Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation

Ziel

Vermittlung von Einsichten in die elektrotechnischen und informationstechnischen Grundlagen der Übertragung von Daten und Informationen für die Rechentechnik, Vermittlung von Fertigkeiten im Umgang mit der Beschreibung von elektrischen Signalen, von Protokollen und von Rechnernetzen.

Inhalt

Einführung

  • Anwendungen der Kommunikation
  • Grundschema der Rechnerkommunikation
  • Klassifizierung von Kommunikationsnetzen
  • Netzwerkstruktur des Internets
  • Einige Spezifikationsmöglichkeiten einer Rechnerkommunikation
  • Standardisierung von Kommunikationsnetzen
  • ISO/OSI- und TCP/IP-Schichtenmodell
  • Netzwerkprotokolle

Bitübertragungsschicht

  • Übertragungskanäle und ihre Frequenzspektren
  • Übertragungsmedien und ihre Ansteuerung, Signaltypen
  • Kanalausnutzung, Modulations- und Multipexarten
  • Schnittstellenstandards
  • Synchronisationsarten

Sicherungsschicht - Logische Verbindungskontrolle, Logical Link Control/LLC

  • Datenkapselung in Rahmen, Rahmenbildung
  • Fehlerbehandlung (Parität, Prüfsumme, CRC)
  • Grundlegende Protokolle (Echo, ARQ)
  • Flusskontrolle
  • Protokollbeispiele aus der Praxis: PPP, Packet over SONET, ADSL

Sicherungsschicht - Medienzugangskontrolle, Medium Access Control/MAC

  • Netzwerktopologien und -begriffe
  • Statische und dynamische Medienzugangssteuerung
  • Aufbau und Funktion der Zugriffsverfahren CDMA/CD und CDMA/CA
  • Übersicht Norm IEEE 802.x
  • 802.3-Ethernet, Rahmenformat und Kanalzuordnungsverfahren, Switched Ethernet
  • 802.11-WLAN, Rahmenstruktur, Protokollstapel und Dienste
  • Leistungsbetrachtungen, Echtzeitfähigkeit

Vermittlungsschicht

  • Verbindungskonzepte (verbindungsorientiert, verbindungslos)
  • Leitwegbestimmung (Routing)
  • Überlastkontrolle/QoS
  • Vermittlungsschicht im Internet (IPv4, IPv6, Internetsteuerprotokolle)

Internetworking: Verbindung unterschiedlicher Netze

  • Vermittlungsgeräte (Repeater/Hubs, Bridges/Switches, Router, Gateways)
  • Virtuelle LANs (VLANs)
  • Internetwork-Routing (BGP)
  • Fragmentierung
  • Verbindungsorientierte Datagramm-Übertragung (MPLS)

Transportschicht

  • Funktionen, Dienste und Protokolle
  • UDP und Echtzeittransportprotokolle
  • TCP (Verbindungsverwaltung, Fluss- und Überlastkontrolle

Anwendungsschicht

  • DHCP
  • DNS
  • WWW/HTTP
  • E-Mail

Ausgewählte Aspekte der Rechnerkommunikation

  • Drahtlose Kommunikation
  • Peer-to-Peer-Netzwerke

Literatur

  • Del Corso et.al., „Microcomputer buses and links“, Academic Press, 1986
  • Kowalk/Burke, „Rechnernetze“, Teubner, 1994
  • Fred Halsall, „Computer Networking and the Internet”, Fifth Edition, Addison Wesley, 2005
  • Andrew Tanenbaum, „Computer Networks“, Pearson, 5. Auflage, 2010
  • Peterson/Davie, „Computer Networks: A Systems Approach”, Fifth Edition”, Morgan Kaufmann, 2011
  • Kurose/Ross, „Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet”, Prentice Hall, 2012