Martin Linten ist im Bereich UNIX-Systemtechnik im Rechenzentrum der Finanzverwaltung Nordrhein-Westfalen tätig und ist "HP certified system administrator".

Smart-Home-Projekte mit Raspberry Pi und Mikrocontrollern

Vorwort ... 33

1. Einleitung ... 35

1.1 ... Aufbau des Buches ... 35

1.2 ... Formatierungen und Auszeichnungen ... 36

1.3 ... Listings ... 38

1.4 ... Das Material zum Buch ... 38

2. Schnelleinstieg: für Praktiker ... 41

2.1 ... Planung: Welche Komponenten benötigen Sie? ... 41

2.2 ... Kabel -- wenn ja, welches? ... 42

2.3 ... Beispiel: Familie Müller ... 44

2.4 ... Einkaufen ... 46

2.5 ... Multifunktionsgeräte ... 47

2.6 ... Hardware ein- und aufbauen ... 47

2.7 ... IP konfigurieren ... 49

2.8 ... Funktionstest ... 50

I Netzwerk-Grundwissen ... 51

3. Grundlagen der Kommunikation ... 53

3.1 ... Kommunikation im Alltag ... 53

3.2 ... Kommunikation zwischen Computern ... 54

3.3 ... Was ist nun ein Netzwerk? ... 55

4. Netzwerktopologien ... 57

4.1 ... Bustopologie ... 57

4.2 ... Ringtopologie ... 58

4.3 ... Sterntopologie ... 59

5. Kommunikationsmodelle ... 61

5.1 ... DoD-Modell ... 62

5.2 ... ISO/OSI-Modell ... 63

5.3 ... Ablauf der Kommunikation ... 64

II Lokale Netze ... 69

6. Ethernet ... 71

6.1 ... Ursprung von Ethernet ... 71

6.2 ... Fast Ethernet ... 73

6.3 ... Gigabit-Ethernet ... 74

6.4 ... NBase-T ... 75

6.5 ... IEEE 802.3ae -- 10GBASE ... 75

6.6 ... IEEE 802.3an -- 10GBASE-T ... 76

6.7 ... IEEE 802.3ba/j/m -- 40- und 100-Gigabit-Ethernet ... 76

6.8 ... IEEE 802.3bs -- 200- und 400-Gigabit-Ethernet ... 77

6.9 ... Hub ... 77

6.10 ... Switch ... 78

6.11 ... Virtual LAN ... 82

6.12 ... Das Ethernet-Datagramm ... 83

7. Wireless LAN ... 85

7.1 ... IEEE 802.11 ... 86

7.2 ... IEEE 802.11b ... 90

7.3 ... IEEE 802.11a/h ... 91

7.4 ... IEEE 802.11g ... 91

7.5 ... IEEE 802.11n -- WiFi 4 ... 92

7.6 ... IEEE 802.11ac -- WiFi 5 ... 92

7.7 ... IEEE 802.11ax -- WiFi 6 ... 93

7.8 ... IEEE 802.11be -- WiFi 7 ... 93

7.9 ... IEEE 802.11ad ... 94

7.10 ... IEEE 802.11ay ... 94

7.11 ... IEEE 802.11e ... 94

7.12 ... Wi-Fi Alliance ... 95

7.13 ... Beschleunigertechniken ... 95

7.14 ... Kanalwahl ... 100

7.15 ... Sendeleistung ... 104

7.16 ... Antennenausrichtung und Position ... 105

7.17 ... Sicherheit von WLANs ... 105

7.18 ... Hot Spots ... 106

7.19 ... WLAN-Direktverbindungen ... 108

7.20 ... WLAN-Mesh ... 108

7.21 ... Abgrenzung zu anderer drahtloser Kommunikation ... 111

7.22 ... Ausblick ... 114

8. Netzwerk ohne neue Kabel ... 117

8.1 ... Daten über Stromkabel ... 117

8.2 ... Powerline Telecommunication ... 120

8.3 ... Sicherheit ... 121

9. Glasfasertechnik ... 123

9.1 ... Kabel ... 124

9.2 ... Stecker ... 125

9.3 ... SFP-Module ... 127

III Weitverkehrsnetze ... 129

10. Kabelinternetzugang ... 131

10.1 ... Aufbau ... 132

10.2 ... Marktsituation ... 133

11. DSL ... 135

11.1 ... ADSL ... 135

11.2 ... SDSL ... 137

11.3 ... VDSL ... 138

11.4 ... VDSL2 ... 139

11.5 ... VDSL2-Vectoring ... 139

11.6 ... Supervectoring ... 140

11.7 ... G.fast ... 140

11.8 ... TV über das Telefonkabel ... 141

12. Fibre-Internet ... 143

IV Höhere Protokollschichten ... 145

13. Kabelloser Internetzugang ... 147

13.1 ... Vertragsarten und Anwendung ... 148

13.2 ... Verbindungsaufbau mit MWconn und ixconn ... 148

13.3 ... Verbindungsaufbau mit Huawei HiLink ... 149

13.4 ... Messen der Signalstärke ... 150

13.5 ... Signalverstärkung ... 152

13.6 ... GPRS ... 154

13.7 ... EDGE ... 155

13.8 ... UMTS ... 155

13.9 ... LTE ... 156

13.10 ... 5G ... 161

13.11 ... WiMAX ... 162

14. Das Internetprotokoll ... 165

14.1 ... IP-Broadcast ... 169

14.2 ... IPv4-Multicast ... 170

14.3 ... Routing ... 172

14.4 ... Private IP-Adressen ... 175

14.5 ... Network Address Translation ... 176

14.6 ... Carrier-grade NAT ... 178

14.7 ... IP-Version 6 ... 178

14.8 ... IPv6 ausprobieren ... 183

14.9 ... IPv6-only ... 185

14.10 ... Das IPv4-Datagramm ... 185

14.11 ... Das IPv6-Datagramm ... 187

15. Address Resolution Protocol und Neighbor Discovery Protocol ... 191

15.1 ... Address Resolution Protocol ... 191

15.2 ... Neighbor Discovery Protocol ... 192

15.3 ... Das ARP-Datagramm ... 193

15.4 ... Das NDP-Datagramm ... 194

16. Internet Control Message Protocol ... 195

16.1 ... Paketlaufzeiten ... 195

16.2 ... Das ICMP-Datagramm ... 196

16.3 ... Das ICMPv6-Datagramm ... 197

17. Transmission Control Protocol ... 199

17.1 ... Der Ablauf einer TCP-Verbindung ... 199

17.2 ... Multipath-TCP ... 202

17.3 ... Das TCP-Datagramm ... 203

18. User Datagram Protocol ... 207

18.1 ... Der Ablauf einer UDP-Verbindung ... 207

18.2 ... Das UDP-Datagramm ... 207

19. DHCP ... 209

19.1 ... Die einzelnen Pakete ... 210

19.2 ... Der DHCP-Ablauf ... 212

19.3 ... IPv6-Konfiguration ... 214

19.4 ... Das DHCP-Datagramm ... 217

19.5 ... Das DHCPv6-Datagramm ... 219

20. Namensauflösung ... 221

20.1 ... Die »hosts«-Datei ... 221

20.2 ... NetBIOS ... 222

20.3 ... WINS ... 222

20.4 ... DNS ... 222

20.5 ... Multicast DNS ... 227

20.6 ... LLMNR ... 228

20.7 ... systemd-resolved ... 228

21. Simple Network Management Protocol (SNMP) ... 229

V Praxiswissen ... 231

22. Service Discovery ... 233

22.1 ... Universal Plug and Play ... 233

22.2 ... Zeroconf ... 234

23. Netzwerkkabel ... 239

23.1 ... Kategorien ... 239

23.2 ... Linkklassen ... 240

23.3 ... Schirmung ... 241

23.4 ... Netzwerkstecker anbringen ... 244

23.5 ... Kabeltest ... 247

23.6 ... Patchpanel und Netzwerkdosen anschließen ... 248

23.7 ... Cross-Kabel ... 250

24. Netzwerkkarten ... 251

24.1 ... Kaufhilfe für kabelgebundene Netzwerkkarten ... 251

24.2 ... PCI-Express-Netzwerkkarten ... 252

24.3 ... PCI Express Mini Card ... 253

24.4 ... Next Generation Form Factor oder M.2 ... 254

24.5 ... PC-Card/Cardbus/ExpressCard ... 254

24.6 ... USB-Adapter ... 254

24.7 ... WLAN-Netzwerkkarten ... 256

24.8 ... Sonderfunktionen ... 257

25. Switches ... 259

25.1 ... Einsteiger: Mini-Switches ... 259

25.2 ... Webmanaged Switches ... 261

25.3 ... Fachbegriffe für den Switch-Kauf ... 263

25.4 ... Ein eigenes VLAN und WLAN für Gäste ... 265

26. Windows einrichten ... 269

26.1 ... Windows-Versionen und -Editionen ... 269

26.2 ... Hardwareerkennung ... 274

26.3 ... IPv4-Konfiguration ... 274

26.4 ... IPv6-Konfiguration ... 278

26.5 ... Windows-Firewall ... 280

26.6 ... Jugendschutz ... 283

26.7 ... File History ... 285

26.8 ... Windows Defender ... 288

26.9 ... Microsoft-Konto ... 289

26.10 ... Einstellungen synchronisieren ... 289

26.11 ... Bildcode ... 291

26.12 ... Client HyperV ... 291

26.13 ... Netzwerk- und Freigabecenter ... 292

26.14 ... Microsoft-Konto verknüpfen ... 300

26.15 ... Windows in verschiedenen Netzwerken ... 300

26.16 ... Microsoft Edge ... 301

26.17 ... Windows-Subsystem für Linux ... 302

26.18 ... Smartphone mit Windows verknüpfen ... 303

27. Linux einrichten ... 305

27.1 ... Dokumentation ... 306

27.2 ... Administration ... 307

27.3 ... Predictable Interface Names ... 308

27.4 ... Auswahl des Netzwerkmanagers ... 309

27.5 ... NetworkManager ... 310

27.6 ... Wicd ... 311

27.7 ... Das systemd-Projekt ... 311

27.8 ... Netzwerkkarte unter SUSE einrichten ... 313

27.9 ... IPv4-Konfiguration ... 314

27.10 ... IPv6-Konfiguration ... 317

27.11 ... Firewalld ... 318

27.12 ... WLAN unter Linux ... 320

28. macOS einrichten ... 323

28.1 ... Netzwerkumgebungen ... 323

28.2 ... Schnittstellen verwalten ... 325

28.3 ... Schnittstellen konfigurieren ... 326

28.4 ... WLAN-Karte konfigurieren ... 328

28.5 ... Die Firewalls von macOS ... 330

28.6 ... »networksetup« am Terminal ... 333

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