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![Quellenhinweise
[1] J. Scherff: Grundkurs Computernetze. Eine kompakte Einführung in
die Netzwerk- und Internet-Technologien, 2., überarbeitete und
erweiterte Auflage 2010, Wiesbaden: Vieweg + Teubner Verlag.
[2] M. Sauter: Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme. Von UMTS
und HSDPA,GSM und GPRS zu Wireless LAN und Bluetooth
Piconetzen, 3., erweiterte Auflage 2008, Wiesbaden: Vieweg + Teubner
Verlag.
[3] BSI, Sichere Nutzung von WLAN (ISi-WLAN), BSI-Leitlinie zur
Internet-Sicherheit (ISi-L), Version 1.0, 2009,
https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Internetsicher
heit/isi_wlan_leitlinie_pdf.pdf?__blob=publicationFile , Stand 20.8.2014
28](https://image.slidesharecdn.com/vit-4-2014-141007083312-conversion-gate02/85/VIT-4-2014-28-320.jpg)
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VIT 4-2014
Das Dokument behandelt die Grundlagen und Technologien von vernetzten IT-Systemen, insbesondere Ethernet und Funknetzwerke. Es erläutert Medienzugriffssteuerung, Protokolle wie CSMA/CD und die Entwicklung von Ethernet über die Jahre sowie die verschiedenen WLAN-Standards und deren Spezifikationen. Zudem werden Herausforderungen in der Netzwerktechnik, unter anderem in Bezug auf Datenschutz und Signalübertragung, thematisiert.
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VIT 4-2014
- 1. Vernetzte IT-Systeme 4.Direktverbindungsnetze Prof. Dr. Volkmar Langer Florian Schimanke Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz.
- 2. Vernetzte IT-Systeme 4.Direktverbindungsnetze 4.1 Ethernet Grundlagen Prof. Dr. Volkmar Langer Florian Schimanke
- 3. Direktverbindungsnetzwerk Eine Ideewird vierzig: 22. Mai 2013 – 40 Jahre Ethernet Direktverbindungsnetze 3 Bob Metcalf, University of Texas at Austin, http://bit.ly/1t2f8eZ , Stand 15.8.2014
- 4. Direktverbindung – SharedMedia Wie wird der Zugriff auf das Medium geregelt? – Medienzugriffssteuerung – Fairness: Durchsatz und Verzögerung – Kodierung und Framebildung – Zuverlässigkeit und Fehlererkennung – … Direktverbindungsnetze 4
- 5. Protokoll: CSMA/CD Direktverbindungsnetze5 1 2 3 CS carrier sense 1 2 3 MA multiple access 1 2 3 CD collision detection
- 6. Ethernet-Algorithmus Station ist sendebereit Medium abhören Daten übertragen und Medium abhören Übertragung beendet Direktverbindungsnetze Backoff Time abwarten Übertragung abbrechen u. Jam- Signal senden Medium frei? Kollision entdeckt ? 6
- 7. Einordnung ins ISO/OSI-RM Layer 2 - Ethernet
- 8. Differenzierung in Sublayern Anwendungsschicht Darstellungsschicht Sitzungsschicht Transportschicht Vermittlungsschicht Sicherungsschicht Bitübertragungs-schicht Logische Verbindungssteuerung 2b: LLC logical link control 2a: MAC medium access control Medien Zugriffssteuerung Übertragungsmedium
- 9. Ethernetframe II nachIEEE 802.3 7 + 1 Byte 6 + 6 Byte 2 Byte 46- 1500 Byte 4 Byte Präambel Zieladresse Quelladress SOF Typ Daten… ggf. Pad FCS e Präambel SOF Bitfolge 10101010…10101011; Synchronisation und Frameanfang Zieladresse Quelladresse MAC – Adressen von Empfänger und Sender Typ Typ-Feld zur Identifizierung der Layer 3 Protokolle – z.B. ARP, IP, usw. Daten… ggf. Pad 46-1500 Bytes Daten, die ggf. durch Pad 0…45 aufgefüllt werden FCS Frame check sequence: CRC32 – Checksummenbildung, Fehlererkennung
- 10. MAC Adressen –IEEE 802.3 weltweit eindeutige Identifikation des Netzwerkadapters 6 Byte (48 Bit) lang Darstellung byteweise hexadezimal 00-60-2F-B2-95-5A Hersteller- Kennung (hier Cisco) Adressen 224 ~16,7 Millionen
- 11. Unicast und Broadcast Bsp. Unicast HTTP 969 GET /wiki/Wikipedia: Hauptseite HTTP/1.1 Bsp. Broadcast: ARP 60 Who has 192.168.2.15? Tell 192.168.14.191
- 12. Vernetzte IT-Systeme 4.Direktverbindungsnetze 4.2 Ethernet Technologien Prof. Dr. Volkmar Langer Florian Schimanke
- 13. Ethernet - ursprünglich Transceiver Bus-abschluss Yellow Cable (thick Coaxial) max. 500m Bus-abschluss 10 Base 5 10Mbps Basisband (digital) 500m Segmentlänge
- 14. Ethernet heute –switched Ethernet x Base T/SX/LX xMbps Basisband (digital) Twisted Pair/LWL
- 15. Ethernet Evolution Ethernet Evolution Standard Ethernet Fast Ethernet Giga Ethernet Ten-Giga Ethernet 10 Mbps 100 Mbps 1 Gbps 10 Gbps 100-Giga Ethernet 100 Gbps
- 16. Ethernet im IEEEKomitee 802.1. 802.2. 802.3. 802.4. 802.5. 802.6. 802.1. Higher Layer Interface Standard ( OSI, X.25 ) 802.2. Logical Link Control ( LLC ) 802.3. CCSSMMAA//CCDD 802.4. Tokenbus 802.5. Token Ring 802.6. DQDB ( Distributed Queue Double Bus )
- 17. Ethernet im IEEEKomitee http://www.ieee802.org/ 802.3 Ethernet 802.3u Fast Ethernet 802.3z Gigabit Ethernet 802.3an 10 Gigabit Ethernet (BaseT) 802.3ae 10 Gigabit Ethernet (Base SR,LR – LWL) 802.3ba-2010 40 GBE, 100 GBE Standards 802.3bq 40GBASE-T (2014) … http://www.ieee802.org/3/
- 18. Ethernet vom LANzum Carrier Metro Ethernet Forum, http://metroethernetforum.org/ , Stand 18.08.2014
- 19. Vernetzte IT-Systeme 4.Direktverbindungsnetze 4.3 Funknetze Prof. Dr. Volkmar Langer Florian Schimanke
- 20. Entfernungsklassen bei Funknetzen Mbit/s 1000 100 10 1 WPAN WLAN WMAN WWAN Bluetooth 3.0 2.0 WiFi 802.11n 802.11a/g 802.11b WiMax 802.16m 802.16e 802.16- 2004 4G LTE (3,9G) 3G+(HSPA) 3G (UMTS) IEEE802.15 IEEE802.11 IEEE802.16 3GPP ~ 10m ~ 100m ~ 50 km ~ 30km
- 21. WLAN – OSISchichten Anwendungsschicht Darstellungsschicht Sitzungsschicht Transportschicht Vermittlungsschicht Sicherungsschicht Bitübertragungs-schicht LLC logical link control 802.11 Media Access Control 802.11 Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) 802.11 Infrarot „Übertragungsmedium“ 802.11 FHSS* 802.11 DSSS* *FHSS: Frequency Hopping Spread Spectrum *DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum
- 22. WLAN – Standards Standard Jahr Frequenz GHz Reichweite (innen/außen) Datenrate Mbit/s 802.11 1997 2,4 20/100m 2 802.11b 1999 2,4 40/140m 11 802.11g 2003 2,4 40/140m 54 802.11a/h 1999/2003 5 35/120m 54 802.11n 2009 2,4/5 70/250m 600 Vgl. IEEE 802.11 Working Group for WLAN, http://www.ieee802.org/11/ , Stand 20.8.2014
- 23. WLAN – Topologien Ad-hoc-Netzwerke BSS Basic Service Set Infrastructure Access Point Switch ESS Extended Service Set Infrastructure Access Point Access Point WLC Switch Access Point
- 24. Herausforderung – technischeDimension
- 25. Herausforderung – Ausleuchtung Bild HSW, WLAN Signaldämpfung, 21.08.2014
- 26. Herausforderung – Datenschutz Verschlüsselungsstandard WiFi Protected Access2: WPA2 2004, WiFi Alliance basiert auf AES (Advanced Encryption Standard) IEEE 802.11 Standard (Revision, 2007) Vgl. AirTight, http://www.airtightnetworks.com/WPA2-Hole196 , Stand 21.08.2014
- 27. IEEE 802.11ac/ad 802.11n802.11ac 802.11ad max. Übertragungsrate 600 Mbit/s 3,2 Gbit/s 7 Gbit/s max. Reichweite ca. 100m ca. 50m ca. 10m Frequenzband 2,4/5 GHz 5 GHz 60 GHz max. 4 x 4 8 x 8 1 Sende/Empfangseinheiten Antennentechnik MIMO MU-MIMO Beamforming max. Kanalbreite 40 MHz 160 MHz 2 GHz Modulationsverfahren QAM-64 QAM-256 QAM-64 Vgl. IEEE 802.11 Working Group for WLAN, http://www.ieee802.org/11/ , Stand 20.8.2014
- 28. Quellenhinweise [1] J.Scherff: Grundkurs Computernetze. Eine kompakte Einführung in die Netzwerk- und Internet-Technologien, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage 2010, Wiesbaden: Vieweg + Teubner Verlag. [2] M. Sauter: Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme. Von UMTS und HSDPA,GSM und GPRS zu Wireless LAN und Bluetooth Piconetzen, 3., erweiterte Auflage 2008, Wiesbaden: Vieweg + Teubner Verlag. [3] BSI, Sichere Nutzung von WLAN (ISi-WLAN), BSI-Leitlinie zur Internet-Sicherheit (ISi-L), Version 1.0, 2009, https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Internetsicher heit/isi_wlan_leitlinie_pdf.pdf?__blob=publicationFile , Stand 20.8.2014 28
Hinweis der Redaktion
- #5 Wie wird der Zugriff auf das Medium geregelt? Medienzugriffssteuerung Fairness: Durchsatz und Verzögerung Kodierung und Framebildung Zuverlässigkeit und Fehlererkennung …
- #21 Funknetze eine mögliche Art der Klassifizierung Bluetooth 2.0 – 3.0: maximal 2,1 Mbit/s - theoretische Übertragungsrate von 24 Mbit/s WLAN: 5-6 Mbit/s – theoretisch bis zu 600 Mbit/s WMAN: bis 1Gbit/s WWAN: LTE maximale Download-Geschwindigkeit von 225 MBit/s erreicht 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ist eine weltweite Kooperation von Standardisierungsgremien für die Standardisierung im Mobilfunk; konkret für UMTS, GERAN (GSM) und LTE. Die 3GPP wurde am 4. Dezember 1998 von fünf sogenanntenOrganizational Partners gegründet.
- #22 Shared Media: also in der Bitübertragungsschicht und in der Sicherungsschicht ansetzen. Zwei Frequenzspreizverfahren, bei denen ein schmalbandiges Signal in ein Signal mit einer größeren Bandbreite, als für die Informationsübertragung nötig ist, umgewandelt wird. Vorteil: größere Störsicherheit gegenüber schmalbandigen Störsignalen und damit das S/N Verhältnis verbessert!
- #23 Beim fünften WLAN Standard 802.11n wird OFDM (orthog. Freq. Div. Multipl.) verwendet und die Antennentechnik auf MIMO (Multiple Input Multiple Output) weiter optimiert.
- #25 Im ISM-Frequenzband 2,4 GHz stehen uns bei WLAN 14 Kanäle mit der Bandbreite von 22MHz zur Verfügung, die sich allerdings überlappen! D.h. in benachbarten Räumen eines Gebäudes können häufig nur drei Kanäle, die sich nicht überlappen genutzt werden.
- #26 Ausleuchtung z.B. in Form von Dämpfungsprofilen, die abhängig von den gebäudetechnischen Rahmenbedingungen, also … Auskunft über die Signalqualität und damit über die … 7 AP´s in einer Etage der HSW
- #27 Sicherheitsexperten von AirTight Networks haben im Juli 2010 eine Lücke im WLAN-Sicherheitsprotokoll WPA2 entdeckt. Benannt wurde das Sicherheitsloch nach der Seite im zugrundeliegenden Standard IEEE 802.11 (2007), die den Hinweis auf die Lücke gibt Seite 196 von 1232.
- #28 802.11ac: Offizielle Standardisierung wurde im Dezember 2013 veröffentlicht[