Datennetzwerke – Theorie und Praxis Schulung

Einführung in das Networking und das OSI-Referenzmodell

• Einführung in Datennetzwerke
• LAN und WAN
• Anwendungstypen und -anforderungen
• Funktionen des OSI-RM und die modulare Struktur des Datennetzwerks

Einführung in LAN-Technologie und Ethernet-Protokolle

• Das Ethernet-Protokoll und 10M/100M/1G/10Gbps-Ethernet
• Ethernet-Medientypen (Paarkabel, Kabelkategorien – 5/5e, Glasfaserkabel und -stecker)
• CSMA/CD-Algorithmus
• Frame-Struktur (802.3, 802.3, Ethernet-2, Ethernet-SNAP)
• Häufige Probleme

LAN-Switching – Funktionsweise und Betrieb

• Eigenschaften und Betrieb von LAN-Bridges
• Betrieb von LAN-Switches
• LAN-Switch-Technologie – HD/FD und Auto-Negotiation
• VLANs (Virtual LAN) und VLAN-Tagging
• Spanning-Tree-Protokolle – STP/RSTP/MSTP
• LAG und Etherchannel. LAN-Struktur und Topologien
• Data-Center-Switching

WAN-Protokolle und -Dienste

• Struktur öffentlicher Netze – Zugang, Übertragung und Vermittlung.
• Architektur und Protokolle traditioneller Netzwerke
  • Ende-zu-Ende-Dienste – FR, ATM und Vermietungslinien
  • Übertragungsdienste – SDH und WDM/DWDM
  • Zugangsdienste – xDSL, CaTV/DOCSIS
• Netzwerke der neuen Generation
  • Ende-zu-Ende-Dienste – Carrier Ethernet und MPLS/IP-basierte Dienste
  • Übertragungsnetze – Carrier Ethernet
  • Zugangsnetze – erweitertes xDSL, DOCSIS und optische Technologien

Drahtlose Netze und Wi-Fi

Netzarchitektur – Elemente und Netztopologien

Physikalische Schicht

• 801.11a/b/g
• 801.11n – OFDM und MIMO

MAC-Schicht – Konfliktlösung

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

Zusätzliche Funktionen

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

Wi-Fi QoS – Kontentionsbasiert Zugriff – AIFS, Access Categories und Contention Windows. Kontrollierter Zugriff – Polling und TXOPs. Steuerung der Dienstgüte – ADDTS, Traffic Streams und TSPECs.

• Mobile Netzwerke

Einführung

• Wiederverwendung des Frequenzspektrums
• Aufbau und Verwaltung von Verbindungen
• Die wichtigsten Server – MSC, BSC, BTS und Endgeräte
• Handovers und Kanäle

Standards und Entwicklung

3GPP, 3GPP2 und IMT-2000

Entwicklung der Netze – von cdma1 zu EVDO/DV und von GSM zu HSPA und LTE

Einführung in TCP/IP

• Das TCP/IP-Modell und gängige Protokolle
• Protokollbetrieb
• Normungsorganisationen

IPv4 – Protokoll und Adressierung

• Eigenschaften von IP
• ARP – Address Resolution Protocol
• IP-Frame-Struktur
• IP-Adressierung und Adressklassen
• Private und öffentliche Adressen
• Subnetzbildung des IP-Adressraums – VLSM und CIDR
• Design von IP-Adressen (Übung)
• DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol
• Multicast und IGMP

IPv6 – Protokoll und Adressierung

• Eigenschaften von IPv6 und Vergleich mit IPv4
• Paketstruktur und Kopfzeilen (kurz)
• IPv6-Adressen und Adresskategorien
• Der Auto-Konfigurationsprozess
• Migration von IPv4

Layer-4-Protokolle – TCP und UDP

• Einführung in Layer-4-Protokolle und bekannte Ports
• UDP-Paketstruktur und -betrieb
• TCP-Paketstruktur und -betrieb
• TCP-Verbindbarkeit und Zuverlässigkeit
• TCP-Sliding Window, Slow-Start und Congestion Avoidance
• Sequenz- und Bestätigungsnummern
• Berechnung der maximalen Durchsatzrate bei TCP (WS und RTT)
• Go-back-N und Selective-Repeat
• TCP-Leistungsbrechen

Grundlagen des Routings und des L3-Switchings

• Prinzipien des Routingsprozesses
• Routingsdomänen und -bereiche
• Statisches und dynamisches Routing
• Distance-Vector- und Link-State-Protokolle
• Routingsmetriken
• RIP und OSPF
• BGP – eBGP und iBGP
• L3-Switching
• Statisches und dynamisches NAT
• HSRP und VRRP
• QoS in IP-Netzen

QoS-Parameter – Bandbreite, Verzögerung, Jitter und Paketverlust

• Anforderungen der Anwendungen und Netzwerkverhalten
• Klassifizierung und Markierung, Policing und Shaping, Queuing, RED/WRED

Grundlagen der Netzwerksicherheit und Komponenten

• Grundlagen der Netzwerksicherheit, Bedrohungen und Schwachstellen.
• Sichere Netzarchitektur – FWs, VPNs, NACs und Sicherheitseinrichtungen.
• Betrieb von FWs – Paketfilterung und zustandsbehaftete Inspektion.
• Sicherheitsprotokolle – Verschlüsselung und Authentifizierung
• Verschlüsselungstypen und Definitionen
  • Algorithmen mit symmetrischem Schlüssel. Block- und Stromchiffren.
  • Kryptographie mit öffentlichen Schlüsseln.
  • Hash-Funktionen.
• Grundlagen der Authentifizierung
  • Mehrstufige Authentifizierung
  • Tokens und Smart Card Encryption Wireless encryption protocols
  • OTP – Einmalpasswörter

Einführung in das Design von Datennetzen

• Einführung in das Netzwerk-Ingenieurwesen
  • Anforderungsanalyse
  • Flussmodelle
• Architektur (Hoch-Level-)Design
  • Komponentenarchitektur und Referenzarchitektur
  • Architekturmodelle
  • System- und Netzarchitekturen
  • Entscheidungen bei Service- und Vendor-Architekturen
• Topologie (Low-Level-)Design
  • Design von Unternehmensnetzen
  • LAN/WAN-Design
  • Design von IP-Netzen
  • Design von Sicherheit und Datenschutz
  • Design des Netzwerk-Managements
• Design des Netzwerk-Betriebs