Frequente Prüfungsfragen in Telematik

Frequente Prüfungsfragen in Telematik
Bezeichnung: Frequent: A, Mittelmässig: B, Selten: C (ungefähr)
1. TCP:
1. Welche Transportprotokolle haben wir betrachtet? (A)
Allgemein
• Lokalisiert über unzuverlässigem Dienst von IP (Internet Protocol)
• Logische Sicht
• Verwaltung von Ports
• Fähigkeit zum Multiplexing
TCP (Transmission Control Protocol)
• Bietet zuverlässigen (mit Nummerierung und positive Quittungen),
verbindungsorientierten Transportdienst (Verbindungsauf- und abbau, 3- und 4- Wege
Hanshaking)
• Verkehrsregelung (flow control)
• Staukontrolle (congestion control)
• Streaming Dienste: reihenfolgentraue Übertragung von Bit- (Byte-)Streams
• Übertragung mit Puffers
• Duplexe Verbindungen: zwei unabhängige Streams
• Senden von Steuerungsinformationen eingebettet in die Streams (piggybacking)
• Anwendungen:
o Email: SMTP, POP3
o Remote connection: Telnet
o Web: HTTP
o File-Übertragung: FTP
UDP (User Datagram Protocol)
• Bietet unzuverlässigen, verbindungslosen Transportdienst (keine Connection-aufbau,
Handshaking)
• Keine Garantie für
o Reihenfolge der Pakete
o Integrität der Daten
o Detektion Datenverlust
• Garantie für zuverlässige Übertrag muss im Applikationsschicht gelöst werden
• Bietet multiplexing und optional Datenintergitätskontrolle
• Anwendungen:
o Broadcast, multicast (TCP ist nicht fähig)
o Medien: Streraming, Real-time Gaming, VoIP, IPTV
o Schnelle und kurze abfragen: DNS, DHCP, RIP
2. Was ist der Unterschied zwischen TCP und UDP? (B)

• TCP ist verbindungorientiert, UDP ist verbindungslos
• TCP ist zuverlässigm UDP ist best-effort
(Siehe Einzelheiten bei 1.)
3. Was bedeutet, dass TCP zuverlässig ist? (B)
TCP bietet einen reihenfolgerichtigen, fehlerfreien Transportdienst, dessen Preis ist
Verzögerung im Dienst.
(Siehe Einzelheiten bei 1.)
4. TCP Verbindungsaufbau. Warum 3-Wege Handshake? (A)
3-Wege Handshake sicher, dass die Verbindung nicht nur einseitig geöffnet wird. Auf der
Klientenseite wird die Verbindung nur nach dem Empfang von SYN & ACK und dem
Versand von ACK geöffnet. Auf diese Weise kann der Server sicherstellen, dass die
Verbindung auf Klientenseite geöffnet wurde. Auf Serverseite wird die Verbindung nur nach
dem Empfang der ACK geöffnet. (Wenn das verlorengeht, wird es spätestens nach dem
Empfang des ersten Segments geöffnet. (?))
5. Was ist wenn man nur in eine Richtung senden möchte? (C)
„Half-Closed” TCP Verbindung. Verbindung aufbauen in beide Richtungen, dann die Seite
schließt, die nicht mehr senden möchte, aber kann noch empfangen.

6. Conservation of Packets. Slow Start, Congestion Avoidance. (B)
Grundlegende Beobachtung:Verbindung muss in einen stabilen Zustand gebracht werden. Das
Gesamtsystem sollte im Gleichgewicht arbeiten.
„Conservation of Packets“ kann aus folgenden Gründen scheitern:
1. Verbindung kommt nicht in das Gleichgewicht, Lösung: Slow-Start: am Anfang
exponenziell wachsende Staukontrollfenster (Congestion Window), ++CWnd nach
jedem empfangenen ACK
2. Sender sendet neue Dateneinheit zu früh, Lösung: gute Zeitgeber, anhand RTT
Schätzungen
3. Ressourcenbeschränkungen verhindern Gleichgewicht, Lösung Congestion Avoidance.
Nach dem Slow-Start-Phase linear wachsendes Staukontrollfenster, CWnd += 1 /
CWnd nach jedem empfangenen ACK
7. Timer Formeln, self Clocking. (B)

Self-Clocking:
Beobachtung: Zwischenankunftszeit des langsamsten Übertragungsabschnitts bestimmt
Sendeintervall des Senders für die weiteren Dateneinheiten.
8. Staukontrolle. Tahoe, Reno. (B)
Staukontrolle: Methoden, die versuchen die temporäre Überbeanspructheit von Linken und
Knotenpunkten zu beheben.
- Aktives Warteschlangemanagement, Random Early Detection, explizite Staukontrolle
Tahoe:
• Der gerade beschriebene Algorithmus (Self-Clocking, Slow-Start, Timers, Congestion
Avoidance)
• Problem:
o Sender muss bei Datenverlust evtl. lang auf den Ablauf des Zeitgebers warten
o Nicht jeder Datenverlust geht auf eine Stausituation zurück (z.B. aktives
Warteschlangen)

Reno:
• Umfasst Fast-Retransmit
o Empfänger sendet sofortige Quittung, wenn er eine Dateneinheit außerhalb der
Reihenfolge erhält
o Sender startet Sendewiederholung, falls 4 gleiche Quittungen (sog. Duplikate)
empfangen wurden
• Umfasst Fast-Recovery
o Slow-Start-Phase wird nach Fast-Retransmit nicht verwendet
• Ist in vielen Betriebssystemen implementiert, z.B. in den Linux-Distributionen
Ubuntu, Debian und openSUSE sowie in den Windows-Versionen 98 und 2000
• Variante: NewReno
9. TCP Bewertung: periodisches Modell. (A)
Daraus folgt:
W 1 W 1
⋅ ( + W ) =
2 2 2 p

2. Zugriffsverfahren:
1. Welche Zuteilungsverfahen gibt es, Beispiele? (fest, variabel, zufällig) (A)
• Feste Zuteilungsstrategien
o Systeme können zu festen Zeiten senden (synchrones Zeitmultiplexen)
o Den Systemen (bzw. Anwendungen) werden feste Zeitintervalle, sog.
Zeitschlitze, zugeordnet, in denen sie senden dürfen
o Geringer Overhead durch Kontrollinformation
o Anwendung: ISDN
• Variable Zuteilungsstrategien
o Systeme können zu beliebigen Zeiten senden (asynchrones Zeitmultiplexen mit
kontrolliertem Zugriff)
o Nutzer muss sich bei jedem Senden identifizieren
o Relativ hoher Overhead durch Kontrolldaten (z.B. Zieladresse)
o Varianten:
zentrale
• Zyklische Sendeaufforderung von Master, Slaves dürfen nur
nach einer Sendeaufforederung Senden
• Anwendung: (HDLC bzw. Bluetooth)
dezentrale Kontrolle
• Sendeberechtigung durch Besitz von Token
• Organisierung nach physikalischem oder logischem
Ringschema.
• Zufallsstrategien
o Systeme können zu beliebigen Zeiten senden (asynchrones Zeitmultiplexen mit
konkurrierendem Zugriff)
o Keine Medienüberwachung
Kollisionen bei gleichzeitigem Zugriff
Weitere Kollosionen sollten vermieden werden durch zufällige
Wartezeiten
o Variante:
Aloha: Funktioniert nur, wenn Sendewünsche zufällig verteilt sind und
die Wahrscheinlichkeit überlappender Sendewünsche gering ist
Slotted Aloha: Senden nur zu Beginn eines Zeitschlitzes möglich
CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
• CA (Collosion Avoidance)
• CD (Collosion Detection): nach Kollosion exponential zufällig
Backoff
o Anwendung: Ethernet: CSMA/CD
2. Aloha, slotted Aloha (C)

Beide: Zufällige, konkurierende, assynchrone Zugriffstrategien, wo die Multiplexing in der
Zeit stattfindet.
Aloha:
• Keine Medienüberwachung, System sendet sobald Sendewunsch anliegt
• Aloha: Funktioniert nur, wenn Sendewünsche zufällig verteilt sind und die
Wahrscheinlichkeit überlappender Sendewünsche gering ist
• Anwendung: Zugriff auf gemensamen Satellitenkanal
Slotted aloha:
• Zeit wird in Zeitschlitze fester Länge unterteilt: Senden nur zu Beginn eines
Zeitschlitzes möglich
• Keine Medienüberwachung:
o System sendet zu Beginn des nächsten Zeitschlitzes nachdem der
Sendewunsch anliegt
o Im Fall einer Kollision wird bis zur erfolgreichen Übertragung in jedem
folgenden Zeitschlitz mit Wahrscheinlichkeit p ein weiterer Sendeversuch
gestartet
• Die Wahrscheinlichkeit eines Fehlversuchs sinkt im Vergleich zu Aloha
3. CSMA/CD Funktionsweise, backoff, jam, fairness... (A)
• Carrier Sense Multiple Access / Collosion Detection
• Ablauf:
o System prüft, ob das Medium frei ist
o Falls Medium frei ist, kann prinzipiell gesendet werden
o Beginnen mehrere Systeme zu senden, so können Kollisionen auftreten – sie
werden erkannt
o Im Kollosionfalle wird ein JAM-Signal gesendet

o Das wiederholte Senden regelt ein Backoff-Algorithmus
max( n, M )
Es wird p 2 ,0 p 1
wobei n ist die Kollosioncounter, M ist eine Konstante.
4. Warum gibt es überhaupt Kollisionen? (B)
⋅ ≤ ≤ Zeiteinheiten lang gewartet,
• Es gibt Kollosionen nur in den Zugriffstrategien, wo es konkurierende Sender sind, in
wettbewerbsfreien Strategien (Bitmap-Verfahren, Binäres Countdown) gibt es keine
Kollosionen.
• Es führt zu Kollosionen wenn das Sendeerlaubnis anhand lokaler Informationen
entschieden wird (z.B. Aloha, CSMA/CD) oder wenn die globale Regelung des
Sendens die Kollosionen nicht hauptsächlich ausschließt (z.B. Probing).
5. Ethernet / CSMA/CD Frame aufzeichnen. (B)

6. Warum gibt es eine Mindestlänge? (B)
Bei CSMA/CD müssen die Kollosionen noch in der Sendezeit entdeckt werden. In
schlimmsten Fall (zwei System an den Enden des Buses) müssen auch alle Systeme die
Kollosion erfahren:
2L
2L
T = , deshalb die Mindestlänge: l = v , wobei L die Maximale Länge in der Topologie,
C
C
C die Signallaufzeit, v die Datenübertragungsrate ist.
8
z.B. bei 10Mbit Ethernet: L = 500 m, C = 2⋅ 10 m / s, v = 10 Mbit / s , so l = 62.5 ≈ 64byte
.
7. Ethernet-Varianten, Unterschiede. (A)
Hauptsachliche Unterschied: Geschwindigkeit.
• Ethernet
• Fast Ethernet
o Flexibles Verkabelungskonzept (Hierarchie von Hubs)
o „Autonegotiation“: Protokoll zur automatischen Festlegung der Datenrate
o Multiport-Bridges („Switches“):
Jeder Port des „Switches“ ist vergleichbar mit einem eigenen
Netzsegment
Vollduplex-Betrieb möglich (kein CSMA/CD mehr erforderlich)
Senderate kann durch PAUSE-Dateneinheiten gedrosselt werden
• Gigabit Ethernet
o Basierend auf Multimode-Glasfaser und kurzen Wellenlängen (830 nm)
o Kodierung
8B/10B-Codierung
Übertragung mit NRZ
Schrittgeschwindigkeit von 1,25 Gbaud
• 10-Gigabit Ethernet
o Vollduplex-Betrieb
• Neulich: 40- und 100-Gigabit Ethernet
Stern Topologie ab 10BaseT.
8. Ethernet-Auslastung: Annahmen, Herleitung. (B)
Herleitung einer oberen Grenze für die Auslastung, das heißt: erzielte Datenrate / verfügbare
Datenrate. Unterschied wegen Ausbreitungsverzögerung.
Annahmen:
• Störungs- und fehlerfreier Ablauf
• Kein Overhead, keine Verarbeitungszeiten, …
X Länge einer Dateneinheit
r Verfügbare Datenrate

Erzielte Datenrate
ta Ausbretungsverzögerung
ts Sendezeit (X/r)
U Auslastung
re
ta
a =
ts
X X X r
re
= = = =
ts + t X
a ts + ts ⋅ a
⋅ (1 + a)
1+
a
r
re
1
U = =
r 1+
a
9. Kodierungen: 4B/5B (C)
• Kleine Bandbreitenerhöhung, effektive Synchronisierbarkeit.
• 4Bit => 5Bit
• Nur diejenige Codes benützen, die vorne höchestens 1, hinten höchstens 2 0-s
enthalten
o Höchstens 3 0-s nacheinander
10. Ethernet Kabelarten, wie viele Adern?(C)
• 10Base5, Thick Ethernet
o Basisbandübertragung, 500 Meter-Segmente
• 10Base2, Thin Wire Ethernet, Cheapernet
o Basisbandübertragung, 185 Meter-Segmente
• 10Base-T, Twisted Pair
o Basisbandübertragung
o Zwei Adernpaare, eines je Richtung
• 100Base-T4
o 4 Adernpaare (1 Senden, 1 Empfangen, 2 Bidirektionell)
• 100Base-Tx
o 100 Mbit/s
o 2 Adernpaaren
• 100Base-Fx
• 1000Base-SX
• 1000Base-T
1. Grundsätzliches (B):
3. ISDN
• Leitungsvermittelt, dedizierte Verbindung (Internet paketvermittelt)
• Teilnehmer-Installation und ISDN-Netz strikt getrennt

• Dienste integriert und nicht so flexibel wie im Internet. (SMS, Umleitung,
Identifizierung der Anrufer)
2. Referenzmodell (A):
• ET: Schicht 1-3 (De)multiplex, Überwachung (Fehler…), LAP-D
• LT: Umsetzen der Übertragungsverfahren, Fernstromversorgung, Fehlerüberwachung
3. Basisanschluss (B):
• 2 B-Kanäle, je 64 kbit/s. Für Nutzdaten.
o Warum 64 kbit/s?
PCM Audiokodierung: 8 kHz Abtastfrequenz, 8 bit pro Abtastung
Frequenzanteilen über 4 kHz sind nicht so wichtig für Verständlichkeit
von Sprache, Nyquist -> 4*2 = 8 kHz Abtastung
• 1 D-Kanal: 16 kbit/s. Für Signalisierung.
4. D-Kanal Protokolle (C)
(zwischen Teilnehmer-Installation und Netzseite)
• Schicht 1: Bitübertragung
• Schicht 2: LAP-D
o Zuverlässige Kommunikation zwischen Endsystem und Vermittlungsstelle.
o Adressierung: Terminal Endpoint Indentification (TEI)

o Dienstkennzeichnung: Service Access Point Identifier (SAPI)
• Schicht 3: Q.931
Verbindungsauf/abbau zwischen Endsystemen (Belegung eines B-Kanals)
Adressierung, Dienstmerkmale
5. Multiplexing (C):
• Vierdrahtsystem für Richtungstrennung in Tielnehmeranschlussbereich
(Raummultiplex)
• Zeitmultiplex für die Kanäle (S0 Rahmen = B1 + B2 + D)
6. Bitübertragung (S0) (B):
• Inverse AMI Kodierung (logische 1 = 0 bit, logische 0: wechselnd +1, -1 bit)
• Rahmenerkennung (Synchronisierung): Codeverletzungen (0 nicht wechselnd)
• Gleichstromfreiheit: Ausgleichsbits (in jedem Teilrahmen)
7. S0 Rahmen aufzeichnen (C):

Wie viele Teilnehmer können gleichzeitig auf S0 senden? 2 auf B-Kanal, aber D-Kanal kann
auch für Datenübertragung benutzt werden (z.B. für SMS), also gleichzeitig maximal 3.
8. Zugriff auf D-Kanal (A):
• LAP-D Protokoll: falls nichts zu senden ist, sende laute logische 1-en (also 0 Volt).
• Carrier Sense vor dem Senden: n logische 1-en warten, um zu sehen dass das Kanal
nicht benutzt wird.
• Priorität: n=8 (höher) oder n=10 (niedriger) (8 ist nötig, weil LAP-D hat keine 8-lange
1-Folgen im Betrieb)
• Multiple Access, logische 0 überschreibt logische 1.
• Collision Detection: Echo Kanal leitet zurück, was passiert ist. Statt 1 kommt 0: ich
wurde überschrieben -> Abbruch des Sendens (noch mal warten)
• Falls mehrere senden, tritt Kollision immer auf wegen eindeutiger TEI, auch wenn sie
gleichzeitig anfangen zu senden.
9. Uk0 Multiplexierung der Richtungen: Zweidraht-Duplexübertragung. (C)
• Halbduplex Betrieb (Zeitgetrennt, Ping-Pong)
• Echo Kompensation
4. Netzkopplung

1. Brücken (Bridge) (A):
• Source-Routing Brücke: Endsystem fügt Information zur Wegewahl in die zu
sendende Dateneinheit ein (heute wenig)
• Transparente Brücke: Weiterleitungsentscheidung wird von der Brücke eigenständig
getroffen. Das Vorhandensein einer Brücke zum Zielsystem bleibt dem sendenden
Endsystem verborgen. Enthält Filterdatenbasis (welche Endsysteme auf welchem
Interface erreichbar sind, falls unbekannt, broadcast)
2. Topologie (B)
(des Graphen mit Knoten = Brücken, Kanten = LANs) soll schleifenfrei, damit Pakete nicht
endlos im Netz kreisen. Dazu dient Spanning-Tree-Algorithmus: Ein Spannbaum wird
aufgebaut, und nur entlang der Kanten der Spannbaum wird gesendet (nicht optimal weil
manche vorhandene Kanten nicht benutzt werden)
• Kontrollpfad: Brückenprotokoll, -management (zusammenarbeit organisieren in
Schichten ≥3)
• Datenpfad: Dateneinheit-weiterleitung (Schichten ≤ 2)
Brückenprotokoll (senden von Bridge Protocol Data Units (BPDU))
• Wähle Root Brücke: smallest Bridge ID (Prioritätsfeld + Teil der MAC Adresse)
o Init: jede Brücke geht davon aus, dass sie Root-Brücke ist
o Austausch von ID regelmäßig, sobald kleinere empfangen: weiß dass sie nicht
Root ist.
• Pfadkostenbestimmung zur Root Brücke: (Kostenfunktion zB Datenrate). (talán?:
Root sendet die Kosten, andere Brücken addieren darauf und senden weiter.)
Switch (multiport Bridge):
• Auch nur Schicht 2, aber zeitgleiche Übertragung von Dateneinheiten zwischen
verschiedenen Port-Paaren möglich.
• Flusskontrolle innerhalb.
Router:
• Arbeitet auf Schicht 3, mit IP Adressen.
5. Netzwerkmanagement (C)
Heterogene Netze zusammenarbeiten lassen. Vielfalt von Programmiersprachen,
Datenrepräsentationen.
• Abstrakte Syntax:
o Abstract Syntax Notation One (ASN.1): Abstrakte repräsentation (BNFähnlich,
an C orientiert)
• Transfersyntax:
o Basic Encoding Rules (BER): Standardisierte Kodierregeln (z.B. für
verschüsselte, komprimierte Übertragung).

Managed Object (MO): Abstraktion von Resourcen. Wie in OOP Vererbung usw. Die MOs
Zusammengefasst: MIB (Management Information Base)
SMI (Structure of Management Information). Regeln zur Definition von Objekten. (nur
objektbasiert nicht OO)