Lernmaterialien für telematik an der Karlsruher Institut für Technologie

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Welche Dateneinheiten werden zur Ermittlung der Root-Brücke beim Spanning-Tree-Protocol verwendet?

Welche Informationen sind in der Dateneinheit enthalten?

Wie wird die Root-Brücke fesgelegt?

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Brücken senden Bridge Protocol Data Units (BPDUs)
Informationen:
- ID der Sender-Brücke
- ID der angenommen Root Brücke
- Pfadkosten von Sender-Brücke zu Root-Brücke
Root-Brücke ist jene Brücke mit der kleinsten ID
Um Root-Brücke zu bestimmen, gehen alle Brücken initial davon aus, dass sie selbst Root-Brücke sind und senden periodisch BPDUs bis stabiler Zustand erreicht wird.

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Warum werden Buffer in Routern und Switches benötigt?

Why are buffers needed in routers and switches?

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Buffer werden benötigt um mit temporären hohen Lasten (große Zahl an Paketen) umgehen zu können.
Pakete die nicht direkt übertragen werden können, werden dann gepuffert.

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Was ist CSMA? (CSMA/CD und CSMA/CA)

Wie werden Kollisionen erkannt? Was sind Einsatzbeispiele?

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CSMA = Carrier Sense Multiple Access
asynchroneMediumzugriffskontrolle
- "Listen before Talk": Checke ob Medium frei ist, bevor gesendet wird
- Zeitmultiplex und variabler, zufäller Zugriff
CSMA/CD = ... Collision Detection
- "Listen befor talk, listen while talk"
- Sender kann Kollision während Abhören entdecken
- Einsatzbeispiel: Ethernet
CSMA/CA = ... Collision Avoidance
- Sender geht von Kollision aus, wenn ACK fehlt (bei mAC / auf Schicht 2, Stop-and-Wait)
- Einsatzbeispiel: WLAN

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Nennen Sie die in der Vorlesung vorgestellten Nachrichten-Typen von BGP und erklären Sie deren Funktion.

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OPEN: Etabliert eine BGP Verbindung um mit einem BGP Router zu peeren. Wichtig: es muss chon eine TCP Verbindung bestehen.
UPDATE: Benachrichtigung über neues Verwerfen eines veralteten Pfades. Darf nur gesendet werden, wenn es einen besser Pfad gibt.
KEEPALIVE: Hält Verbindung aufrecht wenn keine UPDATE Nachrichten gesendet werden.
NOTIFICATION: Error Nachricht und zum Abbau einer BGP Verbindung.

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Was ist der Unterschied zwischen "Congestion Control" und "Congestion Avoidance"?

What is the difference between “congestion control” and “congestion avoidance”?

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Congestion Control sucht nach einer optimalen Senderate ohne Stau zu erzeugen
Congestion Avoidance ist ein Mittel für Congestion Control: falls das Staufenster >= SSThresh ist, wird das Sendefenster nur noch langsamer erhöht

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Wo kommt bei Ethernet Flusskontrolle zum Einsatz?

Wo kommt implizite Flusskontrolle zum Einsatz? Wo explizite Flusskontrolle? Wie werden diese umgesetzt?

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In Switches, können zu Bottleneck werden, Rahmen sind hier zwischenzeitig gepuffert
Implizite Flusskontrolle
- Halbduplex Links
- 2 Beckpressure Methoden möglich:
  - Kollision herbeiführen: durch "CD" wird Kollision erkannt
  - Vortäuschen, dass Medium belegt ist: wird durch "CS" erkannt
Explizite Flusskontrolle
- Vollduplex Links
- Pause Fuktion: Empfänger sendet explitzites PAUSE-Frame
  - implizites Weitersenden: nach ablaufen von PAUSE-Timer
  - Explizites Weitersenden: Wenn PAUSE-Frame mit time=0 erhalten wird.

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Warum braucht das Internet autonome Systeme?

Why does the Internet needs autonomous systems?

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Internet wird in mehrere autonome Systeme (AS) mit eindeutigen Nummern (ASN, 16 bzw 32 Bit) aufgeteilt

Vorteile:

Für Skalierbarkeit von Routingprotokollen
- Protokolle sind schlecht skalierbar
- Overhead steigt mit Größe des Netzes
Betreiberautonomie
- freie Wahl des internen Routingprotokolls
- nach außen hin werden interne Netzwerkstrukturen verborgen

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Vergleichen Sie Routing-Policy und Routing-Metrik. Was sind die Gemeinsamkeiten, was sind die Unterschiede?

Compare routing policy and routing metric. What are the similarities, what are the differences?

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Routing-Metrik (auch Kosten oder Gewicht)
- Metrik die von Router verwendet wird um Entscheidungen zu treffen
- Beispiele: Auslastung, Latenz, Datenrate, Anzahl der Hops
Routing-Policy (Regeln)
- Routing-Entscheidungen werden durch Policies (Regeln) vorgegeben / eingeschränkt
- Policies werden vom Netzwerkbetreiber festgelegt
- z.B. Bevorzuge Routen über ausgewählte Nachbar-Netzwerke

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Auf welche Weise können Hash-Tabellen eine Trie-basierte Adresssuche unterstützen?

In what way can hash tables support a trie-based address lookup?

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Vorteil: Schnellerer Lookup in O(1)
Aber: Longest Prefix Matching funktioniert nicht nur mit Hast-Tabelle
Lösung: Nutze zu Trie-Lookups zusätzliche Hash-Tabelle
- Hash-Tabelle speichert Ergebnisse von Trie-Lookup
- funktioniert gut wenn Adressen gewisse "Lokalität" haben
- nicht gut für Internet Backbone

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Wie können Datenströme per MPLS aggregiert werden?

How can data streams be aggregated by MPLS?

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mit Forwarding Equivalence Class (FEC)
Klasse von Paketen die gleich behandelt werden sollen
ist die Basis für Label-Zuweisungen
z.B. Gleiche Adresse-Prefix und gleiche Type-of-Service Feld oder gleiche IP Adresse und gleiche Port Nummern
damit ist kein Longest Prefix Matching notwendig

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Was ist unter der Erhaltung (Conservation) von Paketen zu verstehen?

What does conservation of packets mean?

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Ziel: TCP-Verbindung ins Gleichgewicht bringen
Es wird kein neues Segment in das Netzwerk eingespeist, bevor ein altes Segment das Netzwerk verlässt
Ein solches System sollte robust gegenüber von Überlastung sein

Methoden(?)

Slow Start
Retransmission Timer
Congestion Avoidance

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Welche Informationen werden in der Routing-Tabelle gespeichert, welche in der Forwarding-Tabelle?

Wie müssen sich die Tabellen im Bezug auf Leistung verhalten?

What information is stored in the routing table, what in the forwarding table?

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Routing-Tabelle
- Zuordnung von Ziel-IP-Präfixen zum nächsten Hop (IP-Adresse)
- von Routing-Protokoll generiert
- Leistung ist nicht kritisch
Forwarding-Tabelle:
- Zuordnung von IP-Präfixen zu ausgehenden Ports (Interface-ID und MAC Adresse)
- wird für Paketweiterleitung verwendet
- verwendet Longes Prefix Matching
- Leistung ist kritisch (Lookup in Line Speed)

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Welche Informationen sind in der Dateneinheit enthalten?

Wie wird die Root-Brücke fesgelegt?

Brücken senden Bridge Protocol Data Units (BPDUs)
Informationen:
- ID der Sender-Brücke
- ID der angenommen Root Brücke
- Pfadkosten von Sender-Brücke zu Root-Brücke
Root-Brücke ist jene Brücke mit der kleinsten ID
Um Root-Brücke zu bestimmen, gehen alle Brücken initial davon aus, dass sie selbst Root-Brücke sind und senden periodisch BPDUs bis stabiler Zustand erreicht wird.

Warum werden Buffer in Routern und Switches benötigt?

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Buffer werden benötigt um mit temporären hohen Lasten (große Zahl an Paketen) umgehen zu können.
Pakete die nicht direkt übertragen werden können, werden dann gepuffert.

Was ist CSMA? (CSMA/CD und CSMA/CA)

Wie werden Kollisionen erkannt? Was sind Einsatzbeispiele?

CSMA = Carrier Sense Multiple Access
asynchroneMediumzugriffskontrolle
- "Listen before Talk": Checke ob Medium frei ist, bevor gesendet wird
- Zeitmultiplex und variabler, zufäller Zugriff
CSMA/CD = ... Collision Detection
- "Listen befor talk, listen while talk"
- Sender kann Kollision während Abhören entdecken
- Einsatzbeispiel: Ethernet
CSMA/CA = ... Collision Avoidance
- Sender geht von Kollision aus, wenn ACK fehlt (bei mAC / auf Schicht 2, Stop-and-Wait)
- Einsatzbeispiel: WLAN

Nennen Sie die in der Vorlesung vorgestellten Nachrichten-Typen von BGP und erklären Sie deren Funktion.

OPEN: Etabliert eine BGP Verbindung um mit einem BGP Router zu peeren. Wichtig: es muss chon eine TCP Verbindung bestehen.
UPDATE: Benachrichtigung über neues Verwerfen eines veralteten Pfades. Darf nur gesendet werden, wenn es einen besser Pfad gibt.
KEEPALIVE: Hält Verbindung aufrecht wenn keine UPDATE Nachrichten gesendet werden.
NOTIFICATION: Error Nachricht und zum Abbau einer BGP Verbindung.

Was ist der Unterschied zwischen "Congestion Control" und "Congestion Avoidance"?

What is the difference between “congestion control” and “congestion avoidance”?

Congestion Control sucht nach einer optimalen Senderate ohne Stau zu erzeugen
Congestion Avoidance ist ein Mittel für Congestion Control: falls das Staufenster >= SSThresh ist, wird das Sendefenster nur noch langsamer erhöht

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Wo kommt bei Ethernet Flusskontrolle zum Einsatz?

Wo kommt implizite Flusskontrolle zum Einsatz? Wo explizite Flusskontrolle? Wie werden diese umgesetzt?

In Switches, können zu Bottleneck werden, Rahmen sind hier zwischenzeitig gepuffert
Implizite Flusskontrolle
- Halbduplex Links
- 2 Beckpressure Methoden möglich:
  - Kollision herbeiführen: durch "CD" wird Kollision erkannt
  - Vortäuschen, dass Medium belegt ist: wird durch "CS" erkannt
Explizite Flusskontrolle
- Vollduplex Links
- Pause Fuktion: Empfänger sendet explitzites PAUSE-Frame
  - implizites Weitersenden: nach ablaufen von PAUSE-Timer
  - Explizites Weitersenden: Wenn PAUSE-Frame mit time=0 erhalten wird.

Warum braucht das Internet autonome Systeme?

Why does the Internet needs autonomous systems?

Internet wird in mehrere autonome Systeme (AS) mit eindeutigen Nummern (ASN, 16 bzw 32 Bit) aufgeteilt

Vorteile:

Für Skalierbarkeit von Routingprotokollen
- Protokolle sind schlecht skalierbar
- Overhead steigt mit Größe des Netzes
Betreiberautonomie
- freie Wahl des internen Routingprotokolls
- nach außen hin werden interne Netzwerkstrukturen verborgen

Vergleichen Sie Routing-Policy und Routing-Metrik. Was sind die Gemeinsamkeiten, was sind die Unterschiede?

Compare routing policy and routing metric. What are the similarities, what are the differences?

Routing-Metrik (auch Kosten oder Gewicht)
- Metrik die von Router verwendet wird um Entscheidungen zu treffen
- Beispiele: Auslastung, Latenz, Datenrate, Anzahl der Hops
Routing-Policy (Regeln)
- Routing-Entscheidungen werden durch Policies (Regeln) vorgegeben / eingeschränkt
- Policies werden vom Netzwerkbetreiber festgelegt
- z.B. Bevorzuge Routen über ausgewählte Nachbar-Netzwerke

Auf welche Weise können Hash-Tabellen eine Trie-basierte Adresssuche unterstützen?

In what way can hash tables support a trie-based address lookup?

Vorteil: Schnellerer Lookup in O(1)
Aber: Longest Prefix Matching funktioniert nicht nur mit Hast-Tabelle
Lösung: Nutze zu Trie-Lookups zusätzliche Hash-Tabelle
- Hash-Tabelle speichert Ergebnisse von Trie-Lookup
- funktioniert gut wenn Adressen gewisse "Lokalität" haben
- nicht gut für Internet Backbone

Wie können Datenströme per MPLS aggregiert werden?

How can data streams be aggregated by MPLS?

mit Forwarding Equivalence Class (FEC)
Klasse von Paketen die gleich behandelt werden sollen
ist die Basis für Label-Zuweisungen
z.B. Gleiche Adresse-Prefix und gleiche Type-of-Service Feld oder gleiche IP Adresse und gleiche Port Nummern
damit ist kein Longest Prefix Matching notwendig

Was ist unter der Erhaltung (Conservation) von Paketen zu verstehen?

What does conservation of packets mean?

Ziel: TCP-Verbindung ins Gleichgewicht bringen
Es wird kein neues Segment in das Netzwerk eingespeist, bevor ein altes Segment das Netzwerk verlässt
Ein solches System sollte robust gegenüber von Überlastung sein

Methoden(?)

Slow Start
Retransmission Timer
Congestion Avoidance

Welche Informationen werden in der Routing-Tabelle gespeichert, welche in der Forwarding-Tabelle?

Wie müssen sich die Tabellen im Bezug auf Leistung verhalten?

What information is stored in the routing table, what in the forwarding table?

Routing-Tabelle
- Zuordnung von Ziel-IP-Präfixen zum nächsten Hop (IP-Adresse)
- von Routing-Protokoll generiert
- Leistung ist nicht kritisch
Forwarding-Tabelle:
- Zuordnung von IP-Präfixen zu ausgehenden Ports (Interface-ID und MAC Adresse)
- wird für Paketweiterleitung verwendet
- verwendet Longes Prefix Matching
- Leistung ist kritisch (Lookup in Line Speed)

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