, WAN-Setup

16.1.3 Der Anschluss, LAN-Setup

16.1.4 Der Anschluss, Diverses

16.2 Büros und Kleinfirmen

16.3 Mittlere und größere Firmen

16.4 Planung eines Netzwerkes

16.4.1 Verkabelung

16.5 Der Strom

16.6 Klima

16.7 Impressionen

17 Fehleranalyse

17.1 Ein Rechner oder mehrere sind nicht am Netz

17.2 Alle Rechner sind nicht am Netz

17.3 Router prüfen

17.4 Einige Rechner ohne Internet

17.5 Netzwerk ist langsam

Abkürzungsverzeichnis

Index