Prüfungsvorbereitung: Netzwerke

Netzwerke im Überblick

Ganz allgemein betrachtet ist ein Netzwerk eine Sammlung von Elementen, die untereinander verbunden sind, wobei diese Verbindungen in der Mathematik als Kanten bezeichnet werden. Solche Netzwerke, oder kurz Netze, sind in verschiedenen Bereichen zu finden, wie im Verkehrswesen (wie das Eisenbahnnetz) oder im Energiesektor (wie das Stromnetz). Im IT-Bereich spricht man von Kommunikationsnetzwerken oder Computernetzwerken. Das Internet ist ein Beispiel für ein solches Netzwerk mit weltweiter Ausdehnung.

Allen diesen IT-Netzwerken ist gemeinsam, dass eine beliebige Anzahl von Geräten, sei es Computer oder andere netzwerkfähige Geräte, miteinander verbunden sind und über bestimmte Regeln kommunizieren. Diese Regeln werden als Netzwerkprotokolle bezeichnet, wie beispielsweise TCP oder IP. Das OSI-Modell, standardisiert nach ISO, bietet einen Rahmen für diese Kommunikation. Es definiert mehrere Schichten, die die Kommunikation zwischen den netzwerkfähigen Geräten ermöglichen sollen. Für die einzelnen Schichten gibt es definierte Protokolle. Zum Beispiel ist die Transportschicht die vierte Schicht des OSI-Modells. Ein Protokoll für diese Schicht ist das Transmission Control Protocol (TCP), das eine zuverlässige Übertragung der Daten zwischen Endgeräten regelt.

Computernetzwerke können sehr unterschiedlich aufgebaut sein. Es gibt sternförmige Netze, bei denen alle Knoten mit einem Hauptknoten verbunden sind, sowie ringförmige Netze, bei denen jeder Knoten nur mit seinen unmittelbaren Nachbarn verbunden ist. Dieser Aufbau wird als Netzwerk-Topologie bezeichnet. In der Praxis sind oft auch gemischte Formen anzutreffen.

Weiterhin können Netzwerke lokal (LAN = Local Area Network) oder weit gefasst (WAN = Wide Area Network) sein. Ein lokales Netzwerk ist beispielsweise das Netzwerk einer kleinen Firma und ein weit gefasstes Netzwerk könnte sich in einem global agierenden Unternehmen über mehrere Länder erstrecken.

Ein solches Netzwerk wird in den meisten Fällen über die Ethernet-Technik verbunden. Ethernet ist ein Standard, der durch das Institute of Electrical and Electronical Engineers (IEEE) festgelegt wurde. Der Standard gibt Vorgaben zu den Kabeln, den Netzwerkkarten und auch zu den Protokollen, die verwendet werden sollen. Weitere Standards sind auch für drahtlose Netze (WLAN = Wireless Local Area Network) und andere Formen angegeben.

Das wichtigste Netzwerk der heutigen Zeit ist zweifellos das Internet. Aus einem militärischen Projekt des US-Verteidigungsministeriums entstanden, entwickelte sich das Netzwerk sehr schnell und ist mittlerweile das führende Netzwerk für den Austausch von Informationen weltweit. Die Erfindung des World Wide Web (WWW) Ende der 1980er-Jahre hat erheblich dazu beigetragen. Mithilfe von Browsern und dem speziellen HTTP-Protokoll konnten Dokumente mit Hyperlinks (HTML-Dokumente) aufgerufen und angezeigt werden, was den Standard für die heutige Internetnutzung festlegte.

OSI-Modell, TCP/IP-Modell und Protokolle

Erläutere die Begriffe 'OSI-Schichtenmodell' und 'TCP/IP-Modell'.










Ordne die Schichten zu

SchichtDeutsche BezeichnungWähle
7
6
5
4
3
2
1

LayerEnglische BezeichnungWähle
7
6
5
4
3
2
1

Ordne Protokolle den Schichten zu

SchichtProtokolle oder BegriffeWähle
Anwendung (Application)
Transport
Internet
Netzzugang (Network Access)

Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
DNS ? DNS ist ein wichtiger Dienst in IP-Netzwerken. Durch DNS wird die Namensauflösung realisiert. So kann beispielsweise der Name www.netzbarbaren.4-lima.de in eine IP-Adresse (z.B. 92.251.86.169) aufgelöst werden. ?








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
SMTP ? ? 25 (TCP)
465 (TCP - mit TLS/SSL)








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
? Internet Message Access Protocol over TLS/SSL ? 993 (TCP)








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
? Transport Control Protocol Das TCP-Protokoll ermöglicht die Einrichtung einer bidirektionalen Verbindung zwischen zwei Netzwerkgeräten. Es gewährleistet eine zuverlässige Datenübertragung, indem jedem Segment eine eindeutige Nummer zugewiesen wird. Dadurch können verlorene Pakete wieder angefordert werden. -




Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
UDP ? ? -








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
Telnet Teletype Network ? ?








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
? Secure Shell ? 22 (TCP/UDP)








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
HTTPS ? ? 443 (TCP)








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
? ? Mit Hilfe dieses Protokolls ist es möglich, einem Client (Host) die Netzwerkkonfiguration von einem Server zuzuweisen. 67 (UDP)
68 (UDP)








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
NFS Network File System ? 2049 (TCP)




Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
? Server Message Block ? 445 (TCP)








Abkürzung Protokollname Kurzbeschreibung Port
ICMP ? ICMP (Internet Control Message Protocol) wird in IP-Netzwerken verwendet, um Kontroll- und Fehlermeldungen auszutauschen. Der bekannte "ping"-Befehl basiert auf den ICMP-Pakettypen "Echo Request" und "Echo Reply". ?








Wireless Local Area Network (WLAN)

Du hast folgende Informationen in der Dokumentation des WLAN gefunden:
'Es sind aktuell zwei WLAN APs im Einsatz - in jedem Stockwerk einer. Beide APs unterstützen den Standard 802.11n. Die SSIDs lauten 'SH-EG' und 'SH-OG'.

Erkläre kurz die folgenden Begriffe aus dem Text.














# Standard Maximale theoretische Übertragungsrate Frequenzbereiche Maximale Kanalbreite
Wi-Fi 4 802.11n ? ? ?












# Standard Maximale theoretische Übertragungsrate Frequenzbereiche Maximale Kanalbreite
Wi-Fi 5 802.11ac ? ? ?












# Standard Maximale theoretische Übertragungsrate Frequenzbereiche Maximale Kanalbreite
Wi-Fi 6 802.11ax ? ? ?












# Standard Maximale theoretische Übertragungsrate Frequenzbereiche Maximale Kanalbreite
Wi-Fi 7 802.11be ? ? ?












Um die Planungen für die überarbeitete WLAN-Struktur zu konkretisieren, erstelle einen (vereinfachten) Netzwerkplan. Es soll ein WLAN-System mit einem WLAN-Controller eingesetzt werden. Der WLAN-Controller ist bei der ausgewählten Lösung als Hardware-Einheit realisiert.

Verwende die vorgegebenen Komponenten, um den Netzwerkplan zu erstellen.



Symbole für einen Netzwerkplan






Für das neu installierte WLAN soll die Verschlüsselung der Datenübertragung konfiguriert werden. Empfehle eine Verschlüsselung und begründe deine Antwort.






Bei der Konfiguration der Verschlüsselung der WLAN Access Ponts fällt auf, dass sowohl bei WPA als auch bei WPA2 eine 'Personal' und eine 'Enterprise' Variante zur Auswahl steht. Erkläre kurz diese beiden Varianten.










Gebäudeverkabelung

Ordne die gegebenen Begriffe und Übertragungsmedien den Bereichen der strukturierten Verkabelung zu.

  • Campusverkabelung
  • Kupferkabel
  • Lichtwellenleiter
  • Tertiärverkabelung
  • Sekundärverkabelung
  • Stockwerkverteilung
  • Primärverkabelung
  • Etagenverkabelung


In diesem Bereich erfolgt die Verbindung zwischen Gebäuden über Kabel. Oft müssen Entfernungen von mehreren hundert Metern überbrückt werden.













In diesem Bereich wird die Verkabelung zwischen dem Hauptverteiler des Gebäudes und den Etagenverteilern realisiert. Häufig treten auch hier Kabellängen von über 100 Metern auf.














In diesem Bereich wird die Verkabelung vom Stockwerksverteiler zu den Anschlussdosen realisiert. Häufig wird hier eine sternförmige Struktur ausgehend vom Verteiler umgesetzt. Die Streckenlängen liegen typischerweise unter 100 Metern.














Welche aussagen zu Lichtwellenleitern sind korrekt?

Singlemode-Fasern bieten die höchsten Übertragungsraten










Lichtwellenleiter haben immer einen Kern aus Glas










Multimode-Fasern erlauben höhere Übertragungsraten, da mehrere Modi gleichzeitig ausbreitungsfähig sind.










Kunststofffasern sind für kurze Strecken (z.B. im PKW) gut geeignet.










Aufgrund hoher Kosten für die Verlegung über lange Strecken werden meist sehr hochwertige Fasern vergraben.










Aufgrund der Entfernung zwischen dem bestehenden Gebäude und dem Neubau wird empfohlen, Lichtwellenleiter zu verwenden. Es gibt verschiedene Arten von Glasfasern, die hier geeignet wären. Bitte ordnen Sie den abgebildeten Skizzen die entsprechende Bezeichnung zu.

  • Singlemode-Faser
  • Multimode-Stufenindex-Faser
  • Multimode-Gradientenindex-Faser

Multimode-Stufenindex-Faser







Multimode-Gradientenindex-Faser







Singlemode-Faser





Konfiguration von IP-Adressen

Dieser Desktop-PC kann keine Netzwerkverbindung aufbauen. Erkläre wo das Problem vermutlich liegt und mache einen Vorschlag, das Problem zu beheben



IP Konfiguration









Wofür steht die Abkürzung DHCP? Nenne mindestens 2 Vorteile von DHCP.










Ordne die DHCP-Nachrichten entsprechend ein.



DHCP Kommunikation Blank






Erläutere die vier im Diagramm genannten Nachrichten.


















Ein Kunde würde gerne sicherstellen, dass IP-Adressen nur an 'erlaubte' oder 'bekannte' Geräte ausgegeben werden. Beschreibe einen Lösungsansatz, der hierfür verwendet werden kann.






Internet Protokoll Version 6

Welche Aussagen zu IPv6 sind korrekt?

Der Adressraum vergrößert sich von IPv4 zu IPv6 um das Doppelte.










IPv4 und IPv6 können mithilfe geeigneter Mechanismen (z.B. Tunnelmechanismus) parallel betrieben werden.










Der Adressraum vergrößert sich von IPv4 zu IPv6 auf das 100-fache.










IPv6 hat 2^128 Möglichkeiten zu Bildung von Adressen.










Ein Hauptgrund für die Entwicklung von IPv6 ist die Erweiterung des Adressraums.










Windows 10 unterstützt IPv6.










A.B.C.D.E.F.1.2 ist eine gültige IPv6-Adresse.










A:B:C:D:E:F:1:2 ist eine gültige IPv6-Adresse.










A::B ist eine gültige IPv6-Adresse.










Ermittle zu den gegebenen IPv6-Adressen jeweils die kürzeste, gültige Schreibweise.

AF00:0000:0000:E255:0000:0001:332D:81FA






BEAF:0776:00A0:E222:D000:0012:0000:0000






A000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:000B






Der Internet Service Provider hat den Kunden informiert, dass standardmäßig ein '/64-Netz' bereitgestellt wird. Auf Anfrage könne jedoch auch ein /56-Netz bereitgestellt werden.
Beantworte dazu folgende Fragen.

Welche Bedeutung steckt hinter '/64'?






Wie viel IP-Adressen stehen in einem '/64-Subnetz' zur Verfügung?






Warum ist die Vergabe eines '/64-Subnetzes' die Regel?






Welche Funktion haben die 'Privacy Extensions'?






Dem Kunden ist die Bedeutung des Begriffs 'DS-Lite' nicht bekannt. Erkläre dem Kunden in einfachen Worten die 'DS-Lite'-Technologie.






Netzwerkverkabelung - Kupferkabel

In einem Bürogebäude soll die Netzwerkverkabelung auf den aktuellen Stand der Technik gebracht werden. Es sollen Kupferkabel statt Glasfasern eingesetzt werden. Dazu sollen durchgängig Kabel der Kategorie 8 verlegt werden, da nur 'das Beste' zum Einsatz kommen soll. Nehme Stellung dazu.






Wie hoch ist die Bandbreite und wie sind die Eigenschaften der in der Netzwerkverkabelung üblichen Kupferkabel?

CAT 5(e)










CAT 6(a)










CAT 7










CAT 8










Fehlersuche im Netzwerk

Ausgangslage

Verwendung IP-Adresse Subnetzmaske
Router (Default Gateway) 172.20.0.254 /24
Webserver 172.20.0.200 /24
DHCP-Bereich 172.20.0.10 bis 172.20.0.30 /24

Der Webserver ist nur innerhalb des Unternehmens erreichbar. Auf das Wiki kann normalerweise über den Fully Qualified Domain Name (FQDN) "wiki.it.firma.de" zugegriffen werden. Auf dem Server werden auch DHCP und DNS als Dienst bereitgestellt.

Ein Laptop eines Mitarbeiters kann das Wiki nicht erreichen. Andere Mitarbeiter können jedoch wie gewohnt arbeiten.

Erkläre wie man mithilfe von ICMP-Paketen eine Verbindungsprüfung durchführen kann, die zu folgendem Ergebnis führt.


Ping





Die Seite 'wiki.it.firma.de' kann vom Laptop nicht aufgerufen werden, andere Mitarbeiter können aber wie gewohnt damit arbeiten.



IP Konfiguration





Fernwartung

Beschreibe die folgenden Fernwartungstechnologien kurz.

VNC






RDP






SSH






Clientless






Für die Fernwartung von Linux-Systemen, die nur einen Konsolenzugang bereitstellen, werden in einem Dokument folgende Befehle angegeben. Erkläre diese und gebe ein Beispiel an wie diese Befehle genutzt werden können.

ls










ping <IP-Adresse oder Hostname>










traceroute <IP-Adresse oder Hostname>










cp <Quelle> <Ziel>










chmod <Rechtmaske> <Objekt>










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