Kommunikation in Netzen · Wiederholung
30 Fragen zu allem, was wir in den letzten beiden Doppelstunden behandelt haben. Diesmal geht es nicht ums Wiedererkennen, sondern ums Verknüpfen – viele Fragen verlangen, mehrere Konzepte gleichzeitig anzuwenden.
Teil 1 · DS1
Kommunikationsebenen, die vier Bausteine, Duplex-Verfahren, Reichweiten und Topologien.
1. Ein Sender schickt Daten über ein technisch einwandfrei funktionierendes Kabel an einen Empfänger. Beide verwenden dabei unterschiedliche Protokolle. Was passiert?
Ohne gemeinsames Protokoll können Sender und Empfänger die Daten nicht richtig interpretieren, selbst wenn Medium und Übertragung technisch einwandfrei funktionieren.
2. Bei einem Videoanruf sprechen und hören beide Teilnehmer gleichzeitig. Bei einem Walkie-Talkie-Gespräch geht das nicht – erst loslassen, dann kann der andere reden. Was unterscheidet beide technisch?
Vollduplex erlaubt gleichzeitiges Senden und Empfangen in beide Richtungen, Halbduplex nur abwechselnd.
3. Ein Smart-Home-Sensor meldet ohne jedes Zutun eines Menschen automatisch einen Temperaturwert an die Heizungssteuerung, die daraufhin selbstständig reagiert. Welche Aussage dazu ist korrekt?
M2M-Kommunikation läuft automatisiert zwischen technischen Systemen ab, meist im Hintergrund, ohne direktes menschliches Zutun.
4. In einem Schulnetz fällt der zentrale Switch aus – daraufhin verlieren ALLE Rechner den Netzzugriff. Fällt dagegen nur ein einzelner Rechner aus, funktioniert der Rest ungestört weiter. Um welche Topologie handelt es sich?
Typisch für die Stern-Topologie: Der zentrale Knoten ist ein Single Point of Failure, einzelne Endgeräte fallen dagegen unabhängig voneinander aus.
5. Ein Unternehmen vernetzt alle Standorte weltweit über das Internet. Innerhalb jedes einzelnen Gebäudes existiert zusätzlich ein eigenes lokales Netz. Welche zwei Reichweiten-Kategorien sind hier gleichzeitig im Spiel?
Jedes Gebäude für sich ist ein LAN, die weltweite Vernetzung über das Internet ein WAN.
6. Ein Netzwerk soll auch beim gleichzeitigen Ausfall mehrerer Verbindungen zuverlässig funktionieren; ein hoher Verkabelungsaufwand ist dabei kein Ausschlusskriterium. Welche Topologie passt am besten?
Die vermaschte Topologie ist durch viele Ausweichwege sehr robust – bezahlt wird das mit hohem Verkabelungs- und Kostenaufwand.
7. Welche Aussage über das Übertragungsmedium (Kabel, Funk, Glasfaser) ist korrekt?
Jedes Medium hat eigene Grenzen; ohne passendes Protokoll gelingt Kommunikation trotzdem nicht, egal wie gut das Medium ist.
8. Innerhalb eines einzelnen Schulgebäudes sind alle Rechner sternförmig über einen Switch verbunden. Welche Kombination aus Reichweite und Topologie beschreibt das korrekt?
Ein einzelnes Gebäude ist ein lokales Netz (LAN); die Verbindung über einen zentralen Switch ist eine Stern-Topologie.
Richtig oder falsch?
Bei einer Bus-Topologie kann es zu Datenkollisionen kommen, wenn mehrere Geräte gleichzeitig senden.
Fällt bei der Baum-Topologie der Hauptknoten oder ein übergeordneter Ast aus, hat das kaum Auswirkungen auf das restliche Netz.
Maschine-Maschine-Kommunikation setzt zwingend voraus, dass ein Mensch die Anfrage manuell auslöst.
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Ordne die Beschreibung der passenden Topologie zu.
Störungen wirken sich besonders stark aus, wenn sie den Hauptknoten oder einen übergeordneten Ast betreffen – dafür ist das Netz gut skalierbar.
Sehr robust gegen Ausfälle, da es viele Ausweichwege gibt – dafür hoher Verkabelungsaufwand.
Günstig und einfach aufzubauen, aber ein Kabeldefekt legt sofort das gesamte Netz lahm.
0 / 3 beantwortet
Sortieraufgabe: Ordne von der kleinsten zur größten Reichweite.
Teil 2 · DS2
TCP/IP-Modell, MAC- und IP-Adressen, DHCP, NAT und Ports.
9. Ein Frame kommt beim Empfänger an. In welcher Reihenfolge werden die Hüllen beim Entkapseln entfernt?
Die Entkapselung läuft in umgekehrter Reihenfolge zur Einkapselung – von außen nach innen: zuerst Netzzugang, dann Internet, dann Transport.
10. Ein Datenpaket verlässt dein Heimnetz Richtung Internet. Welche Aussage zur Ziel-MAC-Adresse in diesem Frame ist korrekt?
Die MAC-Adresse gilt nur im lokalen Netz. Sie zeigt zum nächsten Gerät – meist dem Router –, nicht zum weit entfernten Zielserver.
11. Dein Laptop bekommt beim Verbinden automatisch eine private IP zugewiesen und surft anschließend über den Router im Internet. Welche zwei Mechanismen sind hier zusammen im Spiel?
DHCP vergibt die private IP-Adresse automatisch, NAT übersetzt sie beim Verlassen des Heimnetzes in die gemeinsame öffentliche Adresse.
12. Ein Onlinespiel-Server auf deinem PC lauscht auf Port 27015 – nicht auf einem Port unter 1024. Warum?
Well-known Ports (0–1023) sind fest standardisierten Diensten wie HTTP oder SMTP vorbehalten. Einzelne Anwendungen wie ein Spiele-Server nutzen stattdessen Registered Ports (1024–49151).
13. Warum bekommt eine Nachricht auf der Transportschicht eine Portnummer, aber noch keine IP-Adresse?
Die Einkapselung folgt der Schichtreihenfolge: Transport ergänzt den Port, die IP-Adresse kommt erst eine Schicht weiter außen auf der Internetschicht hinzu.
14. Warum reicht eine einzige öffentliche IP-Adresse für ein ganzes Heimnetz mit mehreren Geräten?
NAT übersetzt die privaten Adressen der Geräte und ordnet jedem über einen eigenen externen Port zu – so teilen sie sich eine öffentliche IP.
15. Ein Netzwerkdrucker im Büro soll dauerhaft unter derselben Adresse erreichbar sein. Warum ist DHCP hier die schlechtere Wahl?
DHCP-Adressen sind zeitlich befristet (Lease) und können sich ändern – für dauerhaft erreichbare Geräte ist statische Adressierung besser geeignet.
16. Auf welcher Schicht wird beim Empfang zuerst geprüft, ob ein ankommendes Paket überhaupt für dieses Gerät im lokalen Netz bestimmt ist?
Die Entkapselung beginnt außen: Zuerst prüft die Netzzugangsschicht die MAC-Adresse, bevor überhaupt die weiter innen liegenden Hüllen geöffnet werden.
Richtig oder falsch?
Weil MAC-Adressen weltweit eindeutig sind, kann ein Router allein anhand der Ziel-MAC-Adresse ein Paket durchs gesamte Internet zum Zielserver leiten.
Der Zielport verrät, für welchen Dienst die Daten bestimmt sind – nicht, für welches Gerät im Internet.
Dynamic/Private Ports werden bei jeder neuen Verbindung typischerweise automatisch und temporär vergeben.
0 / 3 beantwortet
Ordne den Begriff der Schicht zu, auf der er hauptsächlich eine Rolle spielt.
Port
MAC-Adresse
IP-Adresse
0 / 3 beantwortet
Sortieraufgabe: Ordne die TCP/IP-Schichten – von der Schicht am nächsten am Nutzer bis zur Schicht am nächsten an der Übertragung.