Ethernet: Technologien und Protokolle für die Computervernetzung
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Hannover
Heise
2014
|
| Edition: | 3., aktualisierte und erw. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Cover Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXIII, 572 S. Ill., graph. Darst. 25 cm |
| ISBN: | 9783944099040 3944099044 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINE EINFUEHRUNG IN NETZWERKE 1
1.1 ERFORDERLICHE NETZWERKELEMENTE 2
1.1.1 NETZWERKDIENSTE 3
1.1.2 UEBERTRAGUNGSMEDIEN 4
1.1.3 NETZWERKPROTOKOLLE 5
1.2 DIE NETZWERKTOPOLOGIEN 5
1.3 EINTEILUNG DER NETZWERKE 10
1.4 DIE NETZWERKTECHNOLOGIEN 11
1.5 DIE SPRACHE DER COMPUTER 12
1.5.1 DIE DATENUEBERTRAGUNG 15
1.5.2 ASYNCHRONE UND SYNCHRONE DATENUEBERTRAGUNG 16
1.5.3 DIE FREQUENZ 17
1.5.4 DAS DATENSIGNAL 18
1.5.5 DIE BANDBREITE 19
1.5.6 BITRATE ODER DATENRATE 20
1.5.7 BAUDRATE 20
1.5.8 UEBERTRAGUNGSFREQUENZ VERSUS UEBERTRAGUNGSRATE 20
1.5.9 KANALKAPAZITAET 21
1.5.10 PAKETVERMITTLUNG 21
1.5.11 GRUNDLEGENDE ZUGRIFFSVERFAHREN 22
1.6 NETZWERKARCHITEKTUREN 23
1.7 EIN UEBERBLICK UEBER DEN INHALT DIESES BUCHS 29
2 ETHERNET 31
2.1 DIE GESCHICHTE DES ETHERNET 31
2.1.1 DAS IEEE-KONSORTIUM 34
2.1.2 DER ETHERNET-STANDARD 34
2.2 DER PHYSICAL LAYER 35
2.2.1 TEILBEREICHE DES PHYSICAL LAYER 37
2.2.2 PHYSICAL LINE SIGNALING (PLS) 38
2.2.3 ATTACHMENT UNIT INTERFACE (AUI) 39
HTTP://D-NB.INFO/1047160714
INHALTSVERZEICHNIS
2.2.4 DIE MEDIA ACCESS UNIT (MAU) 40
2.2.5 DAS PHYSICAL MEDIUM ATTACHMENT (PMA) 40
2.2.6 DAS MEDIUM DEPENDENT INTERFACE (MDI) 41
2.2.7 DIE KOMMUNIKATION ZWISCHEN AUI UND MAU 41
2.2.8 DAS SQE-TESTSIGNAL 42
2.2.9 DIE JABBER-SCHUTZFUNKTION 43
2.3 10BASE5 43
2.4 10BASE2 46
2.5 10BROAD36 50
2.6 10BASE-T 50
2.7 10BASE-F 55
2.7.1 10BASE-FL 57
2.7.2 10BASE-FB 57
2.7.3 10BASE-FP 57
2.8 DAS MANCHESTER-CODIERUNGSVERFAHREN 58
2.9 MEDIA ACCESS CONTROL (MAC) 60
2.9.1 DAS ZUGRIFFSVERFAHREN (CSMA/CD) 61
2.9.2 HALB- ODER VOLLDUPLEX 63
2.9.3 DER ZUGRIFF AUF DAS MEDIUM 64
2.9.4 DIE KOLLISIONSERKENNUNG 65
2.9.5 DIE AUSBREITUNG EINER KOLLISION 66
2.9.6 DIE AUSBREITUNG EINER KOLLISIONSDOMAENE 68
2.9.7 SPERRZEIT DER KOLLISIONSERKENNUNG 69
2.9.8 DIE SPAETEN KOLLISIONEN, LATE COLLISIONS 69
2.9.9 DER BACKOFF-PROZESS 70
2.10 FRAMEFORMATE BEI ETHERNET 72
2.10.1 ADRESSENFORMATE 73
2.10.2 DIE PRAEAMBEL LAUT DIX UND IEEE 802.3 76
2.10.3 DIE FRAMEFORMATE IM ETHERNET 77
2.10.4 ZIEL- UND QUELLADRESSE EINES FRAMES 78
2.10.5 ETHERNET ODER IEEE 802.3 79
2.10.6 LOGICAL LINK CONTROL (LLC) 80
2.10.7 DIE VERSCHIEDENEN FRAMETYPEN 83
2.10.8 PLUG&PLAY BEI DER FRAMEAUSWAHL 84
3 FAST ETHERNET 87
3.1 DER RECONCILIATION LAYER UND DAS MII 88
3.1.1 DIE KOMMUNIKATION UEBER DAS MII 90
3.2 100BASE-X-ERWEITERUNGEN IM ETHERNET-STANDARD 91
3.2.1 DER PHYSICAL CODING SUBLAYER (PCS) 91
3.2.2 DAS PHYSICAL MEDIUM ATTACHMENT (PMA) 92
3.2.3 DER PHYSICAL MEDIUM DEPENDENT SUBLAYER (PMD) 92
INHALTSVERZEICHNIS
3.3 DAS 4B/5B-CODIERUNGSVERFAHREN 92
3.3.1 DER START-OF-STREAM UND END-OF-STREAM DELIMITER 95
3.4 100BASE-TX 96
3.4.1 MLT-3 UND SCRAMBLING 97
3.4.2 LINK INTEGRITY TEST BEI 100BASE-TX 98
3.5 100BASE-T2 98
3.6 100BASE-T4 100
3.7 100BASE-FX 101
3.7.1 100BASE-FX FUER GROSSE DISTANZEN 103
3.8 DIE AUTO-NEGOTIATION-FUNKTION 104
3.8.1 DER NORMAL LINK PULSE 105
3.8.2 DER AUTO-NEGOTIATION-INFORMATIONSAUSTAUSCH 106
3.8.3 AUTO-NEGOTIATION-HANDSHAKE 109
3.8.4 DIE NEXT-PAGE-FUNKTION 110
3.8.5 EXTENDED-NEXT-PAGE-FUNKTION 112
3.8.6 PROBLEME MIT DER AUTO-NEGOTIATION 112
3.9 FLOW CONTROL NACH IEEE 802.3X 114
4 GIGABIT-ETHERNET 117
4.1 LOOOBASE-X-ERWEITERUNGEN IM ETHERNET-STANDARD 118
4.2 DER PHYSICAL LAYER VON 1000BASE-X 121
4.2.1 DIE KOMMUNIKATION UEBER DAS GMII 122
4.2.2 DER PHYSICAL CODING SUBLAYER (PCS) 123
4.2.3 DAS PHYSICAL MEDIUM ATTACHMENT (PMA) 123
4.2.4 DER PHYSICAL MEDIUM DEPENDENT SUBLAYER (PMD) 124
4.2.5 DIE 8B/10B-CODIERUNG 124
4.2.6 DIE UNTERDRUECKUNG DES GLEICHSPANNUNGSANTEILS 125
4.2.7 SYMBOLE 127
4.3 1000BASE-SX 127
4.4 1000BASE-LX 130
4.5 1000BASE-CX 131
4.6 AUTO-NEGOTIATION BEI 1000BASE-SX, 1000BASE-LX UND
1000BASE-CX 133
4.7 1000BASE-T 136
4.7.1 DER PHYSICAL LAYER VON 1000BASE-T 138
4.7.2 DIGITAL SIGNAL PROCESSING 139
4.7.3 DIE MASTER-SLAVE-ROLLE 140
4.7.4 SCRAMBLING BEI 1000BASE-T 141
4.7.5 DAS 4D-PAM5-CODIERUNGSVERFAHREN VON 1000BASE-T . 142
4.7.6 DIE TRELLIS-CODIERUNG 147
4.7.7 DER VITERBI-DECODER 148
INHALTSVERZEICHNIS
4.7.8 DIE PARTIAL-RESPONSE-FILTER 149
4.7.9 DIE HYBRIDFUNKTION 150
4.7.10 ECHO CANCELLATION 151
4.7.11 MINIMIERUNG DES CROSSTALK 151
4.7.12 DAS STARTUP-PROTOKOLL VON 1000BASE-T 152
4.7.13 AUTO-NEGOTIATION- UND MDI/MDI-X-FUNKTION BEI
1000BASE-T 153
4.7.14 AUTO-NEGOTIATION BEI 1000BASE-T 155
4.7.15 NEUE ANFORDERUNGEN AN DAS TP-KABEL 157
5 LOGIGABIT-ETHERNET 159
5.1 LOGIGABIT-ETHERNET FUER GLASFASER 159
5.2 PHY-DETAILS 161
5.2.1 DIE 10GBASE-LX-4-LOESUNG 164
5.2.2 DIE 10GBASE-SR-LOESUNG 166
5.2.3 DIE LOGBASE-LR-LOESUNG 167
5.2.4 64B/66B-CODIERUNG 168
5.2.5 LOGIGABIT-WAN-LOESUNGEN (10GBASE-EW UND-LW) 168
5.3 10GBASE-CX-4 172
5.4 10GBASE-T 174
5.4.1 LOGBASE-T-HERAUSFORDERUNG 174
5.4.2 1OGBASE-T-PHY 177
5.4.3 POWERMANAGEMENT 183
5.4.4 MASTER-SLAVE-ROLLE 183
5.4.5 AUTO-NEGOTIATION BEI 10GBASE-T 184
5.4.6 TRAININGSSEQUENZ 186
5.4.7 ANFORDERUNGEN AN DIE NETZWERKINFRASTRUKTUR 188
5.5 GBIT-ETHERNET-BACKPLANE-LOESUNGEN 190
6 40/100GIGABIT-ETHERNET 193
6.1 PHY-DETAILS 196
6.1.1 40GBASE-CR4 UND 100GBASE-CR10 198
6.1.2 40GBASE-SR4 UND 100GBASE-SR10 200
6.1.3 40GBASE-LR4 203
6.1.4 100GBASE-LR4 UND 100GBASE-ER4 204
6.1.5 40GBASE-FR 206
6.1.6 40/100-GBIT-MEDIENMODUL-SCHNITTSTELLEN 207
6.1.7 40GBASE-KR4 208
6.1.8 AUTO-NEGOTIATION BEI 40/100GBIT-ETHERNET 208
6.1.9 DIE ETHERNET-ZUKUNFT 211
INHALTSVERZEICHNIS
7 ETHERNET INTERNAIS 213
7.1 LAENGENBESCHRAENKUNG IM ETHERNET 213
7.1.1 DIE EINHALTUNG DER BITZEITEN 216
7.1.2 DIE EINGRENZUNG DER KOLLISIONSDOMAENE 217
7.1.3 DIE 5-4-3-REGEL 219
7.1.4 BERECHNUNG DES PATH DELAY VALUE (PDV) 220
7.1.5 BERECHNUNG DER INTERFRAME-GAP-VERLUSTE 225
7.1.6 DIE BERECHNUNG DER PDV IM NETZWERK MIT 100 MBIT/S 226
7.1.7 DIE PDV BEI 1000BASE-X 230
7.2 POWER OVER ETHERNET 232
7.2.1 LEISTUNGSKLASSEN 239
7.2.2 PD-ERKENNUNGSPROZESS 239
7.2.3 KLASSIFIZIERUNG 239
7.2.4 PD-KLASSIFIZIERUNGSSIGNATUR 241
7.2.5 POE-SCHALTZEITEN 241
7.2.6 POE IN DER PRAXIS 242
7.3 ENERGY EFFICIENT ETHERNET 243
7.4 LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL 246
8 ETHERNET-VERKABELUNG 249
8.1 STANDARDS UND SPEZIFIZIERUNGEN FUER DIE VERKABELUNG 250
8.1.1 DIE EIA/TIA-NORMIERUNG 250
8.1.2 DIE ISO/IEC-11801-NORMIERUNG 251
8.1.3 DIE NORM EN 50173 251
8.1.4 DIE NORMEN EN 50288-X-X 252
8.1.5 DIE NORMEN EN 55022 UND EN 50082 252
8.2 KABELTYPEN 253
8.2.1 TWISTED-PAIR-KABEL 253
8.2.2 KOAXIALKABEL 273
8.2.3 LICHTWELLENLEITER 281
8.2.4 DER AUFBAU DER LICHTWELLENLEITER 282
8.3 ENTSCHEIDENDE FAKTOREN BEI DER NETZWERKVERKABELUNG 305
8.3.1 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 305
8.3.2 SICHERHEIT 306
8.3.3 VERLEGUNG 306
8.3.4 VERKABELUNGSBEREICHE DER STRUKTURIERTEN VERKABELUNG 307
INHALTSVERZEICHNIS
9 ETHERNET-KOMPONENTEN 313
9.1 NETZWERKKARTEN 313
9.1.1 NETZWERKKARTEN FUER 10 MBIT/S MIT UTP/KOAX 322
9.1.2 NETZWERKKARTEN FUER 10 MBIT/S UND LICHTWELLENLEITER 323
9.1.3 NETZWERKKARTEN FUER 10/100 MBIT/S MIT TP 324
9.1.4 NETZWERKKARTEN FUER 100 MBIT/S MIT LICHTWELLENLEITERN 326
9.1.5 QUATTRO-NETZWERKKARTE FUER 10/100 MBIT/S MIT 4-MAL TP . 327
9.1.6 NETZWERKKARTEN FUER 1000 MBIT/S 328
9.1.7 NETZWERKKARTEN FUER 1000 MBIT/S MIT LICHTWELLENLEITERN . 330
9.1.8 NETZWERKKARTEN FUER 1000 MBIT/S MIT TP 331
9.1.9 NETZWERKKARTEN FUER 10 GBIT/S 332
9.2 * REPEATER UND HUBS 333
9.2.1 REPEATER FUER 10 MBIT/S 335
9.2.2 REPEATER FUER 100 MBIT/S 338
9.2.3 ETHERNET BRIDGE 339
9.2.4 DUALSPEED HUBS FUER 10/100 MBIT/S 343
9.2.5 REPEATER FUER 1000 MBIT/S 345
9.3 SWITCHES 348
9.3.1 SWITCHING HUBS FUER 10/100 MBIT/S 358
9.3.2 SWITCHING HUBS FUER 1000 MBIT/S 359
9.3.3 SWITCHING HUBS FUER 10.000/40.000/100.000 MBIT/S 360
9.3.4 EEE FUER SWITCHES 360
9.3.5 TRANCEIVER-MODULE FUER SWITCHES 361
9.3.6 DIE MANAGEMENTFAEHIGKEIT VON HUBS UND SWITCHES 362
9.4 MEDIENWANDLER 366
9.4.1 MIDSPAN UND SPLITTER 368
10 DIE PROJEKTIERUNG UND PLANUNG EINES NETZWERKS 371
10.1 KONZEPTE FUER DEN AUFBAU EINES NETZWERKS 371
10.2 DIE PERFORMANCE-BETRACHTUNG 379
10.3 DER *MYTHOS 40 PROZENT" 381
10.4 MESSUNG DER NETZWERK-PERFORMANCE 385
10.5 TRAFFIC-ANALYSE 388
10.5.1 WERKZEUGE, UM TRENDS IM NETZWERK ZU ERKENNEN 389
10.5.2 WIE CHARAKTERISIERT MAN EIN NETZWERK? 390
10.6 DIE AUSWERTUNG VON NETZWERKSTATISTIKEN 392
INHALTSVERZEICHNIS
11 NETZWERKPROTOKOLLE 397
11.1 GRUNDLAGEN: WAS SIND PROTOKOLLE? 398
11.1.1 BITS UND BYTES 399
11.1.2 DIE PROTOKOLLE DER SCHICHTEN 3 UND 4 399
11.1.3 ROUTING 400
11.1.4 VERBINDUNGSLOSE UND VERBINDUNGSORIENTIERTE
KOMMUNIKATION 401
11.2 EINFUEHRUNG IN DIE TCP/IP-PROTOKOLLFAMILIE 403
11.2.1 REQUEST FOR COMMENT (RFC) 403
11.2.2 PAECKCHEN PACKEN 404
11.3 DAS INTERNET PROTOCOL 405
11.3.1 IP-HEADER 406
11.3.2 MAXIMUM TRANSMISSION UNIT (MTU) 409
11.3.3 TIME TO LIVE (TTL) 411
11.3.4 PROTOKOLLE DER HOEHEREN SCHICHT 411
11.3.5 IP-ADRESSEN 412
11.3.6 OPTIONEN 412
11.4 ADRESSIERUNG IN TCP/IP-NETZWERKEN 413
11.4.1 WAS SIND IP-ADRESSEN? 414
11.4.2 STRUKTUR DER IP-ADRESSEN 414
11.4.3 DIE SCHREIBWEISE VON IP-ADRESSEN 415
11.4.4 IP-ADRESSKLASSEN 416
11.4.5 KLASSE-A-ADRESSEN 417
11.4.6 KLASSE-B-ADRESSE 417
11.4.7 KLASSE-C-ADRESSE 418
11.4.8 KLASSE-D-ADRESSE 418
11.4.9 KLASSE-E-ADRESSE 419
11.4.10 DIE IP-ADRESSBEREICHE 419
11.4.11 SPEZIELLE IP-ADRESSEN 421
11.4.12 MULTICASTS 422
11.4.13 PRIVATE IP-ADRESSEN 423
11.4.14 SUBNETZE 423
11.4.15 DAS SUBNETTING 424
11.4.16 DAS SUBNETTING EINER KLASSE-A-ADRESSE 429
11.4.17 DAS SUBNETTING EINER KLASSE-C-ADRESSE 429
11.4.18 DAS SUPERNETTING 431
11.5 ROUTING IM TCP/IP-NETZWERK 432
11.5.1 AUFBAU DER ROUTER 433
11.5.2 DAS ROUTING 434
11.5.3 DEFAULT-ROUTER 438
11.5.4 ROUTINGPROTOKOLLE 438
INHALTSVERZEICHNIS
11.6 DAS ROUTING INFORMATION PROTOCOL 439
11.6.1 DER RIP-HEADER 440
11.6.2 AUSTAUSCH DER ROUTINGINFORMATIONEN 441
11.6.3 DEFAULT ROUTE 442
11.6.4 PROBLEME DES RIP 442
11.6.5 ROUTINGSCHLEIFEN 443
11.6.6 DAS RIP-II 444
11.7 DAS OPEN SHORTEST PATH FIRST 445
11.7.1 DIE OSPF-ROUTING-HIERARCHIE 446
11.7.2 DER SHORTEST-PATH-FIRST-ALGORITHMUS 448
11.7.3 DER OSPF-HEADER 448
11.7.4 DAS OSPF-HELLO-PAKET 450
11.7.5 DAS OSPF-DATABASE-DESCRIPTION-PAKET 451
11.7.6 DAS OSPF-LINK-STATE-ADVERTISEMENT-FORMAT 453
11.7.7 DAS OSPF-LINK-STATE-REQUEST-PAKET 455
11.7.8 DAS OSPF-LINK-STATE-UPDATE-PAKET 456
11.7.9 DAS OSPF-LINK-STATE-ACKNOWLEDGEMENT-PAKET 456
11.8 DAS ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL 457
11.8.1 DIE STATISCHE ODER DYNAMISCHE ADRESSAUFLOESUNG 458
11.8.2 DIE FUNKTION DES ARP 458
11.8.3 ZEITVERHALTEN DER ARP-EINTRAEGE 459
11.8.4 DOPPELTE ADRESSEN 459
11.8.5 DIE ARP-PAKETE 460
11.8.6 DAS RESERVE ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL 461
11.9 DAS ICMP ALS SPRACHROHR IM TCP/IP-NETZWERK 462
11.9.1 ICMP-HEADER 463
11.9.2 DAS ICMP ALLER PING 465
11.9.3 ICMP-MELDUNG ZIEL NICHT ERREICHBAR 466
11.9.4 ICMP-MELDUNG NETZWERK NICHT ERREICHBAR 467
11.9.5 ICMP-MELDUNG PROTOKOLL NICHT ZUSTELLBAR 468
11.9.6 ICMP-MELDUNG IP-DATAGRAMM NICHT TEILBAR 468
11.9.7 ICMP MELDET ROUTINGFEHLER 469
11.9.8 UNTERSCHIEDLICHE IMPLEMENTIERUNGEN 471
11.10 DIE TCP/IP-TRANSPORT-PROTOKOLLE 471
11.10.1 DAS TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL (TCP) 473
11.10.2 TCP-HEADER 474
11.10.3 DIE SICHERHEIT DES TCP 478
11.10.4 FLOW CONTROL 479
11.10.5 AUFBAU EINER TCP-VERBINDUNG 482
11.10.6 VERLAUF DER TCP-VERBINDUNG 483
11.10.7 DAS SCHLIESSEN EINER TCP-VERBINDUNG 484
11.10.8 DAS USER DATAGRAM PROTOCOL (UDP) 485
11.10.9 DER UDP-HEADER 486
INHALTSVERZEICHNIS
12 DIE PROTOKOLLE DER 5-7-SCHICHT 487
12.1 DAS SERVER-MESSAGE-BLOCK-PROTOKOLL 487
12.1.1 DER SMB-HEADER 492
12.2 DAS NETWARE CORE PROTOCOL 499
12.2.1 DER NCP-HEADER 501
13 FEHLERANALYSE IM NETZWERK 513
13.1 UEBERPRUEFUNG DER VERKABELUNG 516
13.2 UEBERPRUEFUNG DER AKTIVEN KOMPONENTEN 518
13.2.1 PING 520
13.3 UEBERPRUEFUNG DER NETZWERKSTATISTIKEN 521
13.4 PROTOKOLLANALYSE 521
13.4.1 DIE DURCHFUEHRUNG DER PROTOKOLLANALYSE 523
13.4.2 HEADER-INFORMATIONEN 525
13.4.3 RICHTIGE PLATZIERUNG DER PROTOKOLLANALYSATOREN 526
13.4.4 ANALYSESYSTEME 529
13.4.5 SOFTWARE-ANALYSATOREN 530
13.4.6 AUFBAU EINES SOFTWARE-ANALYSATORS 530
13.5 DER MICROSOFT-NETZWERKMONITOR 531
13.5.1 DIE INSTALLATION DES MICROSOFT-NETZWERKMONITORS 532
13.5.2 NETZWERKMONITOR-AGENTEN 532
13.5.3 DER NETZWERKMONITOR IN DER PRAXIS 533
13.5.4 DIE AUFZEICHNUNG DES DATENSTROMS 534
13.5.5 DAS CAPTURE SUMMARY WINDOW 535
13.5.6 DETAILINFORMATIONEN 536
13.5.7 BEEINFLUSSUNG DER AUFGEZEICHNETEN DATENMENGE 537
13.5.8 ANZEIGEFILTER FUER DIE UEBERSICHTLICHKEIT 539
13.5.9 DAS SETZEN VON FILTERN 540
13.5.10 ADRESSDATENBANK 541
13.5.11 DIE TRIGGER-FUNKTION 542
13.5.12 ANZEIGE DER NETZWERKSTATISTIKEN 542
13.5.13 DER DEDICATE CAPTURE MODE 543
13.5.14 DER PROTOKOLL-PARSER 543
13.5.15 ANZEIGE DER VORHANDENEN NETZWERKMONITORE 544
ANHANG
A ABKUERZUNGEN 547
B LITERATUR 553
INDEX 557 |
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