IN0010_GRNVS: Sicherungsschicht

IN0010_GRNVS/sicherungsschicht.yaml

@@ -460,3 +460,221 @@ cards:
   back: |-
     - CSMA/CA mit RTS/CTS
     - Token Passing
+- type: markdown
+  front: Wie kann der Empfänger Rahmengrenzen erkennen?
+  back: |
+    - Längenangabe der Nutzdaten
+    - Steuerzeichen (Start / Ende)
+    - Begrenzungsfelder und "Bit-Stopfen"
+    - Coderegelverletzung
+- type: markdown
+  front: Wie kann der **4B5B-Code** genutzt werden, um Rahmengrenzen zu kodieren?
+  back: |
+   - Einem Rahmen werden die Startsymbole J/K vorangestellt
+   - Nach einem Rahmen werden die Endsymbole T/R eingefügt
+
+   [[image: 4b5b_rahmengrenzen.png]]
+- type: markdown
+  front: |
+    Der folgende Rahmen soll `1011 0101 0110` mit Steuerzeichen versehen werden.
+
+    Wir verwenden **4B5B-Code**, wobei:
+    - Einem Rahmen werden die Startsymbole J/K vorangestellt
+    - Nach einem Rahmen werden die Endsymbole T/R eingefügt
+
+    Verwende die folgende Code-Tabelle:
+    [[image: 4b5b_rahmengrenzen.png]]
+  back: |
+    `11000 (J) 10001 (K) 10111 01011 01110 01101 (T) 00111 (R)`
+- type: markdown
+  front: Was ist, wenn Steuerzeichen zufällig in den Nutzdaten vorkommen?
+  back: |
+    Kann nur passieren, wenn Steuerzeichen und Nutzdaten sich Datenworte teilen.
+    Wenn das der Fall ist, kann der Payload mittels **Character Stuffing**
+    abgeändert werden, um eine Kollision zu vermeiden.
+- type: markdown
+  front: |
+    Führe "Bit-Stopfen" aus.
+    - Start- / Endmarkierung sei `01111110`.
+    - Um das Auftreten der Markierung in Nutzdaten zu verhindern, füge in
+    Nutzdaten nach fünf aufeinanderfolgenden 1-en eine 0 ein
+    - Payload: `11001011_11110111_111`
+  back: |
+    `01111110 11001011_11101011_11101 01111110`
+- type: markdown
+  front: Was ist die Idee hinter **Coderegelverletzung**?
+  back: |
+   - Lasse bestimmte Signalwechsel aus.
+   - Auf diese Art wird ein ungültiges (im Code nicht existierendes) Symbol erzeugt.
+   - Dieses kann verwendet werden, um Start und Ende von Rahmen zu markieren.
+# Adressierung und Fehlererkennung 2-57
+- type: markdown
+  front: Findet in Direktverbindungsnetzen eine Vermittlung (**Routing**) statt?
+  back: |
+    Nein. Alle angeschlossenen Knoten sind direkt erreichbar.
+- type: markdown
+  front: Was sind Anforderungen an Adressen auf Schicht 2?
+  back: |
+    **Eindeutige Identifizierung** der Knoten innerhalb des Direktverbindungsnetzes.
+- type: markdown
+  front: Was macht die **Broadcast-Adresse** auf Schicht 2?
+  back: |
+    Spricht alle Knoten im Direktverbindungsnetz an.
+- type: markdown
+  front: Wozu wird eine **Multicast-Adresse** auf Schicht 2 verwendet?
+  back: |
+    Ansprechen von bestimmten Gruppen (z.B. Router).
+- type: markdown
+  front: Wie bezeichnet man Adressen auf Schicht 2?
+  back: Als **MAC-Adressen** (**M**dia **A**ccess **C**ontrol)
+- type: markdown
+  front: Was ist die **OUI** in MAC-Adressen?
+  back: |
+    **O**rganizationally **U**nique **I**dentifier ermöglichen es den Hersteller
+    einer Netzwerkkarte zu identifizeren.
+- type: markdown
+  front: Wo befindet sich die **OUI** in der MAC-Adresse?
+  back: |
+    Ersten drei Bytes.
+
+    z.B: `7c:6d:62:00:00:01` -> OUI: `7c:6d:62 = Apple` Device ID: `00:00:01`
+- type: markdown
+  front: |
+    Wie kann man herausfinden, ob es sich bei einer MAC-Adresse um eine
+    **Unicast-** oder **Multicast-Adresse** handelt?
+  back: |
+    Erstes Bit des ersten Oktetts (Bytes):
+    [[image: mac_diagramm.png]]
+- type: markdown
+  front: |
+    Wie kann man herausfinden, ob es sich bei einer MAC-Adresse um eine
+    **lokal-administrierte** oder **globale** Adresse handelt?
+  back: |
+    Zweites Bit des ersten Oktetts (Bytes):
+    [[image: mac_diagramm.png]]
+- type: markdown
+  front: Nenne die MAC Broadcast Adresse.
+  back: |
+    `ff:ff:ff:ff:ff:ff` ("all ones")
+- type: markdown
+  front: Was ist das Ziel von CRC?
+  back: |
+   - Eine grosse Anzahl von Fehlern (Einbit-, Mehrbit-, Burstfehler) sollen erkannt werden.
+   - Die zugefügte Redundanz soll gering sein.
+   - Fehler sollen lediglich erkannt aber nicht korrigiert werden können.
+- type: markdown
+  front: Welche Art von Code ist CRC?
+  back: Ein **fehlererkennender** Code.
+- type: markdown
+  front: Wie lässt sich ein Datenwort der Länge *n* bit als Polynom darstellen?
+  back: |
+    [$$]a(x) = \sum_{i = 0}^{n - 1}a_ix^i \\ \text{mit } a_i \in \mathbb{F}_2 \\ \text{mit } \mathbb{F}_2 = \\{ 0, 1 \\}[/$$]
+- type: markdown
+  front: Wie haben wir den **endlichen Körper** [$]F_q[x][/$] definiert?
+  back: |
+    [$$]F_q[x] = \left \\{ a \\ | \\ a(x) = \sum_{i = 0}^{n - 1} a_ix^i, \ a_i \in \mathbb{F}_2 \right \\}[/$$]
+- type: markdown
+  front: Welche Elemente befinden sich in [$]F_4[x][/$]?
+  back: |
+    Zunächt gilt: [$]\log2(4) = 2[/$].
+    
+    Somit sind alle Datenworte der Länge n bit enthalten (`00 -> 0`, `01 -> 1`, `10 -> x`, `11 -> x + 1`)
+
+    [$$]F_4[x] = \\{ 0, 1, x, x + 1\\}[/$$]
+- type: markdown
+  front: Sei n die Länge der CRC Prüfsumme [$]n = \deg(r(x))[/$]. Welche Fehler werden dann erkannt?
+  back: |
+    - Alle 1-bit Fehler
+    - Isolierte 2-bit Fehler
+    - Einige Burst-Fehler, die länger sind als n
+# FIXME: Polynomdivision and Reducibilty CRC Missing
+- type: markdown
+  front: Welche Fehler erkennt CRC **nicht** zuverlässig, oder gar nicht?
+  back: |
+    - Fehler die **länger** sind **als n**
+    - Fehler, die aus **mehreren Bursts** bestehen
+    - Alle Fehler, die ein **Vielfaches des Reduktionspolynoms** sind
+- type: markdown
+  front: |
+    Bei **Bluetooth** wird CRC als fehler*korrigierender* Blockcode eingesetzt.
+    Dabei werden Datenblöcke der Länge 10 bit mit einer 5 bit langen Checksumme versehen.
+
+    Welche **Coderate** hat also Bluetooth?
+  back: |
+    [$$]\frac{2}{3}[/$$]
+- type: markdown
+  front: Wie wird die Coderate berechnet?
+  back: |
+    [$$]\frac{k}{n}[/$$]
+
+    Wobei [$]k[/$] die Länge der Nutzdaten (Bits) und [$]n[/$] die Länge des
+    Error Codes + die Länge der Nutzdaten (Bits).
+# FIXME: Missing FastEthernet and Wifi Examples
+# Hubs, Bridges und Switches 2-71
+- type: markdown
+  front: Wie funktioniert ein Hub?
+  back: |
+    - Der Hub verbindet die einzelnen Links zu einem **gemeinsamen Bus**
+    - Der Rahmen erreicht **alle** Knoten
+    - Es darf folglich **zu jedem Zeitpunkt nur ein Knoten senden**, andernfalls treten Kollisionen auf
+
+    [[image: hub_diagramm.png]]
+- type: markdown
+  front: Warum arbeitet Schicht 2 bis auf wenige Ausnahmen **verbindungslos**?
+  back: |
+    Weil **keine logische Verbindung** zwischen den Kommunikationspartnern aufgebaut wird.
+- type: markdown
+  front: Was ist eine **Kollisions-Domäne**?
+  back: |
+    Teil eines Direktverbindungsnetzes, innerhalb dem eine Kollision bei
+    gleichzeitiger Übertragung mehrerer Knoten auftreten kann.
+- type: markdown
+  front: Was ist ein **Abschnitt** (engl. Segment) auf Schicht 2?
+  back: |
+    Eine Verbindung zu ein oder mehreren Knoten, oder ein Link zwischen Hubs.
+- type: markdown
+  front: Kann man Hubs kaskadieren?
+  back: |
+    Ja, aber mit Einschränkung bei Ethernet (802.3a/i).
+
+    ## 5-4-3 Regel:
+    - Nicht mehr als 5 Abschnitte,
+    - verbunden durch 4 Repeater (Aktive Hubs die zusätzlich das Signal verstärken),
+    - wobei nur in 3 Abschnitten aktive Endgeräte enthalten sein dürfen.
+- type: markdown
+  front: Wie funktioniert ein Switch?
+  back: |
+    ## Learning-Phase
+    Zunächst arbeitet der Switch wie ein Hub, **vermerkt** aber
+    **(physischen) Port und MAC Adresse**  in der **Switching-Table** bei Empfang eines neuen Rahmens.
+
+    Weitere Rahmen werden direkt an den Ziel-Port weitergeleitet. Sonst an alle Ports.
+    **Einträge** werden **nach Zeitintervall invalidiert**.
+- type: markdown
+  front: Was ist eine **Bridge**?
+  back: |
+- type: markdown
+  front: Was ist der Hauptunterschied zwischen **Hub** und **Switch** (oder **Bridge**)
+  back: |
+    Eine Switch **unterbricht Kollisionsdomänen**.
+- type: markdown
+  front: Wissen Hosts i.A., dass sie mit Switches verbunden sind?
+  back: |
+    Nein. Switches sind für Hosts **transparent**.
+- type: markdown
+  front: Richtig oder Falsch? Switches ändern Sender- und Empfänger-Adressen.
+  back: |
+    Falsch.
+- type: markdown
+  front: Haben Switches für den grundlegenden Betrieb eigene MAC Adressen?
+  back: |
+    Nein.
+- type: markdown
+  front: Welche Auswirkungen haben *Schleifen* auf Schicht 2?
+  back: |
+    Mehrere Kopien eines Rahmens werden erzeugt und zirkulieren anschließend im Netzwerk.
+- type: markdown
+  front: Wie werden Schleifen vermieden??
+  back: |
+    Switches kommunizieren miteinander, um redundante Pfade zu deaktivieren.
+# FIXME: WLAN Access Points