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Writerside/topics/04/Rechnernetze/02_HW-BausteineUndVerkabelung.md

@@ -76,8 +76,54 @@
 > Wird verwendet, um Kollisionen zu handhaben. Wenn eine Kollision erkannt wird, stoppen die sendenden
 > Geräte, warten eine zufällige Zeitspanne und versuchen dann erneut, ihre Daten zu senden.
 
+> Mehrfachzugang mit Trägerprüfung und Kollisionserkennung
+
 ![image_754.png](image_754.png)
 
+#### Grundprinzipien
+##### Carrier Sense (Trägererkennung)
+- Ethernetgerät prüft, ob Übertragungsmedium frei ist, bevor es sendet
+  - für hinreichend lange Zeit (Round-Trip-Delay) keine Übertragung
+
+##### Multiple Access (Mehrfachzugriff)
+- Mehrere Ethernet-Geräte haben gleichzeitig und konkurrierend Zugriff auf das gleiche Übertragungsmedium
+  - können senden, wenn es frei ist
+
+##### Collision Detection (Kollisionserkennung)
+- Während Übertragung weiterhin Medium abhören, um mögl. Kollision festzustellen
+  - wenn erkannt:
+    - spezielles Kollisionserkennungssignal, um alle Geräte im Netzwerk zu informieren
+- **NUR der Sender kann die Kollision NUR während des Sendevorgangs erkennen!**
+
+##### Jam Signal (Störsignal)
+- wenn Kollision erkannt:
+  - spezielles Störsignal, um alle Geräte im Netzwerk zu informieren
+
+##### Backoff-Algorithmus
+- **Verzögerung vor erneutem Versuch**
+  - alle Geräte warten eine zufällige Zeit vor erneutem Übertragungsversuch
+  - Wartezeit wird in Slot-Times berechnet
+    - typ. Slot-Time: `51,2 Mikrosekunden`
+- **Exponentieller Backoff**
+  - Wartezeit wird nach jeder Kollision erhöht, um Wahrscheinlichkeit weiterer Kollisionen zu verringern
+
+#### Ergänzung: Eine sendewillige Ethernetstation…
+![image_791.png](image_791.png)
+- hört Kanal vor Übertragung auf Senderaktivität ab 
+- beginnt frühestens 9,6μs nach Freiwerden des Kanals mit dem Senden
+  - Inter Frame Gap (IFG) 
+    - ermöglicht es anderen Ethernet-Stationen, das Senderecht zu erlangen
+      - verhindert Monopolisierung der Übertragung
+    - gibt Ethernet-Station, die gerade empfangen hat, Zeit, um in Empfangsmodus zurückzuschalten
+    - wird verwendet, um minimale Pause zu gewährleisten
+    - ermöglicht es Netzwerkgeräten, Zeit für die Verarbeitung der Frames und für die Erkennung von Kollisionen zu haben
+      - besonders wichtig in älteren Ethernet-Varianten (10BASE-T)
+- Überwacht den Kanal auch während des Sendens
+- Bricht Übertragung bei Entdeckung einer Kollision sofort ab
+  - und sendet Störsignal
+- Bleibt für die zufällige BEB-Zeit (Backoff) inaktiv
+  - Versucht Übertragung danach erneut, wenn Kanal laut CS frei ist
+
 ## Beispielaufgabe Klausur Broadcast-/Kollisionsdomänen
 - Netzwerkplan gegeben
 - Alle Broadcast- und Kollisionsdomänen einzeichnen

Writerside/topics/04/Rechnernetze/03_GrundlagenNetzwerke_Ethernet.md

@@ -1,4 +1,4 @@
-# Ethernet(IEEE 802.3) mit CSMA/CD
+# Ethernet(IEEE 802.3) mit [CSMA/CD](02_HW-BausteineUndVerkabelung.md#csma-cd-protokoll)
 ## Vollduplex vs Halbduplex
 ![image_787.png](image_787.png)
 
@@ -22,4 +22,66 @@
 | Maximale Kabellänge                     | ~100 Meter, wegen Signalabschwächung und Anforderungen von CSMA/CD                                                           |                                                                                                                                   |                                                                                                                                               |
 | Benutzerfreundlichkeit                  | Einfachheit in der Implementierung und Wartung                                                                               |                                                                                                                                   |                                                                                                                                               |
 | Übertragungsmodi                        |                                                                                                                              | Voll-Duplex (gleichzeitig, bidirektional, ohne Kollisionen), Halb-Duplex (mit CSMA/CD), Auto-Negotiation zwischen den beiden Modi | Full-Duplex (CSMA/CD überflüssig, wird meistens genutzt), Auto-Negotiation (ermöglicht beste verfügbare Geschwindigkeit, bester Duplex-Modus) |
-| Anwendungsbereiche                      |                                                                                                                              | Unternehmensnetzwerke (Backbone, Bereiche mit hohen Bandbreiten), Heimnetzwerke (verbreitet, aber wird durch Gigabit ersetzt)     | Unternehmens-/Heimnetzwerke/Serverfarmen (dort, wo hohe Übertragungsraten benötigt werden), Rechenzentren (Standard)                          |
+| Anwendungsbereiche                      |                                                                                                                              | Unternehmensnetzwerke (Backbone, Bereiche mit hohen Bandbreiten), Heimnetzwerke (verbreitet, aber wird durch Gigabit ersetzt)     | Unternehmens-/Heimnetzwerke/Serverfarmen (dort, wo hohe Übertragungsraten benötigt werden), Rechenzentren (Standard)                          |
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+## Broadcast-Domänen verkleinern
+> Zur Verbesserung der Netzwerk-Performance und Erhöhung der Sicherheit
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+### Einsatz von Virtual Local Area Networks (VLANs)
+- **Segmentierung des Netzwerks**
+  - VLANs ermöglichen Aufteilung in logische Netzwerke
+    - jedes VLAN bildet eine eigene Broadcast-Domäne
+    - Verkehrt wird innerhalb kleinerer Netzwerke gehalten → Begrenzung
+- **Verbesserte Sicherheit**
+  - Durch Trennung von Netzwerksegmenten
+  - Broadcasts werden nicht über gesamtes Netzwerk verbreitet
+- **VLAN tag**
+  - ![image_788.png](image_788.png)
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+### Verwendung von Layer-3-Switches oder Routern
+- **Routing zwischen VLANs**
+  - können Datenverkehr zwischen VLANs steuern
+- **Kontrolle und Sicherheit**
+  - bieten zusätzliche Funktionen/Möglichkeiten
+    - _bspw. Zugangskontrolllisten (ACL)_
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+### Einsatz von Subnetting auf der IP-Schicht
+- **Aufteilung in kleinere IP-Netzwerke**
+  - Jedes IP-Subnetz hat eigene Broadcast-Domäne
+    - reduziert Broadcast-Verkehr
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+### Einsatz von Managed Switches
+- **Konfigurierbare L2-Switche**
+  - bieten erweiterte Funktionen an
+    - VLAN-Konfiguration, Port-Sicherheit, Zugriffskontrollen
+    - → Reduzierung von Broadcast-Domänen
+    - → Erhöhung der Netzwerksicherheit
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+## QoS bei Ethernet-Netzwerken
+> nicht von Beginn an vorhanden
+> 
+> könnte Perfomance und Sicherheit erhöhen
+> 
+> → Für **Echtzeit-Anwendungen** wie VoIP und Streaming sollten spezielle QoS-Regeln erstellt werden 
+> um Latenz oder Paketverlust zu minimieren
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+### Implementation QoS bei Ethernet-Netzwerken
+#### Einsatz von Managed Layer-2-Switches
+- **Erweiterte QoS-Funktionen**
+  - ermöglichen, Datenverkehr basierend auf verschiedenen Kriterien zu priorisieren
+    - _bspw. Portnummer, VLAN-ID, spezifische Anwendung_
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+#### Priorisierung des Datenverkehrs durch 802.1Q Tagging
+- **802.1Q Tagging**
+  - Tagging von Ethernet-Frames mit einer Priorität
+  - wird von Routern und Switches genutzt um best. Datenverkehr zu bevorzugen
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+#### [Einsatz von VLANs](#einsatz-von-virtual-local-area-networks-vlans)
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+#### Einsatz von Layer-3-QoS-Konfigurationen mit DSCP
+- **Einsatz von DSCP auf IP-Schicht** (_Differentiated Services Code Point_) 
+  - Markierung von IP-Paketen mit spez. Prioritätsstufen
+    - Router, Switches können anhand der Markierungen priorisieren/verwalten
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