
Technik der IP-Netze
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"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 2023More details
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Content
- 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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