Wiederholungsfragen – Netzwerk-Grundlagen III

Ein Gerät zur Weiterleitung von Daten zwischen verschiedenen Netzwerken.

Ein Router ist ein Netzwerkgerät, das verwendet wird, um den Datenverkehr zwischen verschiedenen Netzwerken zu steuern und weiterzuleiten. Im Gegensatz zu einem Switch arbeitet ein Router auf der Netzwerkschicht des OSI-Modells und ermöglicht die Verbindung von Netzwerken mit unterschiedlichen IP-Adressbereichen. Ein Router analysiert die IP-Header der Datenpakete und leitet sie basierend auf den Routing-Tabellen an das richtige Zielnetzwerk weiter. Dadurch ermöglicht ein Router die Kommunikation zwischen verschiedenen Netzwerken, sei es im lokalen Netzwerk (LAN) oder über das Internet. Router spielen eine wichtige Rolle bei der Vermittlung von Datenpaketen über komplexe Netzwerktopologien und stellen sicher, dass die Daten den effizientesten Weg zu ihrem Ziel nehmen. Sie bieten auch Funktionen wie Network Address Translation (NAT), Firewall-Schutz und Quality of Service (QoS). Router sind entscheidend für die Funktion und Konnektivität von Netzwerken auf unterschiedlichen Ebenen und werden in Heimnetzwerken, Unternehmensnetzwerken und Internetdienstanbietern eingesetzt.

Port-Adressen

Die Portnummern werden in den Header-Bereichen der Transportprotokolle verwendet, wie beispielsweise im TCP-Header oder im UDP-Header. Die Portnummern reichen von 0 bis 65535, wobei der Bereich von 0 bis 1023 als "Well-Known Ports" bezeichnet wird und für bestimmte Dienste wie HTTP (Port 80), FTP (Port 21) oder SSH (Port 22) reserviert ist. Die Portnummern von 1024 bis 49151 sind als "Registered Ports" bekannt und können von spezifischen Anwendungen genutzt werden. Die Portnummern von 49152 bis 65535 sind als "Dynamic or Private Ports" reserviert und können von dynamisch zugewiesenen oder privaten Anwendungen verwendet werden.

Durch die Verwendung von Portnummern in der Transportschicht können mehrere Anwendungen gleichzeitig auf einem Host arbeiten und der Netzwerkverkehr wird anhand dieser Nummern effizient an die richtigen Anwendungen weitergeleitet.

MAC-Adressen - Schicht 2 (Sicherungsschicht)
IP-Adressen - Schicht 3 (Vermittlungsschicht)
URL-Adressen - Schicht 7 (Anwendungsschicht)

4 Schichten

Das TCP/IP-Modell besteht aus 4 Schichten, die die verschiedenen Aspekte der Netzwerkkommunikation definieren. Im Vergleich zum ISO/OSI-Modell hat das TCP/IP-Modell weniger Schichten, da einige Funktionen zusammengefasst wurden.

Richtig

Protokolle der Vermittlungsschicht sind für die Wegewahl oder das Routing von Datenpaketen in einem Netzwerk verantwortlich. Die Vermittlungsschicht, auch als Netzwerk-Layer oder Layer 3 bezeichnet, ist die dritte Schicht des ISO/OSI-Referenzmodells. Sie stellt sicher, dass Datenpakete von der Quelladresse zur Zieladresse durch das Netzwerk geleitet werden.

7 Schichten

Das ISO/OSI-Modell besteht aus 7 Schichten, die die verschiedenen Aspekte der Netzwerkkommunikation definieren. Jede Schicht hat eine spezifische Funktion und trägt zur Gesamtfunktionalität des Netzwerks bei.

Falsch

Die ISO/OSI-Schichten 1 bis 4 beschreiben die niedrigeren Schichten des ISO/OSI-Referenzmodells, nämlich die physische Schicht (Layer 1), die Sicherungsschicht (Layer 2), die Vermittlungsschicht (Layer 3) und die Transportschicht (Layer 4). Diese Schichten sind hauptsächlich für die Übertragung und den Transport von Daten zuständig, während die anwendungsorientierten Protokolle in den höheren Schichten, insbesondere in der Anwendungsschicht (Layer 7), angesiedelt sind. Die Anwendungsschicht enthält Protokolle wie HTTP, FTP, SMTP usw., die direkt von Anwendungen genutzt werden.

PAN, LAN, WAN, GAN

Die Netzwerkdimensionen beziehen sich auf verschiedene Arten von Netzwerken, die basierend auf ihrer geografischen Ausdehnung und dem Zweck klassifiziert werden können.

Die anderen Antwortmöglichkeiten beschreiben zwar wichtige Aspekte von Netzwerken wie Topologie, Bandbreite, Firewall, Skalierbarkeit, Latenz, Protokolle, IP-Adressen, Subnetze und Domains, jedoch nicht die spezifischen Netzwerkdimensionen gemäß der geografischen Ausdehnung und dem Zweck.

MAC-Adressen

In der Sicherungsschicht (Schicht 2) des OSI-Modells werden MAC-Adressen (Media Access Control) verwendet. Die MAC-Adresse ist eine eindeutige Kennung, die jedem Netzwerkadapter oder Netzwerkgerät zugeordnet ist. Sie besteht aus einer 48-Bit-Zahl und wird häufig als eine Kombination von sechs Hexadezimalzahlen dargestellt.

Anwendungsorientiert

Anwendungsorientierte Schichten. Die oberen Schichten des OSI-Referenzmodells werden als anwendungsorientierte Schichten bezeichnet. Man unterscheidet die Anwendungsschicht, die Darstellungsschicht und die Sitzungsschicht.

Falsch

Die Aussage ist falsch. In der Sicherungsschicht des ISO/OSI-Referenzmodells werden Daten nicht zu einer Sequenz von Dateninformationen segmentiert und an durch Ports identifizierte Ziele geschickt. Die Sicherungsschicht, auch als Layer 2 bezeichnet, ist die zweite Schicht des ISO/OSI-Referenzmodells. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, einen zuverlässigen Datenfluss zwischen direkt benachbarten Netzwerkknoten (z.B. zwischen zwei Geräten in einem lokalen Netzwerk) sicherzustellen.

In der Sicherungsschicht erfolgt die Segmentierung von Daten nicht auf der Ebene von Dateninformationen, sondern auf der Ebene von Frames. Daten werden in Frames aufgeteilt, die dann über das Netzwerk übertragen werden. Die Sicherungsschicht fügt den Frames auch Steuerinformationen hinzu, wie z.B. Prüfsummen zur Fehlererkennung.

Schicht 4

Die Transportschicht, auch als Transport Layer bezeichnet, ist die Schicht 4 im OSI-Modell. Diese Schicht ist für die zuverlässige und fehlerfreie Übertragung von Daten zwischen Endpunkten (Hosts) verantwortlich. Die Hauptaufgabe der Transportschicht besteht darin, die Daten in kleinere Einheiten, sogenannte Segmente, aufzuteilen und sicherzustellen, dass diese Segmente korrekt zum Zielhost übertragen werden.

Richtig

Die Aufgabe der Transportschicht-Protokolle besteht darin, eine Ende-zu-Ende-Kommunikation zu ermöglichen. Die Transportschicht ist die vierte Schicht des ISO/OSI-Referenzmodells und stellt sicher, dass Datenpakete zwischen den Anwendungen auf verschiedenen Geräten effizient übertragen werden können. Sie bietet Mechanismen wie Flusskontrolle, Segmentierung, Fehlererkennung und Fehlerkorrektur, um sicherzustellen, dass die Datenintegrität und Zuverlässigkeit bei der Kommunikation gewährleistet sind. Transportschicht-Protokolle wie TCP (Transmission Control Protocol) und UDP (User Datagram Protocol) spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung einer zuverlässigen Ende-zu-Ende-Kommunikation zwischen Anwendungen über ein Netzwerk.

Transportorientiert

Hierbei wird berücksichtigt, dass die Telekommunikation nur Zeichengaben zum Auf-und Abbau einer Verbindung nutzt, die von den Datenströmen getrennt sind. Zudem werden hier Geräte und weitere Einrichtungen durch ein Management-Protokoll über weitere Entfernungen hinweg konfiguriert, überwacht oder entstört.

IP-Adressen

MAC-Adressen - Schicht 2 (Sicherungsschicht)
IP-Adressen - Schicht 3 (Vermittlungsschicht)
URL-Adressen - Schicht 7 (Anwendungsschicht)

Schicht 7

Die Anwendungsschicht im OSI-Modell ist die oberste Schicht und wird als Schicht 7 bezeichnet. Diese Schicht ist direkt mit den Anwendungen und Diensten auf dem Endgerät verbunden und ermöglicht die Interaktion und Kommunikation zwischen den Anwendungen auf unterschiedlichen Systemen. Sie bietet Funktionen wie Datenaustausch, Dateiübertragung, E-Mail, Remote-Zugriff und andere anwendungsbezogene Dienste.

Ein Gerät zur Verbindung von Computern in einem lokalen Netzwerk.

Ein Switch ist ein Netzwerkgerät, das verwendet wird, um Computer und andere Netzwerkgeräte in einem lokalen Netzwerk (LAN) miteinander zu verbinden. Im Gegensatz zu einem HUB arbeitet ein Switch auf der datenlink-Schicht des OSI-Modells und ermöglicht eine intelligente Datenverteilung. Ein Switch analysiert die MAC-Adressen der ankommenden Datenpakete und leitet sie gezielt an das richtige Zielgerät weiter, anstatt sie an alle Geräte im Netzwerk zu senden. Dadurch wird die Netzwerkbandbreite effizienter genutzt und Kollisionen im Netzwerk minimiert. Ein Switch kann auch verschiedene Netzwerksegmente miteinander verbinden und ermöglicht so die Kommunikation zwischen den Geräten. In modernen Netzwerken sind Switches eine wesentliche Komponente, da sie eine zuverlässige und leistungsstarke Verbindung zwischen den Netzwerkgeräten herstellen.

Ein Gerät zur Verbindung von Computern in einem lokalen Netzwerk.

Ein HUB ist ein Gerät, das dazu verwendet wird, mehrere Computer oder Netzwerkgeräte in einem lokalen Netzwerk miteinander zu verbinden. Es handelt sich um eine einfache Netzwerk-Hardware, die als zentraler Verteiler fungiert. Ein HUB empfängt Datenpakete, die von einem Gerät gesendet werden, und sendet sie an alle anderen Geräte im Netzwerk weiter. Jedes Gerät, das mit dem HUB verbunden ist, kann die Daten empfangen. Im Vergleich zu Switches oder Routern arbeitet ein HUB auf der physischen Schicht des OSI-Modells und bietet keine intelligente Datenverteilung oder Kollisionsvermeidung. Daher kann es zu Paketkollisionen und Netzwerküberlastungen kommen, wenn mehrere Geräte gleichzeitig Daten senden. In modernen Netzwerken werden Switches anstelle von Hubs verwendet, da sie eine effizientere Datenübertragung ermöglichen.

Keine

MAC-Adressen - Schicht 2 (Sicherungsschicht)
IP-Adressen - Schicht 3 (Vermittlungsschicht)
Port-Adressen - Schicht 4 (Transportschicht)

Street-Topologie

Die Street-Topologie ist keine gängige Netzwerk-Topologie.

Bei der Stern-Topologie sind alle Geräte direkt mit einem zentralen Knotenpunkt verbunden. Bei der Ring-Topologie sind die Geräte zu einem geschlossenen Ring verbunden, bei dem jede Station mit ihren direkten Nachbarn verbunden ist. Bei der Bus-Topologie sind alle Geräte linear miteinander verbunden und teilen sich eine gemeinsame Leitung.

Mesh-Topologie

Die Mesh-Topologie bietet die beste Ausfallsicherheit. Bei dieser Topologie sind alle Geräte direkt miteinander verbunden, sodass es mehrere mögliche Wege gibt, um Daten von einem Punkt zum anderen zu übertragen. Wenn ein Verbindungsweg ausfällt, kann der Datenverkehr einfach über alternative Pfade umgeleitet werden. Dadurch wird die Robustheit und Verfügbarkeit des Netzwerks erhöht.

Im Gegensatz dazu kann bei der Stern-Topologie, Ring-Topologie oder Bus-Topologie ein einziger Ausfallpunkt das gesamte Netzwerk beeinträchtigen, da die Geräte entweder über einen zentralen Knotenpunkt oder eine gemeinsame Leitung verbunden sind.

Schicht 7

Die Anwendungsschicht, auch als Application Layer bezeichnet, ist die Schicht 7 im OSI-Modell. Sie ist die oberste Schicht des Modells und stellt Dienste und Protokolle bereit, die direkt von Anwendungen und Benutzern genutzt werden. Die Hauptaufgabe der Anwendungsschicht besteht darin, die Interaktion zwischen Benutzern und Anwendungen auf verschiedenen Endgeräten zu ermöglichen.

Ein Gerät, das Daten über ein Netzwerk sendet und empfängt.

Ein Host bezieht sich auf ein Gerät, das in der Lage ist, Daten über ein Netzwerk zu senden und zu empfangen. Es kann sich um einen Computer, Server, Router, Switch oder ein anderes netzwerkfähiges Gerät handeln. Der Host ist der Ursprung oder das Ziel von Datenpaketen innerhalb des Netzwerks. Jeder Host hat eine eindeutige Netzwerkadresse, die ihm zugewiesen ist, um ihn zu identifizieren und die Kommunikation mit anderen Hosts zu ermöglichen. Hosts spielen eine wichtige Rolle in der Netzwerkkommunikation, da sie den Datenverkehr generieren, verarbeiten und weiterleiten.

Ein Gerät oder eine Software zur Verbindung zwischen unterschiedlichen Netzwerken.

Ein Gateway ist eine Netzwerkkomponente, die als Schnittstelle zwischen verschiedenen Netzwerken dient. Es ermöglicht die Kommunikation zwischen Netzwerken mit unterschiedlichen Protokollen, Architekturen oder Adressierungsschemata. Ein Gateway kann sowohl in Form eines physischen Geräts als auch als Software implementiert sein. Seine Hauptaufgabe besteht darin, den Datenverkehr zwischen den Netzwerken zu vermitteln und zu steuern, indem es Datenpakete übersetzt, Protokollkonvertierungen durchführt und Routing-Funktionen bereitstellt. Ein Gateway wird häufig eingesetzt, um ein lokales Netzwerk (LAN) mit dem Internet zu verbinden. Es kann auch verwendet werden, um die Kommunikation zwischen verschiedenen Unternehmensnetzwerken, Cloud-Diensten oder anderen externen Netzwerken zu ermöglichen. Durch die Verwendung eines Gateways können Netzwerke mit unterschiedlichen Technologien oder Infrastrukturen nahtlos miteinander kommunizieren und Informationen austauschen.

URL-Adressen (Uniform Resource Locator)

MAC-Adressen - Schicht 2 (Sicherungsschicht)
IP-Adressen - Schicht 3 (Vermittlungsschicht)
Port-Adressen - Schicht 4 (Transportschicht)

Ein Gerät, das Daten über ein Netzwerk sendet und empfängt.

Ein Node bezieht sich auf ein Gerät in einem Netzwerk, das in der Lage ist, Daten zu senden, zu empfangen oder weiterzuleiten. Es kann sich um verschiedene Arten von Geräten handeln, darunter Computer, Server, Router, Switches oder andere netzwerkfähige Geräte. Nodes spielen eine entscheidende Rolle bei der Kommunikation innerhalb eines Netzwerks, da sie Datenpakete senden und empfangen, Verbindungen herstellen und den Datenverkehr steuern. Sie sind die grundlegenden Bausteine eines Netzwerks und ermöglichen die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten und Ressourcen.

Physical Layer

Im OSI-Modell ist Layer 1 die Physical Layer, auch als Physikalische Schicht bezeichnet. Diese Schicht ist die unterste Schicht des Modells und umfasst die physische Übertragung der Datenbits über das physikalische Medium wie Kabel, Lichtwellenleiter oder Funkwellen. Sie definiert die elektrischen, mechanischen und funktionalen Eigenschaften der physikalischen Verbindung.