Datennetzwerke – Theorie und Praxis Schulung

Einführung in die Netzwerktechnik und das OSI-Referenzmodell

• Einführung in Datennetzwerke
• LANs und WANs
• Aplikationstypen und deren Anforderungen
• Funktionen des OSI-RM sowie der modulare Aufbau von Datennetzwerken

Einführung in LAN-Technologien und die Ethernet-Protokolle

• Das Ethernet-Protokoll sowie 10M/100M/1G/10Gbps Ethernet
• Ethernet-Medientypen (Verdrillte Kupferpaare, Kabelkategorien – Cat 5/Cat 5e, Glasfaserkabel und Steckverbinder)
• CSMA/CD-Algorithmus
• Frame-Struktur (IEEE 802.3, Ethernet-II, Ethernet-SNAP)
• Häufig auftretende Probleme

LAN-Switching – Funktion und Betrieb

• Eigenschaften und Betriebsweise des LAN-Bridges
• Betriebsweise von LAN-Switches
• LAN-Switch-Technologien – Half-Duplex/Full-Duplex sowie Auto-Negotiation
• VLANs (Virtuelle Netzwerke) und VLAN-Tags
• Spanning Tree Protocols - STP/RSTP/MSTP
• LAG und Etherchannel. LAN-Strukturen und Topologien
• Data-Center-Switching

WAN-Protokolle und -Dienste

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

Drahtlose Netzwerke und Wi-Fi

Netzwerkarchitektur – Elemente und Netzwerktopologien

Die physikalische Schicht

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

Die MAC-Schicht – Konfliktlösung

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

Zusätzliche Funktionen

• WiFi-Sicherheit – WEP, EAP, TLS, TTLS und IEEE 802.1x

WiFi-QoS – Konfliktbasiertes Zugriffsverfahren: AIFS, Access-Kategorien und Contention Windows. Kontrollierter Zugang: Polling und TXOPs. Steuerung der Quality of Service: ADDTS, Traffic Streams und TSPECs.

• Zellulare Netze

Einführung

• Wiederverwendung des Frequenzspektrums
• Anrufaufbau und -verwaltung,
• Hauptschaltstellen – MSC, BSC, BTS und Endgeräte
• Handovers und Kanäle

Standards und Entwicklung

3GPP, 3GPP2 und IMT-2000

Entwicklung der Netze – von cdmaOne zu EVDO/DV sowie von 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
• Aufbau des IP-Frames
• IP-Adressierung und Adressklassen
• Private und öffentliche Adressen
• Subnetting eines IP-Adressraums – VLSM und CIDR
• Konzeption 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 Header (kurzgefasst)
• 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-Verbindungsaufbau und Zuverlässigkeit
• TCP-Schiebefenster, Slow-Start und Vermeidung von Überlastung
• Sequenz- und Bestätigungsnummern
• Berechnung der maximalen TCP-Durchsatzrate (WS und RTT)
• Go-back-N und Selective-Repeat
• TCP-Leistungsprobleme

Grundlagen von Routing und L3-Switching

• Grundsätze des Routing-Prozesses
• Routing-Domänen und -Bereiche
• Statisches und dynamisches Routing
• Distance-Vector- 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 von Applikationen und Verhalten des Netzwerks
• Klassifizierung und Markierung, Policing und Shaping, Warteschlangenmanagement, RED/WRED

Grundlagen der Netzwerksicherheit und deren Komponenten

• Grundlagen der Netzwerksicherheit, Bedrohungen und Schwachstellen.
• Sichere Netzwerkarchitektur – FWs (Firewalls), VPNs, NACs und Sicherheitsgeräte.
• Funktionsweise von Firewalls – Paketfilterung und Stateful Inspection.
• Sicherheitsprotokolle – Verschlüsselung und Authentifizierung
• Verschlüsselungsarten und Definitionen
  • Symmetrischer Schlüsselalgorithmus. Block- und Stromchiffren.
  • Asymmetrische Kryptografie (Public-Key-Kryptografie).
  • Hashfunktionen.
• Grundlagen der Authentifizierung
  • Mehrfaktorauthentifizierung
  • Tokens, Smart-Card-Verschlüsselung und drahtlose Verschlüsselungsprotokolle
  • OTP – One-Time-Passwords

Einführung in das Design von Datennetzwerken

• Einführung in die Netzwerktechnik
  • Anforderungsanalyse
  • Datenflussmodelle
• Architektur (High-Level)-Design
  • Komponentenarchitektur und Referenzarchitektur
  • Architekturenmodelle
  • System- und Netzwerkarchitekturen
  • Entscheidungen zu Service- und Anbieterarchitekturen
• Topologie (Low-Level)-Design
  • Design von Unternehmensnetzwerken
  • LAN/WAN-Design
  • IP-Netzwerkdesign
  • Sicherheits- und Datenschutzdesign
  • Network-Management-Design
• Netzwerkbetriebsdesign