Netzwerk

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    IP-Adresse

    Jedes Netzgerät hat im Netz eine eindeutige IP-Adresse.

    Jedes Netzgerät sendet in regelmäßigen Abständen mit seiner IP-Adresse sogenannte Hello-Paket. Damit sagt das Gerät Hallo ich bin noch da. Damit nicht alle Gerät weltweit dieses Paket bekommt filtert der Router für den der Router zuständig ist diese heraus und gibt diese Paket nicht weiter.

    Ein Netzwerk brauch immer 2 IP-Adressen um existieren zu können. Die Netzadresse (IPv4:192.168.1.0) und die Brodcasadresse (IPv4:192.168.1.255). Ein Netz identifiziert sich durch die Subnetzmaske (Bsp.: 255.255.255.0) bzw. durch den Netzpräfix (/24). 255 kennzeichnet dabei immer die selbe Nummer.

    SubnetzmaskeNetzpräfixNetzadresseBrodcasadresseIP-Adressen für Geräte
    255.255.255.0/24192.168.1.0192.168.1.255192.168.1.1 - 192.168.1.254
    255.255.0.0/16192.168.0.0192.168.255.255192.168.1.1 - 192.168.255.254

    IPv4 ist die IP-Definition Version 4, IPv6 ist die IP-Definition Version 6. Version gab es mal als Experiment für Echtzeitübertragung welche nie veröffentlicht wurde.

    Eine IP-Adresse wird immer von rechts nach links gelesen.

    Damit das Netzwerk weltweit funktioniert, wird das Netz in kleinere Netze aufgeteilt. Dabei übernehmen die Router die Steuerung seines Netzes. Zum Beispiel im Heimnetz hat man in der Regel eine 192.168.er Adresse. Im Internet hat man aber eine andere. Der Router übernimmt die Weiterleitung der Datenpakete die von der Internet-Adresse her kommt auf die Heimnetzwerk-Adressen.

    IPv4 stirbt langsam aus und wird durch IPv6 abgelöst.

    IPv4-Adresse (IP4) seit 1981

    IPv4 Adressen werden in Dezimalblöchen mit einem Punkt angegeben.

    IPv4-Adressen besteht auf 4 x 8bit. Beispiel 192.168.1.0 oder in Binär 00000000.00000000.00000000.00000000

    Somit können 2^32 Adressen gebildet werden => 4.294.967.296

    IPv6-Adresse (IP6) seit 1998

    IPv6-Adressen werden in Hexadezimalblöcke mit einem Doppelpunkt angegeben. Führende Nullen in den Blöcken können weg gelassen werden. Beispiel 2001:0123:0abc:1234:abcd:0001:000a:0000 => 2001:123:0abc:1234:abcd:1:a:

    IPv6-Adressen besteht auf 8 x 8bit. Beispiel 1234.1234

    Somit können 2^128 Adressen gebildet werden => 340.282.366.920.938.000.000.000.000.000.000.000.000 (ca. 320 Sextillionen)

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    WLAN

    WLAN-Standards IEEE 802.11

    Frequenzbereiche

    Frequenzband Frequenzbereich Kanäle Bandbreiten IEEE-Standard
    2,4 GHz 2400 - 2483,5 MHz 1-14
    (nutzbar EU 13)    		 22 MHz
    20 MHz
    40 MHz    		 802.11b
    802.11g
    802.11n
    802.11ax
    5 GHz 5150 - 5350 MHz
    5470 - 5725 MHz    		 36-64
    100-140
    (nutzbar EU 19)    		 20 MHz
    40 MHz
    80 MHz
    160 MHz    		 802.11n
    802.11a
    802.11ac
    802.11ax
    60 GHz* 58320 - 66960 MHz 1-4 1760 MHz
    1830 MHz    		 802.11ad
    6 GHz** 5925 - 6425 MHz 802.11ax

    * = geringe Reichweite ohne Hinternisse aber hohe Übertragungsrate

    ** = gedacht für geringe Entfernungen

    Wi-Fi Standards

    Bezeichnung IEEE Standard veröffentlicht/
    Standard ab
    		 Frequenzband
    [GHz]
    		 Antennen
    - 802.11 1997 / 2012 2,4 1
    - 802.11b 1999 / 2012 2,4 1
    - 802.11a 1999 / 2012 5 1
    - 802.11g 2003 / 2012 2,4 1
    Wi-Fi 4 802.11n 2009 / 2012 2,4 + 5 1-4
    - 802.11ad 2012 / 2016 60
    Wi-Fi 5 802.11ac 2013 / 2016 5 1-8
    Wi-Fi 6 802.11ax 2020 2,4 + 5 1-8
    Wi-Fi 6E 802.11ax ab offen 6
    Wi-Fi 7 802.11be ab offen 2,4 + 5 + 6 1-16

    Quelle: Wikipedia

    Wi-Fi 5

    • Weiterentwicklungen um die Geschwindigkeit zu erhöhen
      • Mit MIMO (Multiple Input Multiple Output) können verschiedene Datenströme über mehrere Antennen gleichzeitig übertragen werden
      • Die Weiterentwicklung vom MIMO ist MU-MIMO (Multiple-User-MIMO); nun können auch gleichzeitig mehrere Geräte bedient werden
      • Mit Wi-Fi 6 kommt die verbesserte Form OFDM zum Einsatz

    Wi-Fi 6

    • Abwärtskompatibel
    • Mehrere Geräte können gleichzeitig konstant Daten übertragen
      • Ein Kanal können sich mehrere Geräte teilen
      • OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing => Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren) teilt einen Datenstrom in verschiedene Frequenzbänder innerhalb des Frequenzbereiches auf
        => sogenannte Subcarrier

    • Nutzt wieder das 2,4 GHz Band

    MIMO (Multiple Input Multiple Output)

    Ist eine Technik mit mehreren Antennen gleichzeitig mehrere Datenströme an verschiedene Clients zu senden. Dies macht erst ab mind. 3 Antennen bei der Basisstation Sinn.

    • SU-MIMO (Single User, Muliple Input, Multiple Output) dabei werden mehrere Antennen für einen User verwendet
    • MU-MIMO (Multi User, Multiple Input, Multiple Output) dabei werden mehrere Antennen für mehrere User verwendet
      • ab IEE 802.11ac (Wi-Fi 5) für den Download
      • ab IEE 802.11ax (Wi-Fi 6) auch für den Upload

    Client muss IEE 802.11ax und MU-MIMO unterstützen.

    Maximale Geschwindigkeiten

    nxn gibt die Anzahl der Antennen (Datenstöme) in Sende- und Empfangsrichtung an.

    MIMOIEE 802.11n
    		IEE 802.11ac
    1x1150 MBit/s433 MBit/s
    2x2300 MBit/s867 MBit/s
    3x3450 MBit/s1300 MBit/s
    4x4600 MBit/s1700 MBit/s

    Einflußfaktoren beim WLAN-Empfang

    • Entfernung zwischen Access Point und Client
    • Anzahl Clients im selben WLAN
    • Fremde Funksysteme des selben Frequenzbereiches (z.B. Bluetooth)
    • Mehrere parallele WLANs im selben Funkkanal in näherer Umgebung
    • Bauliche Hindernisse (Wände, Decken, ...)
    • Verschiedene Geschwindigkeiten der Clients
    • WLAN-Repeater oder Access Point im Repeater-Betrieb
    • Verschiedene elektromagnetische Störungen