Klausur FH-KA - Torsten E. Neck

Forschungszentrum Karlsruhe
Technik und Umwelt
Fortbildungszentrum für Technik
und Umwelt
Direktor: Dr. Klaus Körting
Name:
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Matrikelnummer:
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Datum: 04.02.2000
Bearbeiter/-in: Dipl.-Inform. Torsten E. Neck
Telefon: 07247 / 82-4421
Telefax: 07247 / 82-7421
E-Mail:
torsten.neck@ftu.fzk.de
Klausur K 744 — WS1999/2000 — Büroautomation, Datenkommunikation
Fachhochschule Karlsruhe – Hochschule für Technik
Fachbereich Geoinformationswesen — Studiengang Kartographie
Hinweise zur Durchführung der Klausur:
Die Bearbeitungszeit für die Klausur beträgt 90 Minuten.
Für das Bestehen der Klausur sind 90 Punkte hinreichend.
Als Hilfsmittel sind zugelassen: die während der Vorlesung ausgegebenen Loseblätter, Ihre eigenen Aufzeichnungen
und Taschenrechner; die Verwendung von Notebooks oder ähnlichen Geräten, die einen Elektround/oder
Netzwerkanschluss erfordern, ist ausgeschlossen.
Die Verwendung von Mobilfunktelefonen während der Klausur ist untersagt, bitte sorgen Sie auch dafür, dass
durch Ihr Mobiltelefon Ihre Kommilitonen nicht in Ihrer Konzentration gestört werden.
Auf jedem Lösungsblatt schreiben Sie bitte auf der Vorderseite in die obere, rechte Ecke Ihren Namen und Ihre
Matrikelnummer; nicht namentlich gekennzeichnete Lösungsblätter können nicht in die Bewertung eingehen!
Aufgabe 1:
(12 Punkte)
Die heutige Betrachtungsweise technischer Kommunikationssysteme geht weitgehend auf ein antikes Modell zurück.
(a) Beschreiben Sie knapp dieses antike Vorbild und seine ursprüngliche Anwendung.
(b) Kommunikation wurde in der Vorlesung als eine Ausprägung des allgemeineren Phänomens der Kooperation eingeführt.
Welche Kooperationsform steht alternativ zur Kommunikation zur Verfügung und wo liegen die charakteristischen
Unterschiede?
(c) Das wesentliche Begriffspaar in der technischen Kommunikation ist "Dienst" und "Protokoll". Beschreiben Sie knapp
(nur Stichworte, in der Art: "Dienst definiert ..."!) beide Begriffe und führen Sie grob ein Beispiel für das Zusammenwirken
von "Dienst" und "Protokoll" an.
Aufgabe 2:
In der Vorlesung wurde Ihnen die traditionelle Klassifikation von Datennetzen vorgestellt.
(a) Nennen Sie die eingeführten Klassen und charakterisieren Sie sie anhand der traditionellen Parameter.
(b) Nennen Sie zwei Netztopologien mit jeweils einem sie repräsentierenden Netzwerkstandard.
(c) Führen Sie in einem hierarchischen Schema die Ihnen bekannten Verbindungstopologien auf.
(26 Punkte)
Aufgabe 3:
(30 Punkte)
Ein wesentliches Werkzeug zur Beschreibung von Protokollabläufen und Dienstleistungsbeziehungen sind Weg-Zeit-Diagramme,
die die Abfolge der im Protokoll festgelegten Schnittstellenereignisse veranschaulichen.
(a) Nennen Sie alle hierbei auftretenden Dienstprimitive und ihre Beziehung zueinander.
(b) Zeichnen Sie ein Weg-Zeit-Diagramm für die erfolgreiche Durchführung des Kommunikationsaktes "Zustellung eines
Paketes". Berücksichtigen Sie dabei nur die Kommunikationsinstanzen "Sender", "Empfänger" und "Abstraktes
Medium".
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Technik und Umwelt
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Stadtadresse: Weberstraße 5, D-76133 Karlsruhe

(c) Zeichnen Sie ein weiteres, stark abstrahierendes Weg-Zeit-Diagramm für die erfolgreiche Durchführung des
Kommunikationsaktes "Versenden eines zweiseitigen Faxes". Berücksichtigen Sie wiederum nur die Instanzen "Sender",
"Empfänger" (bezogen auf das jeweilige Faxgerät) und "Abstraktes Medium", gehen Sie davon aus, dass die
Übertragung einer Seite in einem Schritt möglich sei, und dass ein Sendebericht für die gesamte Sendung am Ende
übermittelt wird.
(d) Ordnen Sie die Kommunikationsakte (b) und (c) den folgenden charakteristischen Begriffspaaren zu:
(1) "verbindungslos" — "verbindungsorientiert"
(2) "bestätigt" — "unbestätigt"
Aufgabe 4:
Skizzieren Sie den Signalverlauf für die Basisbandkodierung der Bitfolge 0–1–0–0–1–1–1–0–0–1–0
(a) nach dem Verfahren "NRZ-L",
(b) nach dem Verfahren "RZ" und
(c) nach dem Verfahren "Manchester".
Verwenden Sie dazu die vorbereiteten Rahmen zu Aufgabe 4 auf dem anliegenden Lösungsblatt.
(6 Punkte)
Aufgabe 5:
(20 Punkte)
(a) Kodieren Sie den in Abbildung 1 dargestellten Signalverlauf nach dem PCM-Verfahren und geben Sie den daraus
resultierenden digitalen Code an (bezeichnen Sie dazu in der Lösungsskizze die Quantisierungsintervalle eindeutig).
Erläutern Sie knapp, welche Regel bei der Quantisierung Sie eingesetzt haben.
Hinweis zur Durchführung:
Im anliegenden Lösungsblatt finden Sie auch zu Aufgabe 5 eine vergrößerte Ansicht des analogen Signals, in die Sie
die grafische PCM-Kodierung einzeichnen können. (Bei etwaigen Abweichungen der Lage von Signalverlauf zu
Sample- und Quantisierungsraster ist die Darstellung auf dem Lösungsblatt verbindlich.)
Verwenden Sie das in der Abbildung eingezeichnete äquidistante Zeitraster und samplen Sie jeweils zu Beginn jedes
Zeitintervalls; quantisieren Sie mit den ebenfalls eingezeichneten Signalwertklassen.
s
t
(b)
Abbildung 1: analoger Signalverlauf und PCM-Raster
Welche der vier Diskretisierungsklassen repräsentiert das PCM-Verfahren?
Aufgabe 6:
(8 Punkte)
Die Sicherungsschicht im OSI-Basisreferenzmodell erfüllt die wesentliche Aufgabe, Codetransparenz sicherzustellen. Dafür
haben sich drei grundlegende Verfahren durchgesetzt.
(a) Führen Sie die drei Verfahren in einem hierarchischen Modell auf.
(b) Zeichnen Sie den an die unterliegende Instanz zur Weiterverarbeitung übergebenen Übertragungsrahmen auf für die
Bitfolge 0-1-0-0-0-0-0-0—1-0-1-1-1-1-1-1—1-1-1-1-1-1-0-1 (in Leserichtung von links nach rechts, d.h. das am
weitesten links stehende Bit wird zuerst übertragen). Verwenden Sie ein beliebiges, geeignetes Codetransparenzverfahren.
Verwenden Sie als Blockbegrenzung das Bitmuster 0-1-1-1-1-1-1-0; gehen Sie davon aus, dass keine — außer den
für das von Ihnen gewählte Codetransparenzverfahren notwendigen — Kontrolldaten im Übertragungsrahmen
auftreten.
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Aufgabe 7:
(24 Punkte)
Eine weitere wesentliche Aufgabe der Sicherungsschicht ist das Erkennen verfälscht übertragener Daten.
(a) Nennen Sie zwei gängige Sicherungsverfahren.
(b) Die unterliegende Schicht übergibt die Bitsequenz 1-1-0-1-0-0-1-0-1-1—1-1-1-0 zur Fehlerüberprüfung nach dem
CRC-Verfahren; die Sequenz wurde hierbei mit dem Generatorpolynom g(x)= x 4 + x + 1 gesichert. Zeigen Sie durch
Anwendung des CRC-Prüfverfahrens, ob die Bitfolge fehlerfrei empfangen wurde.
Aufgabe 8:
Zur Kopplung von Netzen gibt es die folgenden Komponenten:
Komponente:
(1) Router
(2) Hub
(3) Switch
(4) Repeater
(5) Bridge
(6) Medienkonverter
(i) Weitergabe von
Kollisionen
(ii) Weitergabe von
Broadcasts
(24 Punkte)
(iii) Gefilterte Weiterleitung
von Unicasts
In der Vorlesung wurde die Netzkopplung jedoch nur auf drei Ebenen vorgestellt, auf dem „Physical Layer“, auf der
„Sicherungsschicht“ und auf der „Netzwerkschicht“.
(a) Ordnen Sie die Komponenten (1) bis (6) den drei Kopplungsvarianten zu.
(b) Charakterisieren Sie sie bezüglich der Kriterien (i) Kollisionslast, (ii) Broadcast-Verkehr, (iii) Effizienzsteigerung durch
Adressfilterung mit einem Schlagwort in der obenstehenden Tabelle.
Aufgabe 9:
(24 Punkte)
Eine fiktive Firma bittet Sie, ein In-house-Netz nach IEEE 802.3 zu konzipieren. Folgende Rahmenbedingungen müssen Sie
berücksichtigen:
(1) Das Gebäude besteht aus drei Stockwerken (KG, EG, 1OG), jedes Stockwerk ist asymmetrisch in zwei Flügel von
100 m und 50 m Länge aufgeteilt. Die Geschosshöhe beträgt jeweils 5 m.
(2) Der zentrale Anschlusspunkt für die Außenanbindung des Netzwerkes liegt im KG im Scheitel der beiden
Gebäudeflügel.
(3) In den Scheiteln der Geschosse EG und 1OG sind jeweils für jeden Flügel getrennte Verteilpunkte vorhanden, die
einerseits ein Rangieren von den Steigkanälen in die Etagenkanäle ermöglichen, andererseits aber auch aktive
Netzwerkkomponenten aufnehmen können.
(4) Benutzer befinden sich ausschließlich in EG und 1OG; im KG soll nur der zentrale Anschlusspunkt realisiert werden.
(5) In den beiden 100 m langen Flügeln des EG und 1OG sind jeweils maximal 30 Endgeräteanschlüsse vorzusehen, in
den beiden 50 m langen Flügeln des EG und 1OG jeweils maximal 20 Endgeräteanschlüsse.
(6) Die Benutzer sind Standard-Office-Anwender mit Windows-PCs.
(7) Jeder Gebäudeflügel ist jeweils ausschließlich einer Organisationseinheit zugeordnet, die ihre Server im eigenen
Flügel mit untergebracht hat. Kommunikationsbeziehungen zwischen den Organisationseinheiten gehen über das
gewöhnliche Maß (e-Mail, WWW, vereinzelte Peer-File- und Printservices) nicht hinaus.
(8) Die Lösung soll zukunftsorientiert ausgelegt werden, so dass eine Anpassung an noch nicht vorausgesehene, höhere
Konnektivitätsansprüche einfach möglich ist.
(a) Welches Zugriffsverfahren verwendet IEEE 802.3 und wie funktioniert es (knapp!)?
(b) Welche Netzwerktopologie liegt IEEE 802.3 ursprünglich zugrunde?
(c) Entwickeln Sie für die genannten Rahmenbedingungen grob ein Netzwerkkonzept und beschreiben Sie Ihre Lösung
knapp. Führen Sie stichwortartig die für Ihre Entscheidung bemühten Kriterien und Charakteristika auf.
Aufgabe 10:
Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Bearbeitung der Aufgaben.
(1 Punkt)
(Erreichbare Summe: 175 Punkte)
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Lösungsrahmen zur Aufgabe 4
Daten:
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1 0 0 1
1 1 0 0 1 0
NRZ-L
RZ
Manchester
Lösungsrahmen zur Aufgabe 5
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