Technik der IP-Netze

Name: Technik der IP-Netze | Grundlagen der IPv4- und IPv6-Kommunikation
Brand: Hanser
Price: 69.99 EUR
Availability: OnlineOnly

Grundlagen der IPv4- und IPv6-Kommunikation

Anatol Badach Erwin Hoffmann(Autor*in)

Hanser (Verlag)

5. Auflage

Erschienen am 5. Dezember 2022

1185 Seiten

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978-3-446-47426-0 (ISBN)

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Beschreibung

- Umfassende Informationen - das lückenlose Standardwerk zu den Prinzipien der Kommunikation im Internet mit über 700 Bildern.
- Ausgewogenheit von Theorie und Praxis - technische Aspekte der IP-Netze werden detailliert und zugleich praxisorientiert dargestellt.
- Aktuell und zukunftsweisend - die präsentierten Themen vertiefen die aktuellen Trends der Internettechnik und -sicherheit sowie zukünftige Anforderungen.
- Neu in der 5. Auflage: Zeitsynchronisation in Netzen und Überblick über das QUIC-Protokoll
- Ihr exklusiver Vorteil: E-Book inside beim Kauf des gedruckten Buches

In IP-Netzen laufen komplexe Vorgänge bei der Übermittlung von Daten in Form von IP-Paketen ab. Das massive Internet-Wachstum und die dabei entstandenen Anforderungen haben zu zahlreichen Weiterentwicklungen geführt - hervorzuheben sind u. a. das Internetprotokoll IPv6, die Techniken MPLS und GMPLS, mehrere Arten von Virtual Networks, Distributed Layer 2 / 3 Switching und Internet of Things.

Dieses Buch enthält eine systematische Darstellung der TCP / IP-Protokollfamilie sowie von Routing-Prinzipien in klassischen IP- wie auch in IPv6-Netzen.
Es erläutert außerdem die Konzepte zum Aufbau von IP-Netzen auf Basis unterschiedlicher Netztechnologien (speziell Virtual Networks) sowie zur Unterstützung der Mobilität. Zudem enthält es eine umfangreiche Darstellung der technologischen Grundlagen des Internet of Things.
Das Buch eignet sich nicht nur als Lehrbuch für Studierende unterschiedlicher Fachrichtungen und für Neueinsteiger:innen, sondern auch als Nachschlagewerk für Praktiker:innen. Im Buch sind die relevanten Quellen ins Internet verlinkt, sodass es sich auch als »Informations-Hub« für das Selbststudium einsetzen lässt.

AUS DEM INHALT //
- Netzwerkgrundlagen und IT-Security; Protokolle: IPv4, ICMP, IGMP, TCP, UDP, SCTP, QUIC
- Netzdienst-Protokolle: DNS, DHCP, NAT, IPsec, TLS (1.3)
- Protokolle für die Echtzeitkommunikation: RTP, RTCP, SIP, SDP, NTP, PTP
- IPv6-Support-Protokolle: ICMPv6, NDP, DHCPv6
- Migration zu IPv6: 6to4, 6rd, ISATAP, NAT64 und Translation IPv4 IPv6
- Routing-Protokolle: RIP, OSPF und BGP-4; Multicast-Routing nach PIM und MSDP
- IP-Netze mit MPLS, GMPLS und Traffic Engineering
- VPNs, Mobility Support und Distributed Layer 2/3 Switching
- Internet of Things mit 6loWPAN, RPL und CoAP

Rezensionen / Stimmen

"Damit liegt das wohl umfassendste Werk über alle Facetten der IP-Kommunikation in nunmehr fünfter, überarbeiteter Auflage vor [...] Das vorliegende Standardwerk wird man nicht am Stück von der ersten bis zur letzten Seite durchlesen. Steht es aber im Regal, hat man ein verlässliches Nachschlagewerk zur Hand, das Antworten auf beinahe jede Frage bereithält, die einem zu Netzwerken einfallen kann." Jens-Christoph Brendel, Linux Magazin, Februar 2023

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Inhalt

Intro
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Die Autoren
I 'Klassisches' IPv4/UDP/TCP
1 Grundlagen der IP-Netze
1.1 Entwicklung des Internet
1.1.1 Internet vor der Nutzung des WWW
1.1.2 Die Schaffung des WWW
1.1.3 Internet nach der Etablierung des WWW
1.1.4 Meilensteine der Internet-Entwicklung und Trends
1.2 Funktionen der Kommunikationsprotokolle
1.2.1 Prinzipien der Fehlerkontrolle
1.2.2 Realisierung der Flusskontrolle
1.2.3 Überlastkontrolle
1.3 Schichtenmodell der Kommunikation
1.3.1 Konzept des OSI-Referenzmodells
1.3.2 Schichtenmodell der Protokollfamilie TCP/IP
1.4 Allgemeine Prinzipien der IP-Kommunikation
1.4.1 Bildung von IP-Paketen
1.4.2 Netzwerkschicht in IP-Netzen
1.4.3 Verbindungslose IP-Kommunikation im Internet
1.4.4 Transportschicht in IP-Netzen
1.4.5 Multiplexmodell der Protokollfamilie TCP/IP
1.5 Komponenten der Protokollfamilie TCP/IP
1.5.1 Protokolle der Netzwerkschicht
1.5.2 Protokolle der Transportschicht
1.5.3 Protokolle der Supportschicht und für Echtzeitkommunikation
1.5.4 Komponenten der Anwendungsschicht
1.6 IETF und Internet-Standards
1.7 Schlussbemerkungen
1.8 Verständnisfragen
2 Sicherheit in der IP-Kommunikation
2.1 Grundlagen und Entwicklung der IT-Sicherheit
2.1.1 Daten und ihre Nutzung
2.1.2 Rolle der IT-Security
2.1.3 Akteure und Identitäten bei der Datenverarbeitung
2.1.4 Entwicklung der Internet-Kryptographie
2.1.5 Schichtenspezifische IT-Security-Protokolle
2.2 Prinzipien und Primitive der Kryptographie
2.2.1 Verschlüsselungs-Primitiv -16mu C
2.2.2 Schlüsseltausch-Primitiv
2.2.3 Hash-Primitiv -9mu h
2.2.4 Signatur-Primitiv
2.2.5 Zusammenspiel der Krypto-Primitive
2.3 Hashfunktionen und ihr Einsatz
2.3.1 Hashfunktionen zur Nachrichtensicherung
2.3.2 Message Authentication Codes
2.3.3 Hashfunktionen für Passwörter
2.4 Symmetrische Verschlüsselung
2.4.1 Stromchiffren
2.4.2 Blockchiffren
2.4.3 Klassische Betriebsarten
2.4.4 Counter Mode und AEAD
2.5 Schlüsseltauschverfahren
2.5.1 Ablauf des RSA-Schlüsseltauschs
2.5.2 Ablauf des DH-Verfahrens
2.5.3 ElGamal-Schlüsseltausch-Protokoll
2.6 Kryptographie auf Elliptischen Kurven
2.6.1 Schlüsseltausch mit ECC
2.6.2 Digitale Signaturen mit ECC
2.7 Identitäten und Authentisierung
2.7.1 Authentisierung mit MS-ChapV2
2.7.2 Digitale Identitäten mit X.509-Zertifikaten
2.7.3 Der X.509-Datencontainer
2.7.4 X.509-Einsatzgebiete
2.7.5 Öffentliche und private Zertifikate
2.7.6 Verifikation und Validierung von Zertifikaten
2.8 Gesicherte und vertrauliche Datenübertragung
2.9 Schlussbemerkungen
2.10 Verständnisfragen
3 Internet-Netzwerkprotokolle IPv4, ARP, ICMP und IGMP
3.1 Aufgaben von IPv4
3.2 Aufbau von IPv4-Paketen
3.2.1 Differentiated Services
3.2.2 Fragmentierung der IPv4-Pakete
3.2.3 Optionen in IP-Paketen
3.3 IPv4-Adressen
3.3.1 Darstellung von IP-Adressen
3.3.2 Standard-Subnetzmaske
3.3.3 Vergabe von IP-Adressen
3.4 Bildung von Subnetzen
3.4.1 Bestimmen von Subnetz-IDs und Host-IDs
3.4.2 Zielbestimmung eines IP-Pakets beim Quellrechner
3.4.3 Adressierungsaspekte in IP-Netzen
3.5 Klassenlose IP-Adressierung (VLSM, CIDR)
3.5.1 Konzept der klassenlosen IP-Adressierung
3.5.2 VLSM-Nutzung
3.5.3 CIDR-Einsatz
3.6 Protokolle ARP und RARP
3.6.1 Protokoll ARP
3.6.2 Proxy-ARP
3.6.3 Protokoll RARP
3.7 Protokoll ICMP
3.7.1 ICMP-Nachrichten
3.7.2 ICMP-Fehlermeldungen
3.7.3 ICMP-Anfragen
3.7.4 Pfad-MTU Ermittlung
3.8 IP-Multicasting
3.8.1 Multicast-Adressen
3.8.2 Internet Group Management Protocol
3.9 Schlussbemerkungen
3.10 Verständnisfragen
4 Transportprotokolle TCP, UDP, SCTP und QUIC
4.1 Grundlagen der Transportprotokolle
4.2 Konzept und Einsatz von UDP
4.2.1 Aufbau von UDP-Paketen
4.2.2 Protokoll UDP-Lite
4.3 Funktion des Protokolls TCP
4.3.1 Aufbau von TCP-Paketen
4.3.2 Konzept der TCP-Verbindungen
4.3.3 Auf- und Abbau von TCP-Verbindungen
4.3.4 Flusskontrolle bei TCP
4.3.5 TCP Sliding-Window-Prinzip
4.4 Implementierungsaspekte von TCP
4.4.1 Klassische TCP-Implementierungen
4.4.2 Abschätzung der Round Trip Time
4.4.3 Verbesserung der Effizienz von TCP
4.4.4 Datendurchsatz beim TCP
4.4.5 TCP Socket-Interface
4.4.6 Angriffe gegen den TCP-Stack
4.4.7 Socket Cloning und TCP-Handoff
4.4.8 MSS Clamping
4.5 Explicit Congestion Notification
4.5.1 Anforderungen an ECN-fähige Netzknoten
4.5.2 Überlastkontrolle mit ECN
4.5.3 Signalisierung von ECN in IP- und TCP-Headern
4.5.4 Ablauf des ECN-Verfahrens
4.6 Multipath TCP
4.6.1 Typischer Einsatz von MPTCP
4.6.2 Transportschicht mit MPTCP
4.6.3 Multipath-Kommunikation mit MPTCP
4.6.4 MPTCP-Angaben im TCP-Header
4.6.5 Aufbau einer MPTCP-Verbindung
4.6.6 Anpassung des TCP-Headers für MPTCP
4.6.7 Abbau einer MPTCP-Verbindung
4.6.8 Middleboxen als Störfaktoren bei MPTCP
4.7 Konzept und Einsatz von SCTP
4.7.1 SCTP versus UDP und TCP
4.7.2 SCTP-Assoziationen
4.7.3 Struktur der SCTP-Pakete
4.7.4 Aufbau und Abbau einer SCTP-Assoziation
4.7.5 Daten- und Nachrichtenübermittlung nach SCTP
4.8 Das QUIC-Protokoll
4.8.1 Ziele von QUIC
4.8.2 QUIC-Pakete in UDP und Transport über IP-Netze
4.8.3 Aufbau von QUIC-Nachrichten und der Payload
4.8.4 QUIC-Verbindungen und Datenströme
4.8.5 Verbindungsmanagement bei QUIC
4.9 Schlussbemerkungen
4.10 Verständnisfragen
5 Domain Name System (DNS)
5.1 Aufgaben des DNS
5.1.1 Namen als Schlüssel zu Internet-Ressourcen
5.1.2 Organisation des DNS-Namensraums
5.1.3 Internet Root-Server
5.1.4 Architektur und Komponenten des DNS-Dienstes
5.1.5 Abfrage von IP-Adressen
5.1.6 Ermittlung des FQDN für eine IP-Adresse
5.1.7 Direkte Abfrage von Resource Records
5.2 Resource Records
5.2.1 Taxonomie der Resource Records
5.2.2 Resource Records für IPv6
5.2.3 Internationalisierung des DNS (IDN)
5.3 Zonen und Zonentransfer
5.3.1 Zonendatei
5.3.2 Zonentransfer
5.4 DNS-Nachrichten
5.4.1 DNS-Nachrichtenformate
5.4.2 DNS-Nachrichten mit EDNS(0)
5.5 DNS Security mit DNSSEC
5.5.1 Typische Bedrohungen bei DNS
5.5.2 Sicherung des Zonentransfers
5.5.3 Konzept von DNSSEC
5.5.4 Funktionale DNS-Erweiterung bei DNSSEC
5.5.5 Ablauf des DNSSEC-Verfahrens
5.6 Vertrauliche DNS-Nachrichten mit CurveDNS
5.6.1 Kryptographisches Konzept von CurveDNS
5.6.2 CurveDNS-Nachrichtenformate
5.7 DNS und Internetdienste
5.7.1 DNS und E-Mail nach SMTP
5.7.2 DNS und die ENUM-Domain
5.7.3 DNS und VoIP mit SIP
5.8 Autoritative Records in der DNS-Zone
5.8.1 DNS-Based Authentication of Named Entities: DANE
5.8.2 DomainKeys Identified Mail Signatures
5.8.3 Certification Authority Authorization
5.9 Internetanbindung und DNS
5.9.1 Domain Name Registrare
5.9.2 Dynamisches DNS
5.10 Multicast-DNS-Dienste
5.10.1 Multicast-DNS
5.10.2 Dienstleistungsprotokolle LLMNR und UPnP
5.11 Schlussbemerkungen
5.12 Verständnisfragen
6 IP-Support-Protokolle
6.1 IPv4-Autoconfiguration
6.1.1 Einrichten von IP-Adressen
6.1.2 Stateless Autoconfiguration für IPv4 - APIPA
6.2 Vergabe von IP-Adressen mit DHCP
6.2.1 Aufbau von DHCP-Nachrichten
6.2.2 Ablauf beim Protokoll DHCP
6.2.3 Aufgabe von DHCP-Relay-Agents
6.2.4 DHCP im Einsatz
6.2.5 DHCP und PXE
6.3 Network Address Translation (NAT)
6.3.1 Klassisches NAT
6.3.2 Konzept von NAPT
6.3.3 Prinzip von Full Cone NAT
6.3.4 Prinzip von Restricted Cone NAT
6.3.5 NAT und Echtzeitkommunikationsprotokolle
6.3.6 Session Traversal bei NAT
6.3.7 Carrier-Grade NAT
6.4 IP Security Protocol (IPsec)
6.4.1 Ziele von IPsec
6.4.2 Erweiterung der IP-Pakete mit IPsec-Angaben
6.4.3 Aufbau einer IPsec-Sicherheitsvereinbarung
6.4.4 IPsec im Authentication Mode
6.4.5 Encapsulating Security Payload (ESP)
6.4.6 IPsec-basierte Virtuelle Private Netze
6.4.7 NAT-Traversal bei IPSec
6.5 Extensible Authentication Protocol
6.5.1 EAP-Funktionskomponenten
6.5.2 EAP-Nachrichten
6.5.3 Ablauf der EAP-Authentisierung
6.6 Einsatz des Protokolls RADIUS
6.6.1 Remote Access Services und RADIUS
6.6.2 Konzept von RADIUS
6.6.3 RADIUS-Nachrichten
6.7 Lightweight Directory Access Protocol
6.7.1 Directory Information Tree
6.7.2 LDAP-Server
6.7.3 LDAP-Client-Zugriff
6.8 Schlussbemerkungen
6.9 Verständnisfragen
7 Protokolle der Supportschicht und für Echtzeitkommunikation
7.1 Konzept und Einsatz von SOCKS
7.1.1 SOCKS-Ablauf
7.1.2 Gesicherte Verbindungen mit SOCKS
7.2 Transport Layer Security (TLS)
7.2.1 TLS-Dienste im Schichtenmodell
7.2.2 Ablauf des TLS-Verfahrens - bis TLS 1.2
7.2.3 Ablauf der Verbindungsaufnahme bei TLS 1.3
7.2.4 Record Layer Protocol
7.2.5 Cipher Suites
7.2.6 Erzeugung der TLS-Schlüssel
7.2.7 Verzögerte TLS-Verbindung mittels STARTTLS
7.2.8 Datagram TLS
7.3 Protokolle für die Echtzeitkommunikation
7.3.1 RTP/RTCP und Transportprotokolle in IP-Netzen
7.3.2 Real-time Transport Protocol (RTP)
7.3.3 Das Protokoll RTCP im Überblick
7.4 Das Protokoll SIP
7.4.1 SIP und Transportprotokolle
7.4.2 Eigenschaften des Protokolls SDP
7.4.3 Aufbau von SIP-Adressen
7.4.4 Funktion eines SIP-Proxy bei der IP-Videotelefonie
7.4.5 Trapezoid-Modell von SIP
7.4.6 Unterstützung der Benutzermobilität bei SIP
7.4.7 Beschreibung von Sessions mittels SDP
7.5 Zeitprotokolle und Zeitsynchronisation
7.5.1 Von Kalendern, Uhren und Zeitzonen
7.5.2 Temps Atomic International
7.5.3 Network Time Protocol
7.5.4 Precision Time Protocol
7.6 Schlussbemerkungen
7.7 Verständnisfragen
II Internet Protocol Version 6
8 Das Protokoll IPv6
8.1 Neuerungen bei IPv6 gegenüber IPv4
8.2 Header-Struktur bei IPv6
8.3 Erweiterungs-Header
8.4 IPv6-Flexibilität mit Options-Headern
8.4.1 Aufbau von Options-Headern
8.4.2 Belegung des Option-Feldes
8.5 Einsatz von Jumbo Payload
8.6 Source Routing bei IPv6
8.7 Fragmentierung langer IPv6-Pakete
8.8 Aufbau von IPv6-Adressen
8.8.1 Darstellung von IPv6-Adressen
8.8.2 IPv6-Adressensystematik und -Gültigkeitsbereiche
8.8.3 Interface-Identifier in IPv6-Adressen
8.8.4 Interface-Index bei Link-Local IPv6-Adressen
8.9 Unicast-Adressen bei IPv6
8.9.1 Globale Unicast-Adressen
8.9.2 Vergabe globaler IPv6-Adressen
8.9.3 Unicast-Adressen von lokaler Bedeutung
8.9.4 IPv4-Kompatibilitätsadressen
8.10 Multicast- und Anycast-Adressen bei IPv6
8.10.1 Automatische Multicast-Adressen
8.10.2 Anycast-Adressen
8.11 Zuweisung von IPv6-Unicast-Adressen
8.11.1 Privacy Extensions
8.11.2 Auswahl der 'richtigen' IPv6-Quelladresse
8.12 Schlussbemerkungen
8.13 Verständnisfragen
9 IPv6-Support-Protokolle ICMPv6, NDP und DHCPv6
9.1 Nachrichten des Protokolls ICMPv6
9.2 Das Neighbor Discovery Protokoll
9.2.1 Bestimmen des Ziels eines IPv6-Pakets
9.2.2 Ermittlung von Linkadressen
9.2.3 Router Advertisement/Solicitation
9.2.4 Unsolicited Router Advertisements
9.2.5 IPv6-Paket-Umleitung
9.3 Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC)
9.3.1 SLAAC und Router Advertisements
9.3.2 SeND - Secure Neighbor Discovery
9.4 Konzept und Einsatz von DHCPv6
9.4.1 Client/Relay/Server-Architektur bei DHCPv6
9.4.2 Aufbau von DHCPv6-Nachrichten
9.4.3 Ablauf von DHCPv6 im stateful Mode
9.4.4 Verlängerung der Ausleihe einer IPv6-Adresse
9.4.5 Schnelle Umadressierung mit DHCPv6
9.4.6 Ablauf von DHCPv6 im stateless Mode
9.4.7 Einsatz von DHCPv6-Relays
9.5 Schlussbemerkungen
9.6 Verständnisfragen
10 Migration zum IPv6-Einsatz
10.1 Arten der Koexistenz von IPv6 und IPv4
10.1.1 IPv6-Kommunikation über IPv4-Netze
10.1.2 IPv4-Kommunikation über IPv6-Netze
10.1.3 IP-Kommunikation durch Translation IPv4 Lg IPv6
10.2 Dual-Stack-Verfahren
10.2.1 Dual-Stack-Rechner in einem LAN-Segment
10.2.2 Betrieb von Dual-Stack-Rechnern in IPv4-Netzen
10.2.3 Dual-Stack Lite
10.3 Tunneling-Protokolle: IPv6 über X
10.3.1 Erweiterung eines IPv4-Netzes um ein IPv6-Netz
10.3.2 Kopplung der IPv6-Netze über ein IPv4-Netz
10.3.3 Zugang zum IPv6-Internet über Tunnel-Broker
10.4 Von 6to4 nach 6rd
10.4.1 Bedeutung von 6to4
10.4.2 Aufbau von 6to4-Adressen
10.4.3 IPv6-Kommunikation über IPv4-Netz
10.4.4 Probleme bei 6to4 mit NAT
10.4.5 IPv6 Rapid Deployment - 6rd
10.5 IPv6 over IPv4 mit ISATAP
10.5.1 Kommunikation mit ISATAP
10.5.2 Struktur und Bedeutung von ISATAP-Adressen
10.5.3 Funktionsweise von ISATAP
10.6 IPv6 in IPv4-Netzen mit NAT (Teredo)
10.6.1 Teredo-Adresse und -Pakete
10.6.2 Bestimmung der Art von NAT
10.7 Protokoll-Translation: IPv4 Lg IPv6
10.7.1 Stateless IPv4/IPv4 Translation (SIIT)
10.7.2 Adressierung bei SIIT
10.7.3 Translation IPv4 Lg IPv6
10.7.4 Translation ICMPv4 Lg ICMPv6
10.8 NAT64 und DNS64
10.8.1 NAT64-Arbeitsmodell
10.8.2 NAT64-IPv6-Adressen
10.8.3 NAT64 Stateful Translation
10.8.4 DNS-Integration bei NAT64
10.9 Schlussbemerkungen
10.10 Verständnisfragen
III Internet-Routing-Architektur
11 Routing in IP-Netzen
11.1 Routing-Grundlagen
11.1.1 Grundlegende Aufgaben von Routern
11.1.2 Adressierung beim Router-Einsatz
11.1.3 Routing-Tabelle
11.1.4 Routing-Verfahren
11.1.5 Inter-/Intra-Domain-Protokolle
11.2 Routing Information Protocol (RIP)
11.2.1 Erlernen von Routing-Tabellen beim RIP
11.2.2 Besonderheiten des RIP-1
11.2.3 Routing-Protokoll RIP-2
11.2.4 RIP für das Protokoll IPv6 (RIPng)
11.3 Open Shortest Path First (OSPF)
11.3.1 Funktionsweise von OSPF
11.3.2 Nachbarschaften zwischen Routern
11.3.3 OSPF-Einsatz in großen Netzwerken
11.3.4 OSPF-Nachrichten
11.3.5 Besonderheiten von OSPFv2
11.3.6 OSPF für IPv6 (OSPFv3)
11.4 Border Gateway Protocol (BGP-4)
11.4.1 Grundlagen des BGP-4
11.4.2 Funktionsweise des BGP-4
11.4.3 BGP-4-Nachrichten
11.4.4 Multiprotocol Extensions for BGP-4 (MP-BGP)
11.4.5 Sicherung des BGP-Nachrichenaustauschs
11.4.6 BGP Blackholing
11.5 Redundante Auslegung von Routern
11.5.1 Konzept des virtuellen Routers
11.5.2 Funktionsweise von VRRP
11.5.3 Idee und Einsatz des HSRP
11.6 Multicast Routing-Protokolle
11.6.1 Einige Aspekte von MC-Routing
11.6.2 Aufgaben von MC-Routing
11.6.3 Intra-Domain-MC-Routing mit PIM-SM
11.6.4 Inter-Domain-MC-Routing mit MSDP
11.7 Schlussbemerkungen
11.8 Verständnisfragen
12 Verbindungsorientierte IP-Netze mit MPLS und GMPLS
12.1 Weg zu neuer Generation der IP-Netze
12.1.1 Notwendigkeit von (G)MPLS
12.1.2 Bedeutung von Traffic Engineering in IP-Netzen
12.1.3 Multiplane-Architekturen moderner IP-Netze
12.1.4 Schritte zu einem Label Switched Path (LSP)
12.2 Multi-Protocol Label Switching (MPLS)
12.2.1 Multiplane-Architektur der MPLS-Netze
12.2.2 MPLS als Integration von Routing und Switching
12.2.3 Logisches Modell des MPLS
12.2.4 Prinzip des Label-Switching
12.2.5 Logische Struktur der MPLS-Netze
12.2.6 Bildung der Klassen von IP-Paketen und MPLS-Einsatz
12.2.7 MPLS und die Hierarchie von Netzen
12.2.8 MPLS und verschiedene Übermittlungsnetze
12.2.9 Virtual Private Networks mit MPLS
12.3 Konzept von GMPLS
12.3.1 Vom MPLS über MPLgS zum GMPLS
12.3.2 Struktur optischer Switches bei GMPLS
12.3.3 Interpretation der Label
12.3.4 Interpretation des Transportpfads
12.3.5 Bedeutung des LMP in GMPLS-Netzen
12.4 Traffic Engineering in (G)MPLS-Netzen
12.4.1 Traffic Trunks und LSPs
12.4.2 Aufgaben und Schritte beim MPLS-TE
12.4.3 Routing beim Traffic Engineering
12.4.4 Attribute von Traffic Trunks
12.4.5 Constraint-based Routing
12.4.6 Re-Routing und Preemption
12.5 Signalisierung in (G)MPLS-Netzen
12.5.1 Einsatz des RSVP-TE
12.5.2 Einsatz des GMPLS RSVP-TE
12.5.3 Einsatz des CR-LDP
12.6 Schlussbemerkungen
12.7 Verständnisfragen
IV Virtuelle Netzstrukturen
13 IP over X und virtuelle IP-Netze
13.1 IP über LANs
13.1.1 Übermittlung der IP-Pakete in MAC-Frames
13.1.2 Multiprotokollfähigkeit der LANs
13.2 Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mit PPP
13.2.1 PPP-Dateneinheiten
13.2.2 PPP-Zustände
13.2.3 LCP als Hilfsprotokoll von PPP
13.2.4 IPv4 Control Protocol (IPCP) bei PPP
13.2.5 Protokollablauf beim PPP
13.2.6 Benutzerauthentisierung beim PPP
13.3 Grundlagen der WLAN
13.3.1 WLAN-Betriebsarten
13.3.2 Beitritt zum WLAN
13.3.3 WLAN MAC-Frame: MSDU
13.3.4 Kommunikation zwischen WLAN und Ethernet
13.3.5 Robust Security Network
13.4 Virtual Private Networks (VPN)
13.4.1 Tunneling als Basis für VPNs
13.4.2 VPN-Taxonomie
13.4.3 Von Providern bereitgestellte VPNs
13.4.4 Layer-2-Tunneling über IP-Netze
13.5 Schlussbemerkungen
13.6 Verständnisfragen
14 IP-Netzwerke und Virtual Networking
14.1 Moderne Netzstrukturen
14.1.1 Funktionsbereiche in Netzwerken
14.1.2 Strukturierter Aufbau von Netzwerken
14.2 Virtual Networking in LANs
14.2.1 Arten und Einsatz von VLANs
14.2.2 Layer-2-Switching
14.2.3 Layer-3-Switching
14.2.4 Bedeutung von VLAN Tagging
14.3 Bildung von VLANs im Client-LAN
14.3.1 Intra- und Inter-VLAN-Kommunikation
14.3.2 Modell der Bildung von VLANs im Client-LAN
14.4 Bildung von VLANs im Server-LAN
14.4.1 Multilayer-Struktur im Server-LAN
14.4.2 Anbindung virtueller Server an Access Switches
14.4.3 Modelle der Bildung von VLANs im Server-LAN
14.5 Abgesicherte VPNs mit MACsec
14.5.1 MACsec-Schlüsselhierarchien
14.5.2 Trusted MAC Frame Format
14.5.3 MACsec-Implementierungsaspekte
14.5.4 MACsec Key Agreement Protocol & Security Association
14.6 Virtual Networking mit TRILL und SPB
14.6.1 Konzept und Bedeutung von TRILL
14.6.2 Idee und Einsatz von Shortest Path Bridging
14.7 VXLAN - VLAN mit VM
14.7.1 Vom VLAN zum VXLAN
14.7.2 VXLANs oberhalb Layer-3-Netzwerke
14.8 Mobilität von Virtual Networks
14.8.1 Konzept und Bedeutung von ILNP
14.8.2 LISP - Idee und Bedeutung
14.9 Schlussbemerkungen
14.10 Verständnisfragen
15 Distributed Layer-2/3-Switching
15.1 Genesis der Idee von VPLS und EVPN
15.2 Konzept und Einsatz von VPLS
15.2.1 Grundlegende Idee von VPLS
15.2.2 Ethernet over MPLS
15.2.3 VPLS als Vollvermaschung von VSIs
15.2.4 Grundlegende Funktionen von VSIs
15.2.5 VPLS-Modell für die Vernetzung von VSIs
15.2.6 Information in PEs über bereitgestellte VPLSs
15.2.7 PE Forwarding Table - Learning und Forwarding
15.2.8 Learning von MAC-Adressen aus Broadcast-Frames
15.2.9 Learning von MAC-Adressen aus Unicast-Frames
15.2.10 Skalierbarkeit von VPLSs
15.2.11 Auto-Discovery and VPLS Signaling
15.2.12 Bekanntgabe von Informationen über PW Labels
15.2.13 Hierarchical VPLS (H-VPLS) - Multi-Tenant-VPLS
15.2.14 H-VPLS und VLAN-Stacking
15.3 Ethernet Virtual Private Networks
15.3.1 Grundlegende Architektur von EVPN
15.3.2 Datacenter und grundlegende EVPN-Topologie
15.3.3 Allgemeines EVPN-Konzept im Überblick
15.3.4 EVI als emulierter L2-Switch - Basisfunktionen
15.3.5 EVIs als emulierter L2-Switch - spezielle Funktionen
15.3.6 EVI als emulierter L3-Switch - Basisfunktionen
15.3.7 Arten von EVI Service Interfaces
15.3.8 Control Plane in EVPNs
15.4 Schlussbemerkungen
15.5 Verständnisfragen
V Mobilität und Internet of Things
16 Unterstützung der Mobilität in IP-Netzen
16.1 Ansätze zur Unterstützung der Mobilität
16.1.1 Bedeutung von WLAN- und Hotspot-Roaming
16.1.2 Hauptproblem der Mobilität in IP-Netzen
16.1.3 Die grundlegende Idee des Mobile IP
16.1.4 Idee des Mobile IPv4
16.1.5 Idee des Mobile IPv6
16.2 Roaming zwischen Hotspots
16.2.1 Hotspot-Roaming zwischen mehreren WISPs
16.2.2 Ablauf des Hotspot-Roaming
16.3 Funktionsweise des MIPv4
16.3.1 Beispiel für einen Ablauf des MIP
16.3.2 Agent Discovery
16.3.3 Erkennen des Verlassens des Heimatsubnetzes
16.3.4 Erkennen des Wechsels eines Fremdsubnetzes
16.3.5 Erkennen einer Rückkehr in das Heimatsubnetz
16.3.6 Registrierung beim Heimatagenten
16.3.7 Mobiles IP-Routing
16.4 Konzept des MIPv6
16.4.1 MN hat sein Heimatsubnetz verlassen
16.4.2 MN hat das Fremdsubnetz gewechselt
16.4.3 MN ist in sein Heimatsubnetz zurückgekehrt
16.4.4 MIPv6-Nachrichten
16.4.5 Kommunikation zwischen MN und CN
16.4.6 Home Agent Binding
16.4.7 Correspondent Node Binding
16.4.8 Entdeckung eines Subnetzwechsels
16.4.9 Entdeckung der Home-Agent-Adresse
16.5 Hierarchical MIPv6
16.5.1 Unterstützung der Mobilität mit dem HMIPv6
16.5.2 Finden eines MAP
16.5.3 Unterstützung der Mikromobilität
16.5.4 Unterstützung der Makromobilität
16.5.5 Datentransfer zwischen MN und CN
16.6 Schlussbemerkungen
16.7 Verständnisfragen
17 Internet of Things - Technische Grundlagen und Protokolle
17.1 Herkömmliches Internet und IoT
17.1.1 Allgemeine Definition von IoT
17.1.2 IoT aus funktionaler Sicht
17.1.3 Grundlegendes technisches Konzept von IoT
17.1.4 Cloud Computing und Fog Computing im IoT
17.1.5 Near Real-Time IoT Services mit Fog Computing
17.1.6 Funktionales Multilayer-Modell von IoT
17.1.7 Bedeutung von SDN im IoT
17.1.8 Protokollarchitektur von Devices im IoT
17.1.9 Protokollarchitektur von IoT Access Gateways
17.1.10 Struktur von MAC-Frames in Low Rate WPANs
17.2 6LoWPAN - IPv6-Adaption für das IoT
17.2.1 Grundlegende Topologien von LR-WPANs
17.2.2 Adressierung von Instanzen in Rechnern mit IPv6
17.2.3 Adressierung von Instanzen bei 6LoWPAN Devices
17.2.4 LoWPAN als IPv6-Adaptation-Layer-Struktur
17.2.5 Redundante Angaben im IPv6- und im UDP-Header
17.2.6 Dispatch Header und seine Nutzung bei 6LoWPAN
17.2.7 Komprimierung der IPv6- und UDP-Header
17.2.8 Multi-hop Communication in WPANs
17.2.9 Fragmentierung langer IPv6-Pakete in WPANs
17.3 RPL - Routing-Protokoll im IoT
17.3.1 Funktionales Modell von RPL
17.3.2 Hauptfunktion von RPL
17.3.3 RPL-Begriffe: Objective Function, Metric und Rank
17.3.4 Logische Strukturierung von LLNs
17.3.5 Besonderheiten von Routing mit RPL
17.3.6 Traffic Patterns in LLNs
17.3.7 Routing Metrics und Constraints
17.3.8 Nutzung von Metric Container in Nachrichten DIO
17.3.9 RPL-Nachrichten - Struktur und Typen
17.3.10 Bildung von Virtual Root Nodes
17.3.11 Nutzung der RPL-Nachricht DIO
17.4 CoAP - Applikationsprotokoll im IoT
17.4.1 CoAP im Protokollschichtenmodell von IoT
17.4.2 Proxying zwischen HTTP und CoAP
17.4.3 CoAP Messages und Timeout-Mechanismus
17.4.4 Requests und Responses von CoAP
17.4.5 Adressierung von Ressourcen bei CoAP
17.4.6 Struktur und Typen von CoAP Messages
17.4.7 Mapping zwischen HTTP und CoAP
17.5 Schlussbemerkungen
17.6 Verständnisfragen
18 Networking-Trends
18.1 Internet of Things (IoT)
18.1.1 Industrial Internet of Things (IIoT)
18.1.2 Internet of Robotic Things
18.1.3 Internet of Vehicles
18.1.4 Internet of Drones
18.1.5 Mobility in IoT
18.1.6 IoT Security
18.2 Software-Defined Networking (SDN)
18.2.1 Software-Defined WANs (SD-WANs)
18.2.2 Software-Defined Optical Networking (SDON)
18.2.3 Software-Defined Data Centers (SDDCs)
18.2.4 Software-Defined IoT (SD-IoT)
18.2.5 Wireless Software-Defined Networking
18.2.6 Software-Defined Internet of Vehicles (SD-IoV)
18.3 Network Function Virtualization (NFV)
18.3.1 Software-Defined VNFs Networking
18.3.2 Service Function Chaining (SFC)
18.3.3 VNFs Management and Orchestration
18.3.4 Network Slicing
18.4 (Docker) Container Networking
18.4.1 Container-based Network Services
18.4.2 Cloud Computing Containerization
18.4.3 Mobile VNFs Networking
18.4.4 Containerized IoT Services
18.5 Cloud Computing Services
18.5.1 Infrastructure-as-a-Service (IaaS)
18.5.2 Software-Defined Cloud Computing Networking
18.5.3 Cloud-Native Microservices
18.5.4 Mobile Cloud Computing in 5G
18.6 Fog Computing und Artificial Intelligence
18.6.1 Time-Sensitive IoT/5G Applications
18.6.2 Intelligent IoT, Cognitive IoT
18.6.3 Ambient Intelligence in IoT
18.6.4 IoT Service Orchestration
18.7 Next 5G und 6G (Generation) Mobile Networks
18.7.1 5G-enabled Mobile IoT Applications
18.7.2 Vehicle-to-Everything (V2X) Services
18.7.3 SDN and NFV for 5G Mobile Networks
18.7.4 5G Network Slicing
18.7.5 5G Network Security
18.7.6 6G als zukünftige Vision der Mobilfunknetze
18.8 Information-Centric Networking and Services
18.8.1 Software-Defined ICN (SD ICN)
18.8.2 Information-Centric IoT (IC IoT)
18.8.3 Information-Centric Services für Smart Cities
18.8.4 ICN Security
18.9 Time-Sensitive and Deterministic Networking
18.9.1 Time-Sensitive Networking
18.9.2 Deterministic Networking
18.9.3 6TiSCH Wireless Industrial Networks
18.9.4 Time-Sensitive SDN
18.10 AI-based Networking
18.10.1 AI-enabled SDN
18.10.2 Data-Driven Networking
18.10.3 Cognitive Networks
18.10.4 Intent-based Networking
18.10.5 Autonomic Networking
18.10.6 AI, IoT and 5G Convergence
18.11 Abschließende Bemerkungen
18.11.1 Vom IoT zum Intelligent IoT
18.11.2 Rückblick auf 50 Jahre Rechnerkommunikation
Abkürzungsverzeichnis
Literaturverzeichnis
Stichwortverzeichnis

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