Applikationsdesign mit SAP Analytics Cloud

Materialien zum Buch ... 25

Geleitwort des Fachgutachters ... 27

1. Netzwerke im Überblick ... 29

1.1 ... Schichten ... 29

1.2 ... Datenrate, Durchsatz und Bandbreite ... 30

1.3 ... Pakete ... 31

1.4 ... Datagrammweiterleitung ... 33

1.5 ... Topologie ... 37

1.6 ... Routing-Schleifen ... 38

1.7 ... Überlast ... 40

1.8 ... Mehr über Pakete ... 41

1.9 ... LANs und Ethernet ... 42

1.10 ... IP -- Internet Protocol ... 45

1.11 ... DNS ... 54

1.12 ... Transport ... 55

1.13 ... Firewalls ... 61

1.14 ... Einige nützliche Dienstprogramme ... 63

1.15 ... IETF und OSI ... 65

1.16 ... Berkeley Unix ... 69

1.17 ... Epilog ... 70

1.18 ... Übungen ... 70

2. Ethernet-Grundlagen ... 75

2.1 ... Klassisches 10-Mbit/s-Ethernet ... 76

2.2 ... 100 Mbit/s (Fast) Ethernet ... 93

2.3 ... Gigabit-Ethernet ... 95

2.4 ... Ethernet-Switches ... 96

2.5 ... Epilog ... 101

2.6 ... Übungen ... 102

3. Weiterführende Ethernet-Themen ... 107

3.1 ... Spanning-Tree-Algorithmus und Redundanz ... 108

3.2 ... Virtuelles LAN (VLAN) ... 114

3.3 ... TRILL und SPB ... 119

3.4 ... Software-Defined Networking ... 122

3.5 ... Epilog ... 132

3.6 ... Übungen ... 132

4. Drahtlose LANs ... 137

4.1 ... Abenteuer im Funkland ... 137

4.2 ... Wi-Fi ... 143

4.3 ... WiMAX und LTE ... 182

4.4 ... Ortsfeste Drahtlosnetzwerke ... 188

4.5 ... Epilog ... 190

4.6 ... Übungen ... 191

5. Sonstige LAN-Technologien ... 195

5.1 ... Virtuelle private Netzwerke ... 195

5.2 ... Carrier-Ethernet ... 197

5.3 ... Token Ring ... 198

5.4 ... Virtuelle Verbindungen ... 200

5.5 ... Asynchronous Transfer Mode: ATM ... 204

5.6 ... Epilog ... 208

5.7 ... Übungen ... 208

6. Verbindungen ... 213

6.1 ... Kodierung und Frames ... 213

6.2 ... Zeitmultiplexverfahren ... 220

6.3 ... Epilog ... 227

6.4 ... Übungen ... 227

7. Pakete ... 229

7.1 ... Paketverzögerung ... 229

7.2 ... Schwankungen der Paketverzögerung ... 233

7.3 ... Paketgröße ... 234

7.4 ... Fehlererkennung ... 237

7.5 ... Epilog ... 245

7.6 ... Übungen ... 245

8. Sliding Windows ... 251

8.1 ... Zuverlässige Datenübertragung: Stop-and-Wait ... 251

8.2 ... Die Sliding-Windows-Strategie ... 256

8.3 ... Lineare Flaschenhälse ... 261

8.4 ... Epilog ... 271

8.5 ... Übungen ... 271

9. IP Version 4 ... 277

9.1 ... Der IPv4-Header ... 279

9.2 ... Schnittstellen ... 282

9.3 ... Spezielle Adressen ... 284

9.4 ... Fragmentierung ... 287

9.5 ... Der klassenlose IP-Delivery-Algorithmus ... 290

9.6 ... IPv4-Subnetze ... 294

9.7 ... Netzwerkadressübersetzung ... 302

9.8 ... Unnummerierte Schnittstellen ... 309

9.9 ... Mobile IP ... 311

9.10 ... Epilog ... 313

9.11 ... Übungen ... 313

10. IPv4-Begleitprotokolle ... 317

10.1 ... DNS ... 317

10.2 ... Address Resolution Protocol: ARP ... 336

10.3 ... Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) ... 341

10.4 ... Internet Control Message Protocol ... 343

10.5 ... Epilog ... 349

10.6 ... Übungen ... 349

11. IPv6 ... 351

11.1 ... Der IPv6-Header ... 352

11.2 ... IPv6-Adressen ... 353

11.3 ... Netzwerkpräfixe ... 358

11.4 ... IPv6-Multicast ... 359

11.5 ... IPv6-Erweiterungsheader ... 360

11.6 ... Nachbarschaftserkennung (Neighbor Discovery) ... 364

11.7 ... Zuweisung von IPv6-Hostadressen ... 371

11.8 ... Epilog ... 378

11.9 ... Übungen ... 378

12. Weitere IPv6-Funktionen ... 381

12.1 ... Weltweit sichtbare Adressen ... 381

12.2 ... ICMPv6 ... 382

12.3 ... IPv6-Subnetze ... 384

12.4 ... IPv6 und IPv4 gemeinsam benutzen ... 386

12.5 ... IPv6-Beispiele ohne Router ... 392

12.6 ... IPv6-Konnektivität über Tunneling ... 395

12.7 ... Konnektivität von IPv6 nach IPv4 ... 400

12.8 ... Epilog ... 402

12.9 ... Übungen ... 402

13. Routing-Update-Algorithmen ... 405

13.1 ... Distanzvektor-Routing-Update-Algorithmus ... 406

13.2 ... Langsames Konvergenzproblem bei Distanzvektoren ... 413

13.3 ... Minimierung der Streckenkosten ... 415

13.4 ... Schleifenfreie Distanzvektor-Algorithmen ... 418

13.5 ... Link-State-Routing-Update-Algorithmus ... 427

13.6 ... Routing nach anderen Attributen ... 432

13.7 ... ECMP ... 434

13.8 ... Epilog ... 435

13.9 ... Übungen ... 436

14. IP-Routing im großen Maßstab ... 445

14.1 ... Classless Internet Domain Routing: CIDR ... 446

14.2 ... Hierarchisches Routing ... 449

14.3 ... Routing in früherer Zeit ... 450

14.4 ... Providerbasiertes Routing ... 451

14.5 ... Geografisches Routing ... 458

14.6 ... Epilog ... 459

14.7 ... Übungen ... 459

15. Border Gateway Protocol (BGP) ... 465

15.1 ... AS-Pfade ... 467

15.2 ... AS-Pfade und Routenaggregation ... 469

15.3 ... Transit-Traffic ... 471

15.4 ... BGP-Filterung und Routing-Policies ... 471

15.5 ... BGP-Tabellengröße ... 474

15.6 ... BGP-Pfadattribute ... 475

15.7 ... BGP und Traffic-Engineering ... 480

15.8 ... BGP und Anycast ... 484

15.9 ... BGP für internes Routing ... 485

15.10 ... BGP-Beziehungen ... 486

15.11 ... Beispiele für BGP-Instabilität ... 492

15.12 ... BGP-Sicherheit und Route Registrys ... 494

15.13 ... Epilog ... 500

15.14 ... Übungen ... 500

16. UDP-Übertragung ... 503

16.1 ... User Datagram Protocol -- UDP ... 503

16.2 ... Trivial File Transport Protocol, TFTP ... 520

16.3 ... Grundlegende Übertragungsprobleme ... 523

16.4 ... Weitere Anmerkungen zu TFTP ... 531

16.5 ... Remote Procedure Call (RPC) ... 534

16.6 ... Epilog ... 539

16.7 ... Übungen ... 539

17. Grundlagen des TCP-Transports ... 545

17.1 ... Das Ende-zu-Ende-Prinzip ... 547

17.2 ... TCP-Header ... 547

17.3 ... Aufbau einer TCP-Verbindung ... 549

17.4 ... TCP und WireShark ... 555

17.5 ... TCP-Offloading ... 557

17.6 ... TCP-Simplex-Talk ... 558

17.7 ... TCP und bind() ... 563

17.8 ... TCP-Zustandsdiagramm ... 565

17.9 ... Epilog ... 572

17.10 ... Übungen ... 572

18. TCP -- Probleme und Alternativen ... 577

18.1 ... Alte Duplikate bei TCP ... 577

18.2 ... TIMEWAIT ... 578

18.3 ... Der dreifache Handshake -- erneut betrachtet ... 580

18.4 ... Anomale TCP-Szenarien ... 583

18.5 ... Schnelleres Öffnen von TCP-Verbindungen ... 584

18.6 ... Path MTU Discovery ... 587

18.7 ... Sliding Windows bei TCP ... 587

18.8 ... Verzögerte ACKs bei TCP ... 588

18.9 ... Nagle-Algorithmus ... 589

18.10 ... Flusssteuerung bei TCP ... 590

18.11 ... Silly-Window-Syndrom ... 591

18.12 ... Zeitüberschreitung und Neuübertragung bei TCP ... 592

18.13 ... KeepAlive ... 594

18.14 ... TCP-Timer ... 594

18.15 ... Varianten und Alternativen ... 595

18.16 ... Epilog ... 608

18.17 ... Übungen ... 608

19. TCP Reno und Überlastmanagement ... 611

19.1 ... Grundlagen des TCP-Überlastmanagements ... 612

19.2 ... Slow Start ... 618

19.3 ... TCP Tahoe und Fast-Retransmit ... 624

19.4 ... TCP Reno und Fast-Recovery ... 626

19.5 ... TCP NewReno ... 630

19.6 ... Selektive Bestätigungen (SACK) ... 632

19.7 ... TCP und Auslastung der Flaschenhalsverbindung ... 633

19.8 ... Verluste einzelner Pakete ... 638

19.9 ... Annahmen zu TCP und Skalierbarkeit ... 639

19.10 ... TCP-Parameter ... 640

19.11 ... Epilog ... 641

19.12 ... Übungen ... 641

20. TCP-Dynamik ... 647

20.1 ... Ein erster Blick auf das Queuing ... 647

20.2 ... Flaschenhalsverbindungen mit konkurrierendem Datenverkehr ... 649

20.3 ... TCP Reno -- Fairness mit synchronisierten Verlusten ... 659

20.4 ... Epilog ... 669

20.5 ... Übungen ... 669

21. Weitere TCP-Dynamiken ... 675

21.1 ... Begriffe der Fairness ... 675

21.2 ... TCP-Reno-Verlustrate und cwnd ... 677

21.3 ... TCP-Freundlichkeit ... 680

21.4 ... Noch einmal AIMD ... 684

21.5 ... Aktives Warteschlangenmanagement ... 686

21.6 ... Das TCP-Problem der hohen Bandbreiten ... 694

21.7 ... Das Problem der verlustbehafteten Verbindungen ... 696

21.8 ... Das Problem der Satelliten-TCP-Verbindungen ... 697

21.9 ... Epilog ... 697

21.10 ... Übungen ... 698

22. Queuing und Scheduling ... 705

22.1 ... Queuing und Echtzeitdatenverkehr ... 706

22.2 ... Traffic-Management ... 707

22.3 ... Priority Queuing ... 708

22.4 ... Warteschlangenverfahren ... 708

22.5 ... Fair Queuing ... 710

22.6 ... Anwendungen von Fair Queuing ... 730

22.7 ... Hierarchisches Queuing ... 733

22.8 ... Hierarchical Weighted Fair Queuing ... 737

22.9 ... Epilog ... 744

22.10 ... Übungen ... 745

23. Token-Bucket ... 749

23.1 ... Token-Bucket -- Definition ... 750

23.2 ... Token-Bucket -- Beispiele ... 753

23.3 ... Mehrere Token-Buckets ... 754

23.4 ... GCRA ... 755

23.5 ... Gewährleistung der VoIP-Bandbreite ... 757

23.6 ... Verzögerung begrenzen ... 758

23.7 ... Token-Bucket durch einen Router ... 760

23.8 ... Token-Bucket durch mehrere Router ... 761

23.9 ... Verzögerungsbedingungen ... 762

23.10 ... CBQ ... 765

23.11 ... Linux HTB ... 765

23.12 ... Parekh-Gallager Theorem ... 767

23.13 ... Epilog ... 768

23.14 ... Übungen ... 768

24. Quality of Service ... 773

24.1 ... Netzneutralität ... 775

24.2 ... Wo die wilden Warteschlangen wohnen ... 775

24.3 ... Echtzeit-Datenverkehr ... 776

24.4 ... Integrated Services/RSVP ... 780

24.5 ... Globales IP-Multicast ... 781

24.6 ... RSVP ... 788

24.7 ... Differentiated Services ... 794

24.8 ... RED with In and Out ... 801

24.9 ... NSIS ... 801

24.10 ... Comcast-System zu Überlaststeuerung ... 802

24.11 ... Real-time Transport Protocol (RTP) ... 804

24.12 ... Multi-Protocol Label Switching (MPLS) ... 810

24.13 ... Epilog ... 814

24.14 ... Übungen ... 814

25. Netzwerkverwaltung und SNMP ... 817

25.1 ... Netzwerkarchitektur ... 820

25.2 ... SNMP-Grundlagen ... 820

25.3 ... Namen und OIDs unter SNMP ... 823

25.4 ... MIBs ... 825

25.5 ... SNMPv1-Datentypen ... 827

25.6 ... ASN.1-Syntax und SNMP ... 828

25.7 ... SNMP-Tabellen ... 829

25.8 ... SNMP-Operationen ... 835

25.9 ... MIB-Browsing ... 841

25.10 ... MIB-2 ... 842

25.11 ... SNMPv1-Communitys und -Sicherheit ... 853

25.12 ... SNMP und die ASN.1-Kodierung ... 855

25.13 ... Übungen ... 859

26. Die SNMP-Versionen 2 und 3 ... 863

26.1 ... SNMPv2 ... 863

26.2 ... Erstellung von Tabellenzeilen ... 879

26.3 ... SNMPv3 ... 890

26.4 ... Übungen ... 905

27. Sicherheit ... 907

27.1 ... Einbruch mit Ausführung von Code ... 909

27.2 ... Stapelüberlauf ... 911

27.3 ... Heap-Überlauf ... 923

27.4 ... Network Intrusion Detection ... 930

27.5 ... Ziele der Kryptografie ... 932

27.6 ... Sichere Hashes ... 934

27.7 ... Verschlüsselung mit gemeinsamem Schlüssel ... 940

27.8 ... Diffie-Hellman-Merkle-Schlüsselaustausch ... 954

27.9 ... Übungen ... 959

28. Verschlüsselung mit öffentlichem Schlüssel ... 963

28.1 ... RSA ... 963

28.2 ... Vorwärts gerichtete Geheimhaltung ... 967

28.3 ... Vertrauen und der Mann in der Mitte ... 969

28.4 ... Ende-zu-Ende-Verschlüsselung ... 970

28.5 ... SSH und TLS ... 971

28.6 ... IPsec ... 998

28.7 ... DNSSEC ... 1002

28.8 ... Beispiele mit RSA-Schlüssel ... 1016

28.9 ... Übungen ... 1020

Bibliografie ... 1023

Index ... 1033