Rechnernetze / Kommunikationssysteme

Vorlesungsinhalt

• Überblick
  • Geschichte
  • aktuelle Entwicklungen
• Internet-Sockets
  • TCP- und UDP-Sockets
  • Socketnutzung mittels Java

• Grundlagen

  • Verzögerungen in Paketnetzen
    • BDP
  • Standardisierungsgremien
  • OSI-Protokoll
  • Protokolle und Dienste    [LG, Kapitel 4, 5]
  • Protokollbeschreibungen

• Transportschicht [Mandl]

  • Netzwerk-Datenformat
  • UDP
    • Header-Felder    [RFC 768]
    • UDP-Lite
  • TCP    [RFC 793]
    • Header-Felder
      • Maximum Segment Size
    • Verbindungsstart und -ende
    • Zustände des Protokolls
    • Datenübertragung
    • Retransmission-Timer
    • Flusskontrolle
    • Überlastkontrolle
    • Fast Recovery
  • Sicherungsprotokolle, siehe Sicherungsschicht

• Vermittlungsschicht

  • Grundlagen
  • IP-Protokoll    [RFC 791]
    • Adressierung
    • Classless Interdomain Routing
    • Address Resolution Protokoll
    • Neighbor Discovery Protocol
    • IPv4-Header
    • IPv6-Header
    • MTU
    • IP-Fragmentierung
    • ICMP-Protokoll
    • Weiterleitung und Wegewahl
    • Aufbau eines Routers
    • NAT-Protokoll
  • Routingprotokolle
    • Bellman-Ford-Routing
    • Dijekstra-Algorithmus
    • RIP-Protokoll
    • OSPF-Protokoll
    • Autonome Systeme
    • Border-Gateway-Protokoll
    • Quagga
    • Kathara

• Sicherungsschicht

  • Rahmenbildung (Bit- und Bytestuffing)
  • Sicherungsprotokolle    Demo
    • FEC und ARQ
    • Definitionen
    • Stop-and-Wait
    • Go-Back-N
    • Selective-Repeat

• Vielfachzugriffsverfahren

  • Aloha
  • CSMA
  • Zuteilungsverfahren
• Multiplexverfahren
  • TDMA
  • FTDMA
  • OFDMA
  • WDM
  • SDMA
  • CDMA
• Duplexverfahren
• Netztopologien
• Strukturierte Verkabelung
• Ethernet

• Bitübertragungsschicht

  • Übertragungsmedien
  • Fehlerschutzverfahren
    • Blockcodierung
    • CRC-Codes
  • Basisbandübertragung
    • Signaldarstellung / Leitungscodierung
    • Kanalkapazität
  • Bandpassübertragung
    • Modulationsverfahren

Gegenstand anderer Module

• Pegelrechnung
• Zeichencodierung
• Funkübertragung und -ausbreitung
• WLAN + Netzplanung + Sicherheit
• Anwendungsprotokolle

Prüfungsschwerpunkte

• Grundlagen + OSI
• TCP
• IP, Routing und -Forwarding
• Sicherungsprotokolle
• Medienzugriff (ALOHA, CSMA)
• Fehlerschutz
• Basisband- und Funkübertragung

Verbindungen zu anderen Modulen

• Internettechnologien 1
  • Anwendungsschicht (DNS, E-Mail, HTTP)
  • Webprogrammierung (HTML, CSS, JS)
  • Netzsicherheit
• Verteilte Systeme
• Internettechnologien 2
• Streamingprotokolle
• Fehlerschutz bei echtzeitnaher Übertragung
• Sensornetze (Master)

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Literaturempfehlungen

• [Form] Formelsammlung: (pdf)
• [KR] Kurose, Ross: “Computer Networking”, 7. Auflage, Pearson, als Ebook verfügbar HTW-Bibo
• [KR] Kurose, Ross: “Computernetze”, 6. Auflage, Pearson-Studium-Verlag
• [Tan] Tanenbaum: “Computernetzwerke”, 6. Auflage, Pearson-Studium-Verlag, (guter Überblick über das gesamte Stoffgebiet)
• [Tan] Tanenbaum: “Computer networks”, 6. Auflage, 2021, Pearson
• Peterson - Webseite
  • [PD1] Peterson, Davie: “Computer Networks”, Website
  • [PD2] Peterson, Davie: “Network Security”, Website
  • [PBD] Peterson, Brakmo, Davie: “TCP Congestion Control”, Website
  • [PCCVD] Peterson, et. al.: “Software-Defined Networks”, Website
  • [PBBWD] Peterson, et. al.: “Edge Cloud Operations”, Website
  • [PSD] Peterson, et. al.: “Private 5G”, Website
• [Mandl] TCP und UDP Internals HTW-Bibo
• [Bad] Badach “Technik der IP-Netze”, Hanser HTW-Bibo
• [LG] Luntovskyy, Gütter “Moderne Rechnernetze” HTW-Bibo
• [Jav] Java-Programmierung Java ist auch eine Insel
• Schlosser: “Wissenschaftliche Arbeiten schreiben mit LaTeX: Leitfaden für Einsteiger”
• HTML-Demos
• Netzwerksimulator Filius
• Video-Tuturials