Netzwerke (Vorlesung 1)

Organisatorisches

• Prüfung
  • Schriftlich
  • 90 Minuten Dauer
  • Freitag 10.02.2012
  • 8:30 – 10:00
  • Noten, vereinheitlicht mit den anderen Kursen
• Prüfungsvorleistungen
  • Studien müssen alle erledigt sein
• Hausaufgaben
  • alle erledigt
  • Schriftliche Vorbereitung bis 1 Tag vor Praktikum per Mail (pdf/doc) zusenden
  • Haben den Zweck auf die Praktika vorzubereiten
  • 1 Woche Vorbereitungszeit
  • Gruppenarbeit ist erlaubt (hauptsache es wurde erledigt)
  • Voraussetzung zur Teilnahme am Praktika
• Praktikumsversuche
  • An allen teilgenommen
  • 4 Gruppen a 16 Personen
  • Jeder bekommt eigenen PC
• Testate
  • 3 von 5 bestehen
  • Zentral angekündigt
  • Art: Ja/Nein-Bestehen, kleiner Test mit 10 Fragen auf 1 A4 Seite
  • Dauer: 20 Minuten
  • Leistung: > 50% richtig

Literatur

• Primär
  • Larry L. Peterson und Bruce S. Davie, Computernetze,3. Auflage (2003), dpunkt.verlag, [PetersonDavie] (oder höher)
• Sekundär
  • Andrew S. Tanenbaum, Computernetzwerke,4. Auflage (2003), Pearson Studium Verlag, [Tanenbaum] (oder höher)
  • James F. Kuroseund Keith W. Ross, Computernetze, 1. Auflage (2001/02), Pearson Studium Verlag (Bafög-Ausgabe), [KuroseRoss]

Didaktisches Vorgehen

• Anlehnung an Peterson & Davie
  • Kapitel 2.6-2.8
  • Kapitel 3.2
  • Kapitel 4.1-4.3
  • Kapitel 5.1-5.3
  • Kapitel 9.1-9.2
• Ziele
  • Verstehen wie ein Computernetzwerk aufgebaut ist
  • Verstehen wie ein Computernetzwerk entwickelt wird
• Anforderungen
  • Potenzial für Wachstum auf globale Dimensionen
  • Telefonkonferenzen
  • Video on Demand
  • Elektronischer Handel
  • Verteiltes Rechnen
  • Digitale Bibliotheken

Telekommunikation

• Definitionen
• Brockhaus: 
  • Kommunikation über beliebige Entfernungen
• IEEE
  • Signalübertragung über große Entfernung
  • Medium:
    • Telegraphen
    • Radio
    • Fernsehen
• Wikipedia
  • Griechisch Tele: fern/weit
  • Lat. communicare: mitteilen
  • Austausch von Informationen über gewisse Distanz
  • Kein materielles Transportmedium (Brief)
• Versuch einer eigenen Definition
  • Austausch von Nachrichten über größere Entfernungen mit Hilfe von Telekommunikationsmitteln.
• Beispiele:
  • Rechnernetzwerke und Internetworking
  • Analog-Telefon und ISDN
  • Digital SubscriberLine (engl. für Digitale Teilnehmeranschlussleitung, Abk.: DSL)
  • Zellulare Mobilfunknetze -> GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA
  • Mobilfunk -> Zigbee, Infrarot, Bluetooth, WLAN, WiMax, u.v.m.
  • Kabelfernsehen und DVB-T/H
  • Satellitenkommunikation
  • TriplePlay (Internet + Voice+ DVB-H)
  • QuadruplePlay (Internet + Voice+ DVB-H + Mobilfunk)
  • Radio (analog und digital)

Wirtschaftliche Bedeutung und Marktkennzahlen

• Beschäftigte im ITK-Bereich in Deutschland:

Bereich	Zahl
IT Anwender	12 Millionen
Beschäftigte in der Informations- und Medienwirtschaft	2 Millionen
IT Fachkräfte	800.000
IT Fachkräfte im Bereich der Telekommunikation	240.000

Grundlagen

• Traditionelle Sichtweise
  • Data – Informationsdienste
  • Voice – Telefonie
    • Kabellos
    • Kabelgebunden
  • Audio/TV – Radio und TV
  • Video/TV – Kabelfernsehen
• Moderne Sichtweise – Single Service Networks
  • Transport und Switching zwischen den Diensten
    • Public Land Mobile Network (öffentliches Mobilfunknetz)
    • Public Switched Telephone Network (Festnetz)
    • Integrated Services Digital Network (ISDN)
    • Data/IP-Netzwerke
    • Cable TV (CATV) – Kabelfernsehen
• Multimediale Kommunikation
• Konversationen über
  • Videoanruf
  • Videokonferenz
• Multimedial
  • Messaging
  • Präsentationen mit Video/Sound
  • Anwendungsverteilung
  • Streaming von Video Clips

Digitale Konvergenz

• Definition
  • Zusammenwachsen verschiedener Dienste und Inhalte
  • Pakete = Konvergente Verpackung
  • Inhalte der Pakete:
    • Schrift
    • Signale
    • Töne
    • Daten
    • Bilder

Aufbau bisher

• Es ergeben sich keine Änderung durch All over IP-Konvergenz, da:

	Telefonnetz	Internet
Terminals	Dumm	Intelligent
Netzelemente	Intelligent	Dumm

• Ausblick
  • Konvergierung der Dienste zu „integrierten Diensten“

Zukunftstrends

• Computer
  • Preis- und Wertverfall
  • Werden immer austauschbarer (Thin-Clients)
• Mobilität
  • Lokalisierung von Benutzer und Gerät
  • Verhaltensanpassung (Weiterleitungen, etc.)
  • Mobile Datenkommunikation
  • Übertragung von Sprache, Daten, Audio, Video, etc.
  • „anybody, anytime, anywhere
  • Weltweite Abdeckung
  • Mobiltelefonie > Festnetz
  • 2005: > 800 Millionen User
• Technik
  • Mehr Rechenleistung pro Raum
  • Flache Displays mit niedrigem Stromverbrauch
  • Höhere Bandbreiten
  • Neue Schnittstellen zum User (z.B.: Touch)
  • Konvergierung von Tele- und Datenkommunikation
• Teleservices
  • Mehr Geräte als Teilnehmer
  • In Alltag eingebettete Technologien
    • Smarte Räume
    • Maschinen
    • Haushaltsgeräte
    • Sensoren
    • Consumer Elektronik
  • Ferndiagnosen und präventive Wartung
  • Logistik und Administration

Bisherige Entwicklung

• Multimediale Vernetzung
  • Entwicklung für neue Netzwerktechnologien
  • Zusammenschluss konkurrierender Carrier
  • Böswillige Endbenutzer
• Triple- und Quadruple Play
  • Fernsehen, Internet, Telefonie via:
  • Leitung
  • Luftschnittstelle
• Always-Best-Connected
  • Überall Zugriff auf beste zur Verfügung stehende Zugangstechnologie

Anbindungsmethoden

• Flächendeckend
  • UMTS
  • HSPA
  • LTE
• Bandbreite
  • WLAN
  • WIMAX
• Batterieschonend und lokal
  • Bluetooth

Computernetzwerk

• Definition
  • Zwei oder mehr Rechner (Knoten)
  • Trennung durch Räume möglich
• Verbindungsarten
  • Übertragungsmedium (physikalische Verbindung)
  • logische Verbindung

Rechnernetzwerke

• Vorteile
  • Gemeinsame Nutzung von Ressourcen
    • Hardware (teure Geräte, wie z.B. Farblaserdrucker)
    • Software (teure Software, wie z.B. Datenbanken und CAD-Systeme)
    • Daten (umfangreiche Datenbestände, wie z.B. Geschäftsdaten von BMW)
    • Verfügbarkeit für räumlich getrennte Rechner:
• Niedrigere Kosten
  • Mehrere Rechner am Arbeitsplatz günstiger als Großrechner
• Stufenweise Ausbaubarkeit (Skalierung)
  • Erhöhte Flexibilität
• Zuverlässigkeit durch Redundanz
  • Erhöhte Ausfallsicherheit
• Verteilung von Rechenleistung und Datenhaltung auf unterschiedliche Rechner
  • Erhöhte Flexibilität und Ausfallsicherheit
• Rechnergestützte Aufgaben können arbeitsteilig ausgeführt werden
  • Verteilte Auslastung
• Zugriffe auf Daten, Programme, Ressourcen anderer Rechner ist möglich

Botnetze

• Sammlung tausender ferngesteuerter Computer
• Schadsoftware versucht geheim und unsichtbar zu agieren
• Zweck ist es Ressourcen und HW-Leistung der Bots zu nutzen
• Sammeln von Nutzerdaten
• Zentrale Steuerung aller Bots durch einen Botmaster-Server
• Ziele
  • Spam – 200 Mrd. Mails am Tag (Entspricht 2 Millionen Haushalten im Monat an Strom)
  • Phising (Daten ausspähen)
  • Distributed Denial of Service (DDoS) – Erpressung
  • Dienste von Botnetzen bilden einen wirtschaftlicher Zweig

Internet

• Voraussetzung für das Internet ist die Verfügbarkeit von Elektrizität
• 8000 Satelliten stehen zur Verfügung
• Glasfaserkabel durch die Ozeane verbinden Kontinente
• Traffic
  • Exponentieller Anstieg des Mobile Video Traffic im Internet (66%)
  • 2015 wird der Gesamte Traffic auf 7.000 Petabyte pro Monat angestiegen sein
• Aufbau
  • Das Internet ist ein Zusammenschluss mehrerer kleinerer Netze:
    1. Verknüpfung von 2 Systemen (1:1)
    2. Verknüpfung von 2 Netzen (1:1)
    3. Verknüpfung von mehreren Netzen (n:m)