TU Wien:Entwurf, Errichtung und Management von Datennetzen VO (Siegl)/Mitschrift WS09

Prüfungsfragen am 04.11.2009

• Policy Hierarchie (Lieblingsfolie)
• Network-Management (Lieblingsfolie)
• Uptime-Messung: was tun bei Messfehlern (unbekannt ob up oder down)
• Wieviele Zustände hat eine Ampel? (7 sichtbare Zustände plus einen Wartungs-Zustand)

Vorlesung am 04.11.2009

• Network Management Activity Loop (Lieblingsfolie)
• Representation & Operation Status verursacht die meiste Arbeit zur Darstellung
• Wieviel ° Celsius darf es im Serverraum haben?
  • Feuchte Luft kann mehr Wärmeenergie aufnehmen als kalte Luft, Klimaanlage muus für feuchte Luft stärker arbeiten
  • Zu trockene Luft kann aber die Wärme von der CPU nicht mehr gut abführen
  • 17-25°C ist wünschenswert im Serverraum
  • Mehr als die Hälfte der Energie geht für Kühlung drauf
• Policy
  • Wieviele fehlerhafte Logins lassen Sie zu?

Prüfungsfragen 11.11.2009

• Klassifizierung von Fehlern mit Farben und deren Kombination
• Temperatur im Serverraum
• Wie wird auf Problemmeldungen reagiert? (Mail-Server down) Was ist wirklich das Problem?
• Vergleich Mitkopplung - Gegenkopplung

Vorlesung am 11.11.2009

• Wieviel kostet eine Mitarbeiterin? ca. das 2-4fache des ausgezahlten Netto-Lohns
• Incident und Problem Management
  • ersteres ist wirkungsorientiert (schnelle Lösung)
  • letzteres ist Ursachenforschung und Behebung (dauerhafte Lösung)
• Rmon (Remote Monitor): Statistiken und Netzlastauswertung
  • heute bei geswitchen Netzen nicht mehr üblich
• Folie: Network management activity loop
• ein Ziel des Managements: Herausfinden wo der Fehler nicht liegt, dann wird der konkrete Suchraum kleiner
• Mitkopplung: Verstärkung eines Effektes (falsche Entscheidung z.b. einen Heizlüfter einschalten wenn es zu warm wird, dann wird es noch wärmer)
• Gegenkopplung: Reduktion eines Effektes
• Oszillation: Hin- und Herschwingen zwischen Zuständen
  • Vermeidung: "Merken" der vergangenen Zustände
• Management Ressourcen: Produzieren selbst nicht, sind aber nötig (Sekretariat, Verwaltung, Help-Desk, Arbeitshilfsmittel, Werkzeug, Finanzmittel, etc.), kosten etwas
• Wann wird ein Budget erstellt? => vor einem Geschäftsjahr
  • Budgetverhandlungen: neues Geld muss mit Statistiken der Vergangenheit begründet werden
  • ist auch eine politische Entscheidung
  • 14-18 Monate muss abgeschätzt werden, wieviel Geld dann gebraucht wird
• ein Switch hält ca. 4 Jahre
  • Grund: Abnutzung der mechanisch rotierenden Teile (Lüfter)
  • Staub vermischt sich mit der Schmierung des Lagers, Alterung der Schmiermasse
  • Staub bewegt sich hauptsächlich 25cm über dem Boden, Lüftung sollte darüber sein
  • Reserve-Geräte auf Lager können sofort eingesetzt werden
• ein Switch sollte remote Management-fähig sein

Prüfungsfragen 2009-11-18

• Wie lange dauert gleichzeitig?
  • Antwort: 2x die Ausbreitungsdauer zwischen 2 Teilnehmern

Vorlesung 2009-11-18

• Was braucht man für die Versorgung eines Arbeitsplatzes?
  • Strom, WLAN
• OSI Modell
  • 7 Schichten
  • Datennetze: Layer 1-4 sind interessant
• Broadcast: Nachricht für alle (Beispiel: Feuerwehr Sirene)
• Shared Media: Adressierung für Unicast ist notwendig
• Multicast: Nachricht für mehrere
• Ein Broadcast erzeugt einen Interrupt, der bearbeitet werden muss vom Rechner
• Layer 2: MAC-Adressen
  • Hexadezimale Notation, 48 Bit
  • werden fix vom Hersteller vergeben, können aber überschrieben werden
• Shared Medium: es muss Pausen geben, damit andere Teilnehmer senden können
  • 1500 Byte MTU (maximum transfer unit) bei Ethernet 10/100
• Ethernet: CSMA/CD
• Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetsichen Welle im Kabel: 2/3 der Lichtgeschwindigkeit
• Kollision: 2 Teilnehmer senden gleichzeitig
  • nach 8 Kollisionen hintereinander wird ein Fehler in die höheren Schichten gemeldet
  • Timeouts müssen in den höheren Schichten immer größer werden

Vorlesung 2009-11-25

• OSI Modell Fortsetzung
• Inter packet Gap zwischen 2 Paketen
• Multiple Access: bei vielen Stationen sollte die Leitung nur zu 30% ausgelastet sein, weil sonst mehr Kollisionen auftreten.
• Diagramm Bedarf/Ist-Übertragung, irgendwann bricht das Netz zusammen wegen zu vieler Kollisionen
• Switch (Layer 2)
  • trennen physikalische Netze bzw. Shared Media
  • lernen automatisch an welchem Port welche Adressen angeschlossen sind
  • neue Zieladressen werden an die anderen Ports gebroadcastet
  • die gespeicherte MAC-Tabelle wird im Sekundenbereich gecached
  • Switches dürfen nicht zirkulär geschalten werden, sonst kommt es zu einem Broadcaststorm
  • Abhilfe: Spanning-Tree-Protokoll Switches, wissen über die Topologie bescheid und deaktivieren zirkuläre Leitungen, dadurch entsteht ein strikter Baum
  • bei der Rekonfiguration entsteht allerdings eine sekundenlange Pause (20-30 Sekunden), rapid spanning tree schafft es in 3 Sekunden
  • Eine Root-Bridge(Switch) sollte zentral in der Mitte des Netzes stehen (konfigurierbar)
  • heute wird pro Switch-Port nur mehr ein Endsystem angehängt (kein Shared Media mehr)
  • Full Duplex: gelichzeitig Senden und Empfangen über getrennte Adernpaare
  • Switch ist für Endsysteme transparent und nicht sichtbar
  • viele gefälschte MAC-Adressen können die Tabelle vom Switch überlaufen lassen und dieser wird zum Hub und muss die Pakete überall ausgeben
• Layer 3
  • Network Layer, Internet Protokoll (IP), IPv4 wird eingesetzt, IPv6 noch nicht viel
  • IP-Adresse unabhängig von Laver 2
  • Mehrfachadressierung soll vermieden werden, sonst Probleme
  • Router haben verschiedene Netze angeschlossen und kommunizieren über Routing-Protokolle untereinander
  • Router wissen über die Netz-Topologie bescheid
• IP-Adresse: 32 Bit, 4 Dezimalzahlen durch Punkte getrennt
  • bestehen aus Netz- und Hostteil
  • Klasse A, B, C Adressen
  • TU Wien: 128.130 und 128.131 als Netzadresse (2x Klasse B)
  • Subnetzmasken rechnen ...
  • 128.131.15.150, Subnetzmask 255.255.255.240
  • Hosts von 128.131.15.145 bis .159 (alles binär 0 und alles binär 1 darf nicht genutzt werden)
• DNS: Auflösung von Internet-Namen zu IP-Adressen
  • Nameserver-Adressen sollten sich möglichst nicht ändern
• ARP Address Resolution Protokoll: Broadcast um zu einer IP-Adresse die MAC-Adresse zu finden
  • ARP-Spoofing: Angreiferin versucht den Router lahm zu legen und dann selbst Router zu spielen um alle Pakete abzufangen, danach Man-in-the-Middle Situation

Vorlesung 2009-12-02

• Wiederholung TCP/IP/Ethernet
• UDP: connectionless, Reihenfolge der Pakete muss nicht stimmen
  • wenn ein Zielport nicht geöffnet ist, wird das Paket ohne Fehlerantwort verworfen
  • Paketverarbeitung muss unter Umständen einen Prozess (Thread) aufspannen, was teuer ist
  • daraus kann sich ein Performance-Problem für Switches ergeben
• intensive SNMP Management Abfragen können die Performance verschlechtern
• TCP: verbindungsorientiert, gesichert
• UDP ist effizienter in einem gewissen Nutzungskontext
  • Beispiel: Gerät kurz vor dem Kollaps schickt ein UDP-Paket als Status-Nachricht (TCP Verbindungsaufbau würde zu lange dauern)
• SNMP entstand als dringender Bedarf fürs Netzwerkmanagement Anfang der 90er Jahre
  • sehr einfaches Protokoll, schnell implementierbar
  • Managed node (Agent): Gerät z.B. Drucker
  • Management Information (MIB): Ressourcen-Informationen eines Gerätes in tabellarischer Form
  • Management Station (NMS): Greift auf die Agents zu und fragt ab
  • Management Protocol (SNMP): Übertrafgungsprotokoll
  • es kann auch mehrere Manager geben
  • Agents kommunizieren nicht untereinander, Manager kommunizieren nicht untereinander
  • Manager können Agents nicht nur abfragen, sondern auch Werte setzen
  • Manager sollten sich nicht in die Quere kommen
  • mehrere Manager können für Redundanz sinnvoll sein
• dual-role-entity: Kombination von Agent und Manager in einer Einheit
  • damit können Hierarchien erstellt werden (baumartig)
  • gut für sehr viele Agents
  • anderer Name: Mid-level-Manager
  • Kommunikation, Management dieser Sub-Manager ist wichtig
• Proxy Agent: vermittelt/übersetzt zwischen Agent und Manager
  • mehr oder weniger verlustbehaftet (Zeit, Information)
• SNMP Structure Folie

Vorlesung 2009-12-09

• SNMP Fortsetzung
• Instrumentation (Instrumentarien): ist implementierungsabhängig auf den Agents
  • manche Agents liefern Antworten erst nachdem sie die Ressource befragt haben
    • Nachteil: lange Antwortzeit (bis die Ressource abgefragt wurde)
  • andere Agents fragen Ressourcen periodisch ab und retournieren Antworten sofort
    • Nachteil: permanente CPU-Belastung
    • Nachteil: Messwert kann veraltet sein
• SNMP Timeout liegt zwischen 2 und 6 Sekunden
• Problem: ein Thread, der auf eine Antwort wartet, belegt Ressourcen, viele Threads belasten das System
• Inband/Outband Folie
  • Inband benutzt das Netz selbst zum Management
  • Outband nutzt extra Kanäle zum Management
• Switches/Router/Geräte können per Ethernet oder seriellem Interface administriert werden
• Outband erzeugt unter Umständen hohe Kosten bei der Extra-Verkabelung
• Kombination über einen Terminal Server mit serieller Schnittstelle zum Gerät kann sinnvoll sein
• Geräte reagieren unter Hochlast eher auf der seriellen Schnittstelle als übers LAN
• SLIP serial line IP ist das Protokoll über RS232
• MIB: hierarchische Struktur (Strenger Baum mit Wurzel)
  • jeder Knoten wird durch eine Zahl dargestelllt
  • es gibt keine Objekte, sondern nur Werte (bzw. Tabellen)
  • Object identifier Folien
• Exkurs USV und Stromverbrauch
• Protocol Data Units Folie
• synchron vs. asynchrone Kommunikation (Polling vs. Trap)
• Manager ist sowohl Client als auch Server
• Prüfungsfrage: PDU Arten von SNMP aufzählen. (5 Stück, z.B. get request)
• Nicht alle Werte können gesetzt werden
• Write only gibt es auch, wo Werte gesetzt aber nicht gelesen werden können
• MIB Struktur ändert sich nie, wird nur erweitert. Einträge können nur obsolet, aber nicht geändert werden
• get next request fragt zeilenweise eine Tabelle ab
• existiert die Zeile, dann kann mit weiteren get requests die anderen Felder der Zeile geholt werden

Prüfungsfragen 2009-12-16

• inband vs. outband
• Aufbau der MIB (Hierarchie)

Vorlesung 2009-12-16

• MIB Information kann auch als ID für Geräte verwendet werden
• Grundregel: ein Platz in der MIB wird nur einmal vergeben
• MIB II RFC 1213
• Systems Group beinhaltet die Details zu einem Gerät (Beschreibung, ID, Name, Kontakt etc.)
• Sys uptime sagt wie lange der SNMP-Agent Prozess schon läuft (nich notwendigerweise das Gerät selbst)
• Sys uptime kann auch überlaufen, dann ist der wert plötzlich wieder sehr niedrig ohne tatsächlichen Reboot
• sys location: ort
• sys name: soll möglichst eindeutig sein, oft wird gebäude nummer, raum nummer etc. herangezogen
• Namensgebung ist schwierig
• sys services: Zahl, 2^i, wobei i der osi layer ist. Router (Layer 3): i=8
  • dadurch ist ersichtlich welcher Typ das Gerät ist (bestimmt auch die möglichen SNMP-Requests)
• object id: abstrakter Namensraum, zur Identifizierung
• Interface group (müssen wir nicht auswendig können, siehe Folien)
• wenn ifAdminStatus down, dann kann ifOperStatus nicht up sein

Vorlesung am 13.01.2010

• Gastvortrag über Verkabelung
• Wieviele Twisted-Pair-Anschlüsse braucht eine Person im Büro?
• Kabeldurchmesser ca. 8mm
• wenn viele Kabel zusammenkommen, ergibt sich ein Gesamtdurchmesser von ca. einem A4 Blatt
• ergibt enorme Kabelstränge, Traggewicht etc.
• ca. alle 10-15 Jahre muss eine Verkabelung ausgetauscht werden (veraltet)
• heutiger Stand der Technik ist 10 GBit/s über Kupferkabel
• max. Kabellänge 90m
• dadurch ergibt sich ein Umkreis von 45m (weil die restlichen 45m für auf und ab gerechnet werden)
• 250km Kabel sind in der Gußhausstraße (in den TU-Gebäuden) verlegt
• kostete 1,5 Mio. Euro
• Fehler bei der Verlegung erzeugen enorme Zusatzkosten (Deinstallation, neues Kabel etc.)

• Dämpfung (je weniger desto besser)
  • abhängig von Kabellänge, Übertragungsfrequenz, Durchmesser
  • außerdem Transmission, Absorption und Reflexion
• Nahnebensprechen (NEXT)

Vorlesung am 20.01.2010

• Brandgefahr, Kabelbrand, explodierende Kondensatoren mit Mikroüberschlägen
• ein Schreibtisch produziert beim Abfackeln 2 Megawatt
• ca. alle 10-15 Jahre passiert in einem Gebäude eine Sanierung
  • bei der Netzwerkplanung berücksichtigen!
• RJ45 Stecker hält sich schon sehr lange (leider)
  • bis zu 550 MHz sind möglich
• Dauer der Steckermontage von Fachpersonal typischerweise 5-7 Minuten
  • Wenn der Lohnkostenanteil des Kostenvoranschlages zu niedrig ist, ergeben sich rechnerisch Montagezeiten darunter
• Wenn eine Verkabelungsfirma während dem Auftrag pleite geht, verzögert sich die Fertigstellung des ganzen Gebäudes
  • Firmenwahl bei der Auftragveragbe ist wichtig
• Kabel können ihre wichtigen elektrischen Eigenschaften verlieren, wenn sie mechanisch stark belastet werden (z.B. draufsteigen, draufstellen)
• Stecker und Dosen von unterschiedlichen Firmen können negative Eigenschaften bewirken
• gute Netzwerkmessgeräte kosten um die 7000 Euro
• bei 550 MHz entscheidet schon ein zugentlastetes Kabel um ein besseres Messergebnis zu bekommen
• Ausgleichsströme über die Schirme von Datenkabeln können zwischen Gebäuden auftreten
• Kategorie, Klassen A-F, Channel bei Kabeln

Vorlesung am 27.01.2010

• Normen EN 50173
• Standortverteiler, Gebäude-, Etagen-, Kabelverteiler
• Prüfungsfrage: könnten sie mir die Verteilungstopologie skizzieren?
• Galsfaser: kein Power over Ethernet, wird selten eingesetzt zu den Endgeräten
• 100m Gesamtlänge, 2x5m Patchkabel + 90m durch die Mauer
• 45m Radius vom Etagenverteiler (wegen rauf/runter)
• EV => GV: Glasfaser (damit keine Potentialausgleichsströme fließen) - Sekundärverteiler
• Erdungskonzept ist nicht trivial
• SV -> GV: Primärverteiler
• Tertiärverteiler zum Arbeitsplatz (Kupferkabel)
• LWL Theorie
  • Gradientenindex Fasern (50µm Core, 125µm Mantel), 200-500m
  • Single Mode Fasern (10µm Core, 125µm Mantel), Stufenindex, 2-100km
• Kabelredundanzen: Querverbindungen zu anderen GVs von den EVs (Bricht mit der Baum-Topologie)
• verschiedene EVs können auch im selben Serverkammerl sein
• Achtung bei GV und EV in einem Gerät wird der GV unnötig belastet
• KV: muss irgendwo auf den 90m sein, ist passiv (aktive Switche als KV bedeuten Wildwuchs)