Burke Rechnernetze

Konzepte und Techniken der Datenübertragung in Rechnernetzen
1994
ISBN: 978-3-322-84810-9
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 507 Seiten, eBook

Reihe: XLeitfäden der Informatik

Zielgruppe

Upper undergraduate

Autoren/Hrsg.

Burke, Manfred

Weitere Mitwirkende

Kowalk, Wolfgang

Inhaltsverzeichnis

1 Übersicht.- 1.1 Informatik und Kommunikation.- 1.2 Zielsetzungen der Kommunikationstechnik.- 1.3 Geschichte der Rechnernetze.- 1.4 Einsatzgebiete von Rechnernetzen.- 1.5 Klassifiziemng von Rechnersystemen und -netzen.- 1.6 Architektur von Kommunikationssystemen.- 1.7 Routing und Flußkontrolle.- 1.8 Leistungsbewertung.- 1.9 Internationale Datennetze.- 1.10 Netzwerkmanagement.- 2 Grundlegende Begriffe.- 2.1 Entfernung.- 2.2 Anwendungen.- 2.2.1 Lastverbund.- 2.2.2 Leistungsverbund.- 2.2.3 Kommunikationsverbund.- 2.2.4 Datenverbund.- 2.2.5 Wartungsverbund.- 2.2.6 Funktionsverbund.- 2.2.7 Kapazitätsverbund.- 2.3 Übertragungstechnik.- 2.3.1 Vermittlungsnetze, Rundsendesysteme.- 2.3.2 Leitungsvermittlung, Speichervermittlung.- 2.3.3 Verbindungslose und verbindungsorientierte Kommunikation.- 2.3.4 Übertragungsmedien.- 2.3.5 Basisband- und Breitbandnetze.- 2.4 Übertragungswege.- 2.4.1 Öffentliche Netze.- 2.4.2 Private Netze.- 2.4.3 Elektrische Netze.- 2.4.4 Lichtwellenleiter.- 2.4.5 Satellitennetze.- 2.4.6 Funknetze.- 2.5 Protokolle.- 2.6 Topologie.- 2.6.1 Busnetze.- 2.6.2 Ringnetze.- 2.6.3 Sternnetze.- 2.6.4 Vollvermaschte Netze.- 2.6.5 Gekoppelte Netze.- 2.6.6 Backbone-Netze.- 2.7 Kopplung von Rechnernetzen.- 2.7.1 Repeater.- 2.7.2 Bridge.- 2.7.3 Router.- 2.7.4 Gateway.- 3 Technische Grundlagen.- 3.1 Bemerkungen zur Informationstheorie.- 3.2 Zerlegung analoger Funktionen in Oberwellen.- 3.3 Physikalische Grundlagen.- 3.3.1 Geschichte der Nachrichtenübertragung.- 3.3.2 Grenzen elektrischer Systeme.- 3.3.3 Lichtwellenleiter.- 3.4 Übertragung von Information.- 3.4.1 Störungsursachen für Signale.- 3.4.2 Normung elektrischer Verbindungen.- 3.4.3 Modulationsverfahren.- 3.4.4 MODEMs.- 3.4.5 Digitale Übertragung analoger Signale.- 3.5 Informationsübertragungsmodell.- 3.6 Zur Ausnutzung von Kanälen.- 4 Leitungskodierung.- 4.1 Grundsätzliches zur Kodiemngstechnik.- 4.2 Betriebsarten.- 4.3 Übertragungsprozeduren.- 4.3.2 Asynchrone Übertragungsprozeduren.- 4.3.1 Synchrone Übertragungsprozeduren.- 4.4 Übertragungscodes.- 4.4.1 Eigenschaften von Übertragungscodes.- 4.4.2 Non-Return-to-Zero.- 4.4.3 Return-to-Zero.- 4.4.4 Non-Return-to-Zero-Mark.- 4.4.5 Bi-Phase.- 4.4.6 Bi-Phase-Mark.- 4.4.7 Differential Bi-Phase.- 4.4.8 Delay-Mark.- 4.4.9 Bi-Puls.- 4.4.10 Alternating Mark Insertion (AMI).- 4.5 Gruppenkodierung.- 4.5.1 Paired Selected Ternary.- 4.5.2 4 Binary, 3 Ternary.- 4.5.3 AMI-Kodierung.- 5 Fehlererkennung.- 5.1 Entstehung von Fehlern.- 5.2 Fehlerbeschreibung.- 5.3 Fehlerentdeckung durch Redundanz.- 5.4 Fehlerkorrigierende Codes.- 5.5 Fehlererkennung durch Paritätsprüfung.- 5.6 Zyklische Redundanzprüfung (CRC).- 5.6.1 Zur Darstellung von Bitfolgen durch Polynome.- 5.6.2 Das CRC-Verfahren zur Fehlererkennung.- 5.6.3 Definition und Eigenschaften von Bitfilter.- 5.6.4 Eigenschaften einiger Generatorpolynome.- 5.7 Implementierung der Polynomdivision.- 6 Leitungsprotokolle.- 6.1 Einfache Leitungsprotokolle.- 6.1.1 Echo-Überwachung.- 6.1.2 Sende-und-Warte-ARQ-Protokoll.- 6.1.3 Leistungsbewertung des ARQ-Protokolls.- 6.1.4 Kontinuierliches ARQ.- 6.2 BSC-Leitungsprotokolle.- 6.3 Weitere Leitungsprotokolle.- 6.3.1 Das HASP-Protokoll.- 6.3.2 ARPANET.- 6.3.3 Digital’s DDCMP.- 6.4 Das HDLC-LAPB-Leitungsprotokoll.- 6.4.1 Modell und Aufgaben des HDLC-L APE-Leitungsprotokolls.- 6.4.2 Der Aufbau der Blöcke.- 6.4.3 Die Verbindungsauf- und -abbauphasen.- 6.4.4 Die Datenphase.- 7 Medienzugangskontrolle.- 7.1 Zuteilungsstrategie.- 7.1.1 Feste und variable Zuteilungsstrategien.- 7.1.2 Dezentrale Zuteilungsprotokolle.- 7.1.3 Zentrale Zuteilung durch Polling.- 7.1.4 Dezentrale Zuteilung durch Token.- 7.2 Zufallsstrategie.- 7.2.1 ALOHA.- 7.2.2 CSMA.- 7.2.3 CSMA/CD.- 8 Das FDDI-Protokoll.- 8.1 Übersicht.- 8.2 FDDI-Stationstypen.- 8.3 Topologie eines FDDI-Netzes.- 8.4 Reaktionen im Fehlerfall.- 8.5 Der PMD Layer.- 8.6 Der PHY Layer.- 8.6.1 Signalkodiemng.- 8.6.2 Technischer Aufbau.- 8.7 Der MAC Layer.- 8.7.1 FDDI-Prokolldateneinheiten.- 8.7.2 Das Timed-Token Rotation Protokoll.- 8.8 Der SMT Layer.- 8.8.1 Das Connection Management.- 8.8.2 Das Ring Management.- 8.8.3 Frame-Based Management Protocols.- 8.9 Zusammenfassung.- 9 Vermittlungsprotokolle.- 9.1 Einleitung.- 9.1.1 Dienste zur Vermittlung von Daten.- 9.1.2 Die Funktionen der Vermittlungsschicht im X.25-Protokoll.- 9.1.3 Die Funktionen der Vermittlungsschicht im Internet Protokoll.- 9.2 Die Protokollelemente im X.25/PLP.- 9.2.1 Das Modell.- 9.2.2 Der Pakettyp für den Restart und dessen Quittung.- 9.2.3 Die Pakettypen für die Verbindungserstellung und -auslösung.- 9.2.4 Die Pakettypen zur Datenübertragung und Unterbrechung.- 9.2.5 Die Pakettypen zur Flußregelung und zum Rücksetzen.- 9.3 Ablauf des Vermittlungsprotokolls im X.25/PLP.- 9.3.1 Verbindungsaufbau und -auslösung.- 9.3.2 Lösung von Kollisionen und Namensverwaltung.- 9.3.3 Ein typischer Ablauf eines X-25-Protokolls.- 9.4 Das Internetprotokoll.- 9.4.1 Unterschiede zwischen dem Internet- und dem X.25-Protokoll.- 9.4.2 Das Modell des Intemetprotokolls.- 9.4.3 Datenübertragung mit Datagrammen.- 9.4.4 Der Aufbau eines Datagramms.- 9.4.5 Adressierung im Internetprotokoll.- 9.4.6 Wegewahl im Internetprotokoll.- 9.4.7 Fehlerbehandlung und -meldung im Intemetprotokoll.- 10 Transportprotokolle.- 10.1 Die OSI-Umgebung.- 10.2 Transportprotokolle des ISO/OSI-Basisreferenzmodells.- 10.2.1 Adressierung im ISO/OSI-Basisreferenzmodell.- 10.2.2 Die Dienste der Transportschicht.- 10.2.3 Die Transportprotokollklassen.- 10.2.4 Das Transportprotokoll.- 10.3 Transportprotokolle im Internet.- 10.3.1 TCP Reliable Stream Transport Service.- 10.3.2 UDP.- 11 Anwendungsorientierte Schichten.- 11.1 Die Kommunikationssteuerungsschicht.- 11.2 Die Darstellungsschicht.- 11.2.1 Aufgaben der Darstellungsschicht.- 11.2.2 Die Abstrakte Syntaxnotation Nummer 1 (ASN. 1).- 11.2.3 Basic Encoding Rules.- 11.3 Anwendungsdienstelemente.- 11.4 Anwendungsdienste.- 11.4.1 Message Handling System (X.400).- 11.4.2 Directory Service (X.500).- 11.4.3 File Transfer, Access, and Manipulation.- 11.4.4 Virtuelle Terminals.- 11.4.5 Manufacturing Automation Protocol (MAP).- 11.4.6 Job Transfer and Manipulation.- 12 Öffentliche Datennetze.- 12.1 Geschichte der öffentlichen Telekommunikation.- 12.2 Die DATEX-Dienste.- 12.3 ISDN.- 12.4 Breitband-ISDN.- 12.4.1 Techniken der Breitbandkommunikation.- 12.4.2 Anforderungen an die Breitbandkommunikation.- 12.5 Grundfunktionen von ATM.- 12.6 ATM-Schnittstellen und ATM-Protokolle.- 12.7 Plesiosynchrone und synchrone digitale Hierarchie.- 13 Grundlagen des Netzwerkmanagement.- 13.1 Ziele des Netzwerkmanagements.- 13.2 Aufgabenbereiche des Netzwerkadministrators.- 13.2.1 Konfiguriemng.- 13.2.2 Fehlerbehandlung.- 13.2.3 Leistungsüberwachung.- 13.2.4 Abrechnungsaufgaben.- 13.2.5 Sicherheitsprobleme.- 13.2.6 Systemmanagement.- 13.3 Managementsysteme.- 13.4 Managementansätze.- 13.4.1 Aufbau eines Managementsystems.- 13.4.2 Beschreibung von Managementinformation.- 13.4.3 Managementprotokolle.- 13.4.4 Zugriffsstrategien.- 13.4.5 Klassifizierung der zu erbringenden Funktionalität.- 13.4.6 Schnittstellen für Anwendungsprogramme.- 14 Standardisierte Managementansätze.- 14.1 Der Internet Managementansatz.- 14.1.1 Managementinformation.- 14.1.2 Die Bestandteile eines SNMP-Managementsystems.- 14.1.3 Das Simple Network Management Protocol (SNMP).- 14.1.4 Sicherheitsmechanismen in SNMP.- 14.1.5 SNMPv2.- 14.2 Das OSI Systems Management.- 14.2.1 Managementinformation im OSI-Modell.- 14.2.2 Bestandteile eines Managementsystems nach dem OSI-Ansatz.- 14.2.3 Mechanismen des OSI Systems Managements.- 14.3 Anwendung und Ausblick.- 15 Bewertung von Rechnernetzen.- 15.1 Einleitung.- 15.2 Das operationale Modell.- 15.3 Momente und mittlere Wartezeit.- 15.4 Operationale Zustandstheorie.- 15.5 Einige Ergebnisse aus der Wartetheorie.- 15.5.1 Berechnung von Kenngrößen mit Zustandsmodellen.- 15.2.2 Fehlversuchstheorie.- 15.6 Durchlaufzeiten durch Rechnemetze.- 15.7 Leitungsbelastung.- 15.8 Ausfallsicherheit.- 15.9 Optimierung der Fragmentiemng.- 15.10 Schlußbemerkungen.- 16 Routing.- 16.1 Einleitung.- 16.2 Begriffc zum Routing.- 16.2.1 Das Modell.- 16.2.2 Bewertungskriterien für Routing-Algorithmen.- 16.2.3 Topologien.- 16.3 Klassifikation der Wegeermittlungsverfahren.- 16.4 Nicht adaptive Wegeermittlung.- 16.4.1 Fluten.- 16.4.2 Feste Wegetabellen.- 16.5 Adaptive Wegeermittlung.- 16.5.1 Isolierte dynamische Routingverfahren.- 16.5.2 Zentralisierte Leitwegbestimmung.- 16.5.3 Verteilte Leitwegbestimmung.- 16.6 Spezielle Verfahren.- 16.6.1 Hierarchische Leitwegbestimmung.- 16.6.2 Die Rundsende-Leitwegbestimmung.- 16.7 Routing im Intemet.- 16.7.1 Autonomous Systems.- 16.7.2 Address Resolution Protocol.- 16.7.3 Interior Gateway Protocols (IGP).- 16.7.4 Exterior Gateway Protocol.- 16.7.5 Zusammenfassung.- 17 Kryptologie.- 17.1 Einführung in die Kryptologie.- 17.2 Grundbegriffe der Kryptographie.- 17.3 Transpositionschiffre.- 17.4 Substitutionschiffre.- 17.4.1 Chiffren mit einfacher Substitution.- 17.4.2 Chiffren mit polyalphabetischer Substitution.- 17.4.3 Homophone Substitution.- 17.5 Verschlüsselungsmaschinen.- 17.6 Data Encryption Standard (DES).- 17.6.1 Der Verschlüsselungs-Standard.- 17.6.2 Varianten der Blockchiffren.- 17.6.3 Die Sicherheit des DES.- 17.6.4 Key-Management.- 17.7 Public-Key-Systeme.- 17.7.1 Grundlagen der Public Key-Verfahren.- 17.7.2 Verschlüsselung durch das Rucksack-Problem.- 17.7.3 Die Schlüsselbildung beim RSA-Verfahren.- 17.8 Sicherheit in Rechnernetzen.- 17.9 Schlußbemerkungen.- 18 Spezifikationstechniken.- 18.1 Protokolle.- 18.2 Ablaufspezifikation durch Zustandsdiagramme.- 18.3 Ablaufspezifikation durch Ereignis-Zustandstabellen.- 18.4 Ablufspezifikation durch höhere Programmiersprachen.- 18.5 Die Programmiersprache CHILL.- 18.6 Die Spezifikationssprache Estelle.- 18.7 Die Spezifikationssprache LOTOS.- 18.8 Die Spezifikationssprache SDL.- 18.9 Zusammenfassung und Bewertung.- 19 Ausblick.- 19.1 Kommunikation in offener Umgebung.- 19.1.1 ODP.- 19.1.2 Object Management Architecture (OMA).- 19.2 Entwicklung neuer Informationsdienste.- 19.2.1 World Wide Web.- 19.2.2 Gopher.- 19.2.3 WAIS.- 19.3 Integration der Kommunikationsmedien.- 19.4 Zukünftige öffentliche Kommunikationsdienste.- 20 Anhang.- 20.1 Abkürzungsverzeichnis.- 20.2 Literatur.- 20.3 Namen- und Sachverzeichnis.