Fortgeschrittene Netzwerktechnologien

11M2005

Master

Deutsch

5.0

nur Wintersemester

1 Semester

Moderne Netze müssen heute ?u?erst vielf?ltige Anforderungen erfüllen: Das Internet ist schon lange nicht mehr blo? ein effizientes Datenkommunikationsnetz, sondern eine Plattform für multimediale Dienste mit unterschiedlichen Dienstgüteanforderungen und für vielf?ltige kommerzielle Anwendungen. Industrielle Netze stellen besondere Anforderungen an die Robustheit, Verfügbarkeit und Echtzeitf?higkeit. Das Internet der Dinge (IoT) erfordert ungeahnt viele Anschlussm?glichkeiten für physikalische und virtuelle Objekte, die miteinander kommunizieren und erzeugt wiederum ganz andere Verkehrscharakteristiken als herk?mmliche Dienste. Verschiedene Anwendungsbereiche wie z.B. im Gesundheitswesen, im Stra?enverkehr oder zur intelligenten Vernetzung in Systemen zur Energieerzeugung (Smart Grids) erh?hen die Heterogenit?t der Anforderungen weiter, denen moderne Netze genügen und die sie zugleich m?glichst effizient erfüllen müssen. 

Im Modul ?Fortgeschrittene Netzwerktechnologien“ werden aktuelle Anforderungen an IP-basierte Netze betrachtet und daraus fortgeschrittenere Konzepte, mit denen diese im Umfeld von leitungsgebundenen Technologien für lokale Netze und IP-basierten Netzen erbracht werden k?nnen, abgeleitet. Dazu geh?ren Aspekte wie z.B. die Dienstgüteunterstützung (Quality of Service) in IP-basierten Netzen und in Layer 2 Netzen, Redundanzkonzepte, die Realisierung der Echtzeitf?higkeit in Industrial Ethernet Systemen oder auch in Time-Sensitive Networks, die Signalisierung für multimediale Anwendungen in IP-basierten Netzen oder Konzepte zur Netzwerkvirtualisierung. 

1. Kommunikationsbedarf und Anforderungen an IP-basierte Netze in aktuellen Kommunikationsszenarien (z.B. in IP-basierten Multimedia-Netzen, in industriellen Netzen in Produktionsumgebungen, im Internet of Things)
2. Dienstgüteunterstützung (Quality of Service, QoS) in IP-basierten Netzen
3. Konzept der verbindungsorientierten Paketübermittlung am Beispiel des MPLS
4. Redundanzkonzepte zur Erh?hung der Verfügbarkeit in lokalen Netzen (z.B. Spanning Tree Protokolle, Layer-2-Multipathing Konzepte)
5. Besondere Anforderungen durch zeitkritische Daten an Ethernet-Technologien (z.B. Echtzeitf?higkeit in Industrial Ethernet Technologien, Time Sensitive Networking (TSN))
6. Architekturen und Protokolle für Next Generation Networks, insbesondere Protokolle zur Signalisierung (SIP) und für den Transport von zeitkritischen Daten (RTP);
7. Grundkonzepte der Netzwerkvirtualisierung (z.B. Network Function Virtualization, Software Defined Networking)
8. Einführung in IoT-Technologien (Internet der Dinge)

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• mündliche Prüfung oder
• Klausur

Klausur oder mündliche Prüfung nach Wahl der/des Lehrenden

Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Mündliche Prüfung: siehe Allgemeiner Teil der Prüfungsordnung

Vorlesung Kommunikationsnetze bzw. Grundkenntnisse TCP/IP-basierter Netze und Protokolle

Die Studierenden erweitern ihr Wissen über IP-basierte Netze über die Basisfunktionalit?t hinaus um aktuelle Konzepte zur Dienstgüteunterstützung, Redundanz und Signalisierungsm?glichkeiten für multimediale Netze. Sie verstehen die unterschiedlichen Anforderungen an die Kommunikation in multimedialen und industriellen Szenarien und kennen Protokolle und fortgeschrittene Netztechnologien zu deren Umsetzung.

Die Studierenden vertiefen ihr Wissen über IP-basierte Netze hinsichtlich Redundanz, Dienstgüteunterstützung, Echtzeitf?higkeit und Signalisierungsm?glichkeiten: Sie verfügen über ein detailliertes Wissen zur Dienstgüteunterstützung in multimedialen Netzen und über M?glichkeiten und Grenzen des Einsatzes von fortgeschrittenen Ethernet- und IP-basierten Netztechnologien in multimedialen Einsatzszenarien und Industrieumgebungen. Sie k?nnen zudem unterschiedliche Ans?tze von Industrial Ethernet Technologien und Time Sensitive Networks (TSN) zur Realisierung von Echtzeit-Anforderungen  diskutieren und für den jeweiligen Einsatzzweck bewerten. Sie verstehen unterschiedliche Ans?tze zur redundanten Auslegung von Ethernet-basierten LANs, k?nnen die Architektur der Next Generation Networks beschreiben und deren Signalisierungsabl?ufe mit Hilfe von SIP erkl?ren. Sie kennen die Grundkonzepte der Netzwerkvirtualisierung.

Die Studierenden k?nnen die Anforderungen an die Kommunikation in unterschiedlichen Umgebungen hinsichtlich Performance, Redundanz, Dienstgüte und Signalisierungsm?glichkeiten analysieren und m?gliche L?sungsans?tze und geeignete Netzkonzepte für unterschiedliche Kommunikationsszenarien hinterfragen. Sie k?nnen M?glichkeiten und Risiken des Einsatzes unterschiedlicher Technologien absch?tzen und neue Entwicklungen hinsichtlich ihrer Eignung für unterschiedliche Einsatzzwecke evaluieren.

Die Studierenden k?nnen anwendungsspezifische Netzkonzepte und L?sungsstrategien für den Einsatz Ethernet- und IP-basierter Netze in unterschiedlichen Szenarien gestalten. Sie sind in der Lage,  Dienstgütemechanismen in IP-basierten Netzen geeignet zu dimensionieren. Sie k?nnen die Eignung unterschiedlicher Konzepte, Netzwerktechnologien und Netzwerkarchitekturen für unterschiedliche Einsatzzwecke bewerten und darauf basierend geeignete Konzepte und Technologien für diese Anwendungsszenarien identifizieren und ausw?hlen.

Die Studierenden beherrschen das spezifische Fachvokabular der betrachteten Gebiete und sind in der Lage, die spezifischen Anforderungen eines Einsatzszenarios hinsichtlich der Performance-, Dienstgüte- und Redundanzanforderungen pr?zise zu beschreiben, technologiespezifische Rahmenbedingungen zu diskutieren und L?sungsstrategien für ein spezifisches Problem darzustellen.

• Roer, Peter

• Roer, Peter
• T?njes, Ralf