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Begriffe, Definitionen, Abkürzungen, Grundlagen: Computerkauderwelsch leicht gemacht!

Grundlagen/Peer-to-Peer / serverorientierte Netze

• Rechnernetz
  Eine Möglichkeit der Datenübertragung/Kommunikation zwischen Anwendungen auf Datenverarbeitungssystemen und/oder Peripheriesystemen
• SNA = Systems Network Architecture
  Ist eine Bezeichnung für ein hostbasiertes IBM-Netz, das sich durch terminalorientierte Transaktionsverarbeitung und Batchprocessing charakterisieren lässt
• Heterogenes Netz
  Rechnernetz, dass von mehreren Architekturen gleichzeitig zum Datentransport benutzt wird (SNA, Internettechnologie, Novell, Appletalk)
• Protokoll
  Sind Vereinbarungen einer Logik für den Datenaustausch in Syntax, Semantik und zeitlichem Ablauf. Man unterscheidet verbindungsorientierte und verbindungslose Protokolle
• Peer-to-Peer-Netz
  Ein einfaches logisches Netz zwischen gleichartigen, gleichberechtigten Systemen ohne Kontrolle durch einen Server, Verzeichnisdienst o.ä.
• Server
  Funktionskomponente, die ihren Clients Dienste im Netz zur Verfügung stellt. Er leistet eine Zugriffssteuerung und ermöglicht Parallelverarbeitung auf Basis eines Multi-Tasking- Betriebssystems.-> besondere Anforderungen andie Hardware, auf denen Server laufen (Stromversorgung,Festplatten, Mips). Unterscheide dedicated/ non dedicated Server!
• RAID = Redundant Array of inexpensive Drives
  Verteilung so genannter Stripe-Sets (Blöcke) von Dateien auf mehrere Platten und ggf. zusätzliche Sicherung mit Prüfbits/Prüfworten zur Erhöhung der Performance bei Zugriffen und Sicherung der Daten gegen Ausfälle von Platten. Unterscheide Level 0,1,10,5 !
• NAS = Network Attached Storage
  Im Netz eingerichtetes Speichersystem (Fileserver), der von den Netzteilnehmern über Standardprotokolle angesprochen wird (NFS,CIFS,…)
• SAN = Storage AreaNetworks
  Zwischen den Servern und Plattensystemen wird ein eigenes Hochgeschwindigkeitsnetz aufgebaut, das als Subnetz im Unternehmensnetz eingebettet ist.
• iSCSI Internet Small
  Computer System Interface
  Daten werden im Netz via TCP/IP zu einem Storage Router übermittelt, der die Daten entpackt und via Hochgeschwindigkeitsnetz (Fiberchannel) an den Fileserver sendet. Dabei werden die sonst im Rechner übermittelten SCSI-Daten in IP-Packete eingebettet
• Printserver
  Stellt einen Druckdienst im Netz zur Verfügung, verwaltet Zugriffe, Print-Queues, virtuelle Drucker und steuert die Ausführung von Print-Jobs. Dafür sind die Daten meist auf einem Fileserver zwischenzuspeichern. Betriebsarten sind u.a. dedicated/non dedicated –Lösungen, Remoteprinter bzw. Softwareprozesse auf Fileservern
• RAS = Remote Access Server
  Er stellt eine Verbindung zwischen Netzen über öffentliche Netze (Telefonnetz, ISDN,Datex,…) her. Ist die Verbindung von der einzelnen Arbeitsstation bedienbar (via Front-End) spricht man von einem Communication-Server. Betrieben wird er als zusätzlicher Softwareprozess auf einem Fileserver, es sind jedoch auch dedicated-Lösungen denkbar
• TS = Terminal Server
  Stellt asynchron arbeitenden Endgeräten (Terminals) einen Anschluss ans Netz zur Verfügung, in dem er asynchrone Eingangssignale in Datenpakete zur synchronen Kommunikation mit dem Host/der Peripherie verpackt.

OSI-Modell

• OSI-Modell = Open System Interconnection Modell
  ISO-zertifizierter Standard für die Kommunikation bzw. Kopplung offener Systeme. Das Kommunikationsproblem wird dabei in sieben Schichten eingeteilt, die logisch je zwischen Sender und Empfänger „peer-to-peer“ kommunizieren, physisch gibt es jedoch einen vertikalen Datenfluss. OSI ist ein herstellerneutraler Standard
• OSI – S1 Physical Layer
  Realisiert ungesicherte bitweise Datenübertragung zwischen Sender und benachbarten Empfänger
• OSI – S2 Data Link Layer
  Stellt gesicherte Übertragung von Datenrahmen (Frames) von Punkt zu Punkt bereit. Durch Datenflusskontrolle, Bestätigungen und Wiederholungsfunktion im Fehlerfalle kommt diese Sicherheit zu Stande
• OSI – S3 Network Layer
  Stellt ungesicherte Vermittlungsfunktion von Datenpaketen auf der Grundlage von logischen Adressen zur Verfügung
• OSI – S4 Transport Layer
  Bietet gesicherte, verbindungsorientierte Übertragung von Datenpaketen von Endsystem zu Endsystem. Auch dieser Layer zeichnet sich durch Datenflusskontrolle, Ackknowledges und Wiederholungsübertragung im Fehlerfalle aus
• OSI – S5 Session Layer
  Stellt logische Verbindung zwischen Prozessen her. Hauptaufgabe ist die Synchronisation des Datenaustausches zwischen den Prozessen
• OSI – S6 Presentation Layer
  Bietet Informationsdarstellung auf einer systemübergreifenden einheitlichen Basis an (-> ASN 1 als Beschreibungssprache für abstrakte Syntaxen ) an
• OSI – S7 Application Layer
  Stellt einzelnen Anwendungen leistungsfähige Unterstützungen (Programmbausteine/ASE) zur Nutzung der Vielfalt der Kommunikationsmöglichkeiten zur Verfügung
• SAP = Service Access Point
  Logische Schnittstelle zwischen den Schichten im OSIModell unter der Annahme eines horizontalen Datenflusses
• SDU = Service Data Unit
  Enthält Nutzdaten für die nächst höhere Schicht im OSIModell
• PCI = Protokoll Control Information
  Enthält Headerdaten einer OSI-Schicht
• PDU = Protocol Data Unit
  PDU = SDU + PCI, ist logisch gesehen die Einheit für den vertikalen Informationsaustausch zwischen Sender und Empfängerschicht der gleichen Ebene
• MHS = Message Handling System
  Nach Empfehlung X.400 ff. der CCITT spezifiziert es die Struktur eines Systems zum elektronischen Austausch von Nachrichten. Dabei senden UA’s (User Agent) ihre Nachricht zum nächsten MTA (Message Transfer Assistent), der entweder zum Empfänger – UA oder zum nächsten MTA nach dem „store and forward“ – Prinzip vermittelt

Internet-Technologie

• RFC = Request for Comment
  Beinhaltet Ideen, Standards und Informationen zur Internettechnologie. RFCs haben verschiedene Statuseigenschaften (-> RFC-Life Cycle), werden von der ISOC herausgegeben und vom RFC-Editor (IAB) verwaltet
• IP = Internet Protocol
  Stellt als Layer3- Datagramdienst die Basis für die Datenkommunikation im Interner zur Verfügung
• CIDR = Classless Inter Domain Routin
  Spezielles Angabeformat einer IP-Adresse mit zugehöriger Netzmaske zur Verkürzung /Vereinfachung von Wegwahltabellen. (Bsp: 192.45.4.88/30)
• UDP = User Datagram Protocol
  Stellt einfache verbindungslose Kommunikation zwischen zwei Anwendungsprozessen über „socket-pairs“ zur Verfügung. Dabei werden fehlerhafte Pakete verworfen
• Socket
  Logische Adresse eines Prozesses, gebildet aus IP-Adresse und Portnummer (eindeutiger Kommunikationsendpunkt). Unterscheide dynamische und statische Portzuweisung (wellknown-Ports) !
• TCP = Transmission Control Protocol
  Bietet gesicherte, verbindungsorientierte Kommunikation zwischen zwei eindeutigen Kommunikationsendpunkten (TCP-Sockets) an. Es erfolgt eine Wiederholungsübertragung im Fehlerfall. Die Kommunikation erfolgt im Rahmen einer Voll-Duplex-Datenverbindung. (-> OSI – S4) Es müssen jeweils ein Verbindungsaufbau (3-Way-Handshake) und ein Verbindungsabbau (4 Schritte) erfolgen
• DNS = Domain Name
  System
  Ermöglicht die Zuteilung eines symbolischen Namens zu einer IP-Adresse und umgekehrt
• Domain
  Zusammenfassung aller Zonen (Subdomains) im DN
• G-DNS = Global DNS
  Stellt im Internet ein hierarchisches Namenssystem auf Basis einer verteilten Datenbank zur Verfügung. Die DN/Subdomains werden als Baum dargestellt. Elemente der gleichen Ebene werden zu einem Level zusammengefasst
• Telnet-Protokoll
  Definiert eine bidirektionale byteweise Kommunikation mit dem Ziel der systemübergreifenden terminalorientierten Ein-/Ausgabe von Daten und Kommandos. Die Bytes werden zwischen Sender und Empfänger via TCP/IP übermittelt
• SSH = Secure Shell
  Verfahren zur Verschlüsselung von Telnet-Daten
• SMTP = Simple Mail Transfer Protocol
  SMTP erlaubt die Zustellung und Weiterleitung von Nachrichten zwischen MTA’s im Internet. Die MTA’s werden hier als SMTP-Server bezeichnet . (wellknown port Nr.25). Der Aufbau der Nachricht gestaltet sich gemäß RFC
  822, dabei ist zu beachten, dass die Daten im 7 bit-ASCII –
  Format dargestellt werden. -> setzt auf TCP/IP auf
• POP3 = Post Office Protocol v3
  POP3 erlaubt den Abruf von Nachrichten von Mailservern durch die User über den wellknown-port Nr.110. -> TCP/IP
• MIME = Multipurpose Internet Mail Extensions
  Standard zur Realisierung des Transports unterschiedlichster Daten (bitweise Übertragung) im Body von elektronischen Nachrichten. Die Interpretation der Daten erfolgt gemäß der Angabe im MIME-Header
• SSL = Secure Socket Layer
  Bietet oberhalb des Transport-Layers die Möglichkeit der Informationsverschlüsselung mit Hilfe kryptografischer Standardverfahren
• ICMP = Internet Control Message Protocol
  Das ICMP erlaubt die Übertragung von Kontrollpakten innerhalb der Protokollschicht des IP, insbesondere liefert es Informationen über Fehler, die das IP selbst betreffen (Zieladresse unbekannt, Vermittlung verweigert,…)
• NAT = Network Address Translation
  Ist eine Router-basierte Technik zur transparenten Umsetzung (Masquerading) von Adressen. Ausgehend von einer offiziellen Adresse/ Adresspool wird je Verbindung dynamisch ein Eintrag in der Umsetzungstabelle des Routers angelegt, der das unsichtbare Übersetzen ermöglicht. Ein einzelnes Endgerät ist demnach beim Aufbau der Verbindung u.U. nicht erreichbar, es sei denn , dass den Geräten bereits
  statisch ein Port zugeteilt wurde (port-forwarding)
• Proxy-Server
  Prozess auf Server/Arbeitsstation, der neben einer Adressumsetzung auch noch die Zwischenspeicherung von Daten anbietet und eine aktive Zugangskontrolle ermöglicht. Protokollspezifisch wird der Client den Proxy als Stellvertreter für die Kommunikation im Internet adressieren, der entweder aus dem Zwischenspeicher die Daten bereitstellt oder selbst Daten aus dem „Netz“ erfragt
• IP v6
  Neuste IP-Version mit nunmehr 128 bit- Adressen, deren logische Einheiten durch Doppelpunkt getrennt werden. Neu ist die Datenflusskontrolle im IP-Header sowie die Datensicherheit durch Authentifikation von Paketen. Durch die neue Adressvielfalt ist die Adressierung von sehr vielen mobilen Endgeräten in naher Zukunft sichergestellt. Es herrscht Kompatibilität zur bisherigen IP v4 über Mapping bzw. Tunneling. Die Adressen sind „aggregierbar“, d.h. sie enthalten mehr Elemente zur Netzstrukturierung für Provider und die Definition von zentralen Austauschpunkten

LAN

• IEEE = Institute of Electronic and Electrical Engineers
  Institut zur Definition von Standards hinsichtlich der technischen Seite (der physischen Netzstrukturen). Unterscheide: verschiedene Arbeitsgruppen
  (WLAN,Ethernet,Token-Ring,FDDI,…) !
• LAN = Local Area Network
  Ermöglichen physikalischen Datentransport zwischen Netzknoten über ein sie verbindendes Übertragungsmedium
• LLC = Logical Link Control
  Sublayer im Data Link Layer (OSI-Modell), der einen einheitlichen Zugriff auf den darunter liegenden MAC-Layer zur Verfügung stellt. Er ermöglicht die fehlerfreie Übertragung von Frames zwischen zwei Layer2-Service Access-Points
• MAC = Media Access Control
  Der MAC-Layer bietet als Sublayer des Data Link Layers unterhalb des LLC die Möglichkeit des individuellen Zugriffs bezüglich der verwendeten Netzarchitektur an. Er verwendet verschiedene MAC-Protokolle (CSMA/CD, Token-Ring-Passing,…) und beinhaltet Ziel- und Quell-Macadresse (weltweit eindeutige „Fahrgestellnummern“ der Netzwerkinterfaces)
• ARP = Address Resolution Protocol
  Ermöglicht via ARP-Request die Abfrage einer MACAdresse einer Netzwerkkarte durch das Adressieren via IP. Dabei wird zunächst eine Anfrage an alle Stationen im Netz gesendet (MAC-Broadcast- FFFFFFFFFFF), die betroffene Station erkennt sich an der IP und sendet im ARP-Reply ihre MAC-Adresse an den Absender der Anfrage
• EthernetIst ein MAC-Zugriffsverfahren mit einer logischen Bustopologie als Übertragungsmedium
• CSMA/CD = Carrier Sense –
  Multiple Access with Collision Detection
  Ethernet-Zugriffsverfahren:
  1. Jeder kann zu jedem Zeitpunkt senden (MA)
  2. Listen before Talking (CS)
  3. Erkennen von Kollisionen mit anderen Sendern (CD)
• Slot-Time (Kollisionsfenster)
  Zeit, die mindestens gesendet werden muss, um im Ethernet eine Kollision erkennen zu können. Die minimale Packetgroesse ergibt sich daher zu 64 Byte !
• Kollisionsdomäne
  Bereich, in dem es zu einer Kollision kommen kann
• Hub (Mittelpunkt)
  Ermöglicht eine Umsetzung der logischen Busstruktur auf eine Sternstruktur. Unterscheide : Repeating-Hub, Switching-Hub, … !
• TP = Twisted Pair
  Kabel, die an 10 Base T-Ethernet eingesetzt werden. Zeichnen sich durch hohe Störunanfälligkeit aus, bestehen aus 2 oder 4 Paaren verdrillter Kabel
• Repaeter
  Dient der Signalverstärkung, d.h. eine Verlängerung der Segmentlänge ist dadurch möglich. Es sollten jedoch nicht mehr als 4 Repeater hintereinander geschaltet bzw. nicht mehr als 3 Kaskadierungsstufen gebildet werden (Fast-Ethernet nur 2 Repeater maximal hintereinander bzw.
  höchstens 2 Kaskaden)
• FX = Full Duplex
  Bidirektionaler Übertragungsmodus bei bestehen einer direkten Punkt-zu-Punkt- Verbindung. Zeitgleiches Senden und Empfangen -> kein CSMA/CD, keine Kollisionen !!!
• Fast-Ethernet
  Verwendet gewohnte Ethernet-Zugriffsmechanismen mit angepassten Parametern (jetzt 100 MBit/s mit 5,12 µs Slottime), aber die Geschwindigkeitszuwächse verringern die Signalreichweite (FX als Lösungsansatz)
• GigaBit-Ethernet
  Hier Erhöhung des Kollisionsfensters auf 512 Bytes um der Verringerung der Signalreichweite deutlich entgegenzuwirken ! Durch Paket-Bursting können mehrere Pakete innerhalb einer Sendeberechtigung übermittelt
  werden
• TR = Token-Ring
  IBM-Netzarchitektur mit Möglichkeiten hoher Auslastungen und einer fairen Vergabe von Senderechten. Dabei wird das Netz als logische Ringstruktur aufgebaut, als Zugriffsverfahren wird Token-Ring-Passing/Early Token Release eingesetzt. Idee ist dabei, dass Daten über so genannte Token(Pfandmarken) eingebettet werden. Jeder Token hat neben einer Prioritätskennung ein Byte, das erkennen lässt, ob der Ring frei oder besetzt ist. Das Senderecht geht im Kreis von Station zu Station

Koppelelemente

• RLV = Ring-Leitungsverteiler
  Ist ein passives Gerät, das den logischen Ring abbildet und Kaskadierungen ermöglicht. Durch eine Ersatzleitung wird die Ausfallsicherheit erhöht
• BridgeEine Brücke verbindet zwei Netze auf dem Data Link Layer, sie wertet die MAC-Informationen aus und schafft so logisch ein zusammenhängendes Netz. Sie lernen dynamisch Sende- und Empfänger- MAC-Adressen und reinigen Ihre MACZuordungstabellen (Aging-Funktion). Es ist mittels Zwischenspeicherung eine Geschwindigkeitsanpassung möglich sowie der Wechsel des Zugriffsverfahrens. Brücken werden nicht adressiert
• SwitchSchnelle Multi-Port-Bridge (schnell in Bezug auf verbesserte innere Arbeitsweise gegenüber Multi-Port-Bridges). Switches arbeiten bei der Weiterleitung mit dem Store-and-Forward oder mit dem Cut-Through-Verfahren
• Router
  Router vermitteln Datenpakete auf dem Network-Layer und werten hierfür Sende-/Empfänger IP/IPX- Adressen aus. Ein Router ist dabei an ein Übertragungsprotokoll gebunden. Router werden grundsätzlich adressiert. Sie erfüllen die Funktionen der darunter liegenden Schichten und haben ein auf ihren Betrieb abgestimmtes Betriebssystem laufen. Daher sind auch reine Softwarerouter denkbar, wenn an der Routing-Station alle nötigen Netzwerk-Interfaces verfügbar sind , dies ist jedoch in modernen Systemen zu vermeiden, da sehr langsam ! Geroutet wird anhand einer bestimmten Metrik (Entfernung, hops, Zeit,…). Es werden verschiedene Routingtechniken differenziert
• Statisches Routing
  Feste Routenwahl durch manuell angelegte Routingtabellen
• RIP = Routing Information Protocol
  Dynamisches Distance Vector Routing Verfahren, bei dem die Router in einem Netz via MAC-Broadcast (FFFFFFFFFFF) alle 30 Sekunden ihre Routingtabellen austauschen. Wesentliche Metrik ist die Hop-Zahl. Vorteil: Eine neue Station im Netz muss nur einem Router manuell bekannt gemacht werden ! (nur für kleine Netze sinnvoll)
• OSPF = Open Shortest
  Path First
  Dynamisches Link State Routing Verfahren, bei dem verschiedene Metriken möglich sind. Die Router tauschen ihre Wegwahltabellen nur bei einer eingetretenen Änderung aus. Es wird zwischen Nah- und Weitverkehrsstrecken unterschieden
• VLAN = Virtuelles LAN
  Bietet eine Möglichkeit, beliebig angeschlossene Stationen logisch in einem Netz, d.h. einer Layer-2-Broadcast-Domain zuzuordnen
• WLAN = Wireless LAN
  LAN, bei dem kein Kabel mehr nötig ist (kein Bus, kein Ring) !
• FHSS = Frequency Hopping Spread Spectrum
  Übertragungsverfahren, dass ein 2,4 GHz-Band wählt und eine Leistung von bis zu 2 Mbps liefert. Das Übertragungsband wird dabei in 79 Kanäle aufgeteilt und die Übertragung dann mit ständigem Kanalwechsel durchgeführt (abhörsicher)
• DSSS = Direct Sequence Spread Spectrum
  Siehe FHSS, jedoch Verwendung von 13 Kanälen und so Steigerung der Übertragungsleistung bis 11 Mbps
• OFDM = Ortogonal Frequency Division Multiplexing
  Übertragungsverfahren mit Frequenzmultiplexing über parallele Kanäle, bis 50 Mbits, nur in USA zugelassen (2002)
• Adhoc Netz
  Die resultierende Funkzelle von mehreren Stationen bildet ein LAN für den Moment (zeitlichen Zusammenhalt der Stationen mit WLAN-Karte/Sender). Dabei kommunizieren die Stationen auf Basis ihrer MAC-Adressen und sind ausschließlich nur an dieses Netz (Zelle) angeschlossen
• ESS Infrastrukturnetz (Extended Service Set)
  Mit Hilfe von Access-Points kann eine Verbindung zu konventionellen LAN-Systemen aufgebaut werden. Der Access-Point arbeitet dabei wie eine Bridge
• CSMA/CA = Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance
  Zugriffsverfahren für VLAN. Hierfür wurde ein spezielles Datenformat entwickelt. Es reicht nicht mehr aus, Kollisionen zu erkennen, zusätzlich muss überhaupt erkannt werden, ob die Zielgeräte erreichbar sind
• WEP = Wired Equivalent Privacy
  Symmetrische Verschlüsselungstechnik (RC4 – shared key) wird angewandt, um in einem WLAN die gleiche Sicherheit wie im herkömmlichen LAN zu schaffen
• WAN = Wide Area Network
  Netz, dass weite Strecken unter Einbeziehung öffentlicher Netze (ISDN,ATM,…) in einem Rechnernetz einbinden kann. (-> nicht klausurrelevant SS 2002)

Verzeichnisdienste

• DS = Directory Service
  Eine einheitliche Struktur zur Verwaltung von Objekten in (hetreogenen) Netzen. Ziel ist das Verfügbarmachen aller zur Nutzung freigegebener Dienste mit nur einer Anmeldung am „Netz“ (Single SignOn)
• X500
  Ist ein Standard der CCITT für einen allgemeinen Verzeichnisdienst in einer hierarchischen Struktur auf Basis einer verteilten Datenbank
• DIT = Directory Information Tree
  Verwaltungsstruktur (Baum), in dem alle Objekte (ggf. Objektklassen) eingebettet sind. Es werden Container- und Blattelemente unterschieden. Eine logische Mehrfachverwendung von Objekten ist durch Einführung von Alias-Objekten möglich
• DIB = Directory Information Base
  Sie dient der physischen Abspeicherung des DIT auf einer verteilten Datenbank. Teilbäume können hierbei in Partitions abgebildet werden, die jeweils mindestens von einem DSA (Directory Service Agent) verwaltet werden. DSA kommen häufig redundant vor, wenn die Ausfallsicherheit erhöht werden soll
• DSP = Directory Service Protocol
  Mit diesem Protokoll tauschen die DSA Nachrichten aus
• DAP = Directory Access Protocol
  Mit diesem Protokoll kommuniziert ein User Agent mit einem DSA z.B. bei einem Anmeldevorgang
• LDAP = Lightweight DAP Vereinfachtes DAP zur Abfrage und Modifikation von DIT’s, um herstellerspezifische Besonderheiten der DAP’s zu relativieren. Zwischen DSA und User Agent ist zur Übersetzung auf das DAP ein LDAP-Server „geschaltet“

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