Datenkommunikationsnetze – Theorie und Praxis Schulung

Einführung in die Netzwerktechnik und das OSI-Referenzmodell

• Einführung in Datenkommunikationsnetze
• Lokale Netzwerke (LAN) und Weitverkehrsnetze (WAN)
• Anwendungstypen und deren Anforderungen
• Funktionen des OSI-RM und die modulare Struktur von Datenkommunikationsnetzen

Einführung in LAN-Technologie und Ethernet-Protokolle

• Das Ethernet-Protokoll sowie 10M/100M/1G/10Gbps-Ethernet
• Medientypen für Ethernet (Verdrehte Adernpaare, Kabelkategorien – Cat5/Cat5e, Glasfaserkabel und -verbinder)
• CSMA/CD-Algorithmus
• Rahmenstruktur (802.3, 802.3, Ethernet-II, Ethernet-SNAP)
• Häufig auftretende Probleme

LAN-Switching – Funktionalität und Betrieb

• Eigenschaften und Betriebsweise von LAN-Bridges
• Betriebsweise von LAN-Switcheis
• Switch-Technologien für lokale Netzwerke – Half-Duplex/Full-Duplex und Auto-Negotiation
• VLANs (Virtuelle Lokale Netzwerke) und VLAN-Tagging
• Spanning-Tree-Protokolle – STP/RSTP/MSTP
• LAG und EtherChannel. LAN-Strukturen und Topologien
• Data-Center-Switching

WAN-Protokolle und -Dienste

• Aufbau öffentlicher Netze – Zugang, Übertragung und Vermittlung.
• Traditionelle Netzwerkarchitekturen und Protokolle
  • Dienste End-zu-End – Frame Relay (FR), ATM und Leased Lines
  • Übertragungsdienste – SDH und WDM/DWDM
  • Zugangsdienste – xDSL, CATV/DOCSIS
• Netze der neuen Generation
  • Dienste End-zu-End – Carrier Ethernet und MPLS-basierte IP-Dienste
  • Übertragungsnetze – Carrier Ethernet
  • Zugangsnetze – fortschrittliche xDSL-, DOCSIS- und Optische Technologien

Wireless Networks und Wi-Fi

Netzwerkarchitektur – Elemente und Netzwerktopologien

Die physikalische Schicht

• IEEE 802.11a/b/g
• IEEE 802.11n – OFDM und MIMO

Die MAC-Schicht – Behebung von Kollisionen

• CSMA/CA, RTS, CTS und NAV
• IEEE-802.11-Rahmenformat und Adressierung

Zusätzliche Funktionen

• Wi-Fi-Sicherheit – WEP, EAP, TLS, TTLS und 802.11x

Wi-Fi-QoS – Kollisionsbasierter Zugriff – AIFS, Access-Kategorien und Contention Windows. Kontrollierter Zugriff – Polling und TXOPs. Steuerung der服务质量 (QoS) – ADDTS, Traffic-Streams und TSPECs.

• Zellulare Netzwerke

Einführung

• Nutzung des Frequenzspektrums durch Wiederverwendung
• Anrufaufbau und -management,
• Die wichtigsten Server – MSC, BSC, BTS und Endgeräte
• Handovers und Kanäle

Standards und Entwicklung

3GPP, 3GPP2 und IMT-2000

Netzwerkevolution – cdma1 zu EVDO/DV sowie GSM zu HSPA und LTE

Einführung in TCP/IP

• Das TCP/IP-Modell und gängige Protokolle
• Funktionsweise der Protokolle
• Normungsorganisationen

IPv4 – Protokoll und Adressierung

• Eigenschaften von IP
• ARP – Address Resolution Protocol
• Der IP-Rahmenaufbau
• IP-Adressierung und Adressklassen
• Private und öffentliche Adressen
• Subnetting eines IP-Adressraums – VLSM und CIDR
• Entwurf von IP-Adressen (Übung)
• DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol
• Multicast und IGMP

IPv6 – Protokoll und Adressierung

• Eigenschaften von IPv6 im Vergleich zu IPv4
• Paketstruktur und Header (kurz gefasst)
• IPv6-Adressen und Adresskategorien
• Der Auto-Konfigurationsprozess
• Migration von IPv4

L4-Protokolle – TCP und UDP

• Einführung in L4-Protokolle und bekannte Ports
• UDP-Paketstruktur und Funktionsweise
• TCP-Paketstruktur und Funktionsweise
• TCP-Konnektivität und Zuverlässigkeit
• TCP Sliding Window, Slow-Start und Congestion Avoidance
• Sequenz- und Bestätigungsnummern
• Berechnung des maximalen TCP-Durchsatzes (WS und RTT)
• Go-back-N und Selective-Repeat
• TCP-Performance-Probleme

Grundlagen von Routing und L3-Switching

• Prinzipien des Routing-Prozesses
• Routing-Domänen und -Bereiche
• Statisches und dynamisches Routing
• Distanzvektor- und Link-State-Protokolle
• Routing-Metriken
• RIP und OSPF
• BGP – eBGP und iBGP
• L3-Switching
• Statisches und dynamisches NAT
• HSRP und VRRP
• QoS in IP-Netzwerken

QoS-Parameter – Bandbreite, Latenz, Jitter und Paketverlust

• Anforderungen der Anwendungen und Verhalten des Netzwerks
• Klassifizierung und Markierung, Policing und Shaping, Warteschlangenmanagement, RED/WRED

Grundlagen und Komponenten der Netzwerksicherheit

• Grundlagen der Netzwerksicherheit, Bedrohungen und Schwachstellen.
• Sichere Netzwerkarchitektur – Firewalls (FWs), VPNs, NACs und Sicherheitsgeräte.
• Funktionsweise von FWs – Paketfilterung und Stateful Inspection.
• Sicherheitsprotokolle – Verschlüsselung und Authentifizierung
• Verschlüsselungstypen und Definitionen
  • Symmetrische Schlüsselalgorithmen. Block- und Stromchiffren.
  • Public-Key-Kryptographie.
  • Hash-Funktionen.
• Grundlagen der Authentifizierung
  • Mehrfaktor-Authentifizierung
  • Tokens, Smartcard-Verschlüsselung und Wireless-Verschlüsselungsprotokolle
  • OTP – One-Time-Passwörter

Einführung in das Design von Datenkommunikationsnetzen

• Einführung in die Netzwerktechnik
  • Anforderungsanalyse
  • Datenflussmodelle
• Architekturentwurf (High-Level)
  • Komponentenarchitektur und Referenzarchitektur
  • Architektonische Modelle
  • System- und Netzwerkarchitekturen
  • Auswahlmöglichkeiten bei Diensten und Anbietern
• Topologieentwurf (Low-Level)
  • Entwurf von Unternehmensnetzwerken
  • LAN/WAN-Design
  • IP-Netzwerkdesign
  • Sicherheits- und Privatsphären-Design
  • Netzwerkmanagementdesign
• Entwurf der Netzwerkoperationen