Studentische Arbeiten am Fachgebiet Kommunikationsnetze

Results: 167
Created on: Thu, 28 Mar 2024 23:01:29 +0100 in 0.0863 sec


Tausch, Tino;
Evaluation von drahtlosen Sensornetzwerken mit heterogenen Hardwarekomponenten. - Ilmenau. - 98 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Durch die steigende Nachfrage nach Internet of Things (IoT)-Geräten in den letzten Jahren, haben sich entsprechende Funktechnologien und Kommunikationsprotokolle weiterentwickelt. HW-Hersteller bringen stetig neue und verbesserte Geräte auf den Markt. Die Knoten eines IoT-Netzes sind oft durch unterschiedliche HW realisiert. Aus dem Grund müssen Analysen zur Interoperabilität vorgenommen werden, um mögliche Beeinträchtigungen zu finden und auszuschließen. Die vorliegende Arbeit analysiert am Beispiel von Bluetooth Low Energy (BLE) und Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.15.4, eine Funkkommunikation zwischen unterschiedlichen HW-Komponenten. Es wurde ein Netz konzipiert, indem beide Technologien wirksam sind. Durch Experimente an Beispielszenarien, werden beide Verfahren miteinander verglichen. Am Beispiel einiger IoT-HW werden verbreitete \IoT-Betriebssysteme vorgestellt und der Einsatz für die Netzwerkevaluation geprüft. Auch Möglichkeiten und Einschränkungen für eine Funkübertragung mit multiprotokollfähigen Netzknoten, wurden anhand eines Beispiels untersucht. Auf Basis der Recherche und Messergebnisse werden offene Fragen für weiterführende Arbeiten vorgeschlagen.



Shala, Mendrit;
On-demand quality-of-service for crucial vehicle-to-pedestrian communication. - Ilmenau. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

In den letzten Jahren haben die Fahrzeug-zu-Fußgänger (V2P) Kommunikationssysteme bei mehreren Interessengruppen, von der Wissenschaft über Normungseinrichtungen bis hin zur Industrie, zunehmend an Bedeutung gewonnen. V2P-Kommunikationssysteme bieten mehrere Komfortapplikationen, vor allem aber Anwendungen zur Erhöhung der Sicherheit von ungeschützten Verkehrsteilnehmern (VRU) im Straßenverkehr. Bis es aber zum Einsatz von V2P-Sicherheitsanwendungen im Straßenverkehr kommen kann, muss vorerst noch einigen zentralen Problemen in der Forschung nachgegangen werden. In städtischen Szenarien, in denen der Verkehr besonders dicht ist, sind Überlastungen des Kommunikationsnetzes ein großes Problem. Diese werden durch den regelmäßigen Austausch von Sicherheitsmeldungen zwischen Fahrzeugen und VRUs verursacht, was die Zuverlässigkeit dieser Kommunikation beeinträchtigt. Für ein Fahrzeug und einen Fußgänger, die unmittelbar vor einem Unfall stehen, ist es jedoch gerade wichtig, zuverlässig zu kommunizieren, und so den Unfall vermeiden zu können. Als mögliche Lösung dieses Problems stellt diese Arbeit ein neues On-Demand-Quality-of-Service Framework vor. Es verwendet einen neuen Mechanismus, der benachbarte (also die Gefahrensituation umgebende) Knoten (Fahrzeuge und Fußgänger) über den nahenden Unfall informiert und sie auffordert, die Priorität ihrer Sicherheitsmeldungen vorübergehend zu verringern. Um diese Anforderung zu vermitteln, wird eine neue Nachricht entworfen sowie ein Mechanismus zur Verarbeitung der neuen Nachricht und ein Mechanismus zur Senkung der Priorität von Nachrichten beim Empfänger. Das vorgestellte Framework basiert auf dem System "Dedicated Short Range Communication/Wireless Access in Vehicular Environments" (DSRC/WAVE) und ist rückwärtskompatibel mit seinen Protokollen. Es wird durch Simulationen validiert, bei denen mehrere Simulationswerkzeuge eingesetzt werden. Die Leistungsanalyse des Frameworks wird unter Berücksichtigung des Packet Delivery Ratio (PDR) von Sicherheitsmeldungen zwischen Fahrzeug und Fußgänger, die kurz vor einem Unfall stehen, beobachtet. Die Simulationsergebnisse zeigen eine signifikante Erhöhung der Zuverlässigkeit der Kommunikation zwischen akut unfallgefährdetem Fahrzeug und Fußgänger, und bestätigen damit, dass das vorgestellte Framework eine wertvolle Quality-of-Service Lösung sein kann.



Rolapp, Georg;
Universelles Monitoring in vermaschten Weitverkehrsfunknetzen zum Einsatz im Katastrophenfall. - Ilmenau. - 199 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

In Kommunikationsnetzwerken ist das Monitoring des Zustands der Kommunikationsverbindungen genauso wichtig, wie das Überwachen der kommunizierenden Geräte und die Verfügbarkeit der angebotenen Dienste. Vermaschte Weitverkehrsfunknetzwerke sind im Katastrophenfall schnell einsetzbar. Verbreitete Monitoring-Systeme sind häufig für den Einsatz in Unternehmensnetzwerken ausgelegt. In Funknetzwerken werden andere Anforderungen an das Monitoring gestellt. Das Monitoring-System sollte möglichst keine negativen Auswirkungen auf die Datenraten des überwachten Netzwerks haben. Sensordaten sollten u.a. zusätzlich zu den üblichen System-Metriken gesammelt werden können. Eine umfangreiche Visualisierung und Alarmierung beim Überschreiten von Schwellwerten ist essentiell. Die Eignung von verbreiteten Monitoring-Systemen für den Einsatz in vermaschten Weitverkehrsfunknetzwerken im Katastrophenfall wird in dieser Arbeit untersucht. Es werden die Grundlagen und Eigenschaften dieser speziellen Funknetzwerke beschrieben und reale Umsetzungen aufzeigt. Für den Vergleich werden Anforderungen und Metriken definiert. Verschiedene Monitoring-Systeme, die durch ihre Eigenschaften hervorstechen, werden vorgestellt. Die modernen quell-offenen und frei verfügbaren Monitoring-Systeme Icinga2 und Prometheus, welche die meisten definierten Anforderungen erfüllten, wurden in einem Testsystem installiert und qualitativ funktional sowie quantitativ anhand von Messungen verglichen. Obwohl die untersuchten Lösungen sehr unterschiedliche Ansätze verfolgen, konnte je nach Einsatz-Szenario und entsprechender Konfiguration beiden Systemen eine Eignung nachgewiesen werden.



Al Saad, Majd;
A defence mechanism for defeating forged packets attack in Software Defined Networking (SDN). - Ilmenau. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Software Defined Networking (SDN) ist ein neues Netzwerkschema, das hohe Flexibilität und einfache Verwaltbarkeit von Computernetzwerken bietet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Netzwerken, entkoppelt SDN die Steuerungsebene von den Netzwerkgeräten. Durch die Entkopplung ermöglicht SDN eine einfache Verwaltung von Netzwerkressourcen und die Bereitstellung von Netzwerkanwendungen. Daher eignet sich SDN für eine hohe Bandbreite, damit die heutigen Anwendungen eine gute Leistung erbringen können. Obwohl SDN großen Erfolg bringt, sind verschiedene Sicherheitslücken in der Struktur von SDN und im OpenFlow-Protokoll aufgetreten. Controller in SDN ist logisch zentralisiert und hat eine globale Sicht auf das Netzwerk, wodurch das Risiko besteht, dass der Controller gefährdet wird. Der SDN-Controller ist für die Planung des gesamten Netzwerkverkehrs verantwortlich. Andererseits sind die Netzwerkressourcen in SDN relativ begrenzt. Somit hat SDN eine begrenzte Verarbeitungskapazität. Daher dringen Angreifer in das Netzwerk ein und überlasten Ressourcen und Verarbeitungskapazität. In dieser Arbeit wurden verschiedene SDN-Schwachstellen untersucht sowie die aktuellen Erkennungs- und Abschwächungsmechanismen von gefälschten Paketangriffen in SDN untersucht. Darüber hinaus, wird ein neuer Abwehrmechanismus gegen böswillige Benutzer eingeführt, um einen gefährdeten SDN-Controller vor nicht authentifizierten Benutzern und die Netzwerkressourcen und -dienste vor Erschöpfung zu schützen. Ein simuliertes Modell wurde in der Ryu-Steuerung mit Unterstützung der Hardwareerweiterung in der Mininet-Simulationsumgebung implementiert. Die Ergebnisse unseres Ansatzes zeigen Leistungsverbesserungen und zeitliche Komplexität im Vergleich zum vorherigen Ansatz. Unsere erweiterte Lösung bietet einen gegenseitigen Schutz für gefährdete Controller und für gefährdete Erweiterungen. Außerdem erkennt sie böswillige Benutzer effizient im Netzwerk und reduziert sie so schnell wie möglich.



Videostreaming im drahtlosen lokalen Netz. - Ilmenau. - 81 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Viele Privathaushalte sind über einen DSL-Router an das Internet angebunden. Dieser agiert als Access Point, um ein drahtloses lokales Netz (Wireless Local Area Network, WLAN) aufzuspannen, über das verschiedene Endgeräte den Zugang zum Internet bekommen. Damit konkurrieren diese Endgeräte um die verfügbare Datenrate, was insbesondere bei Videostreaming für die Benutzer durchaus bemerkbar werden kann. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob die Qualität des Videostreams merkbar abnimmt, je mehr Endgeräte ein Video streamen. Dazu wurden mehrere Tests mit verschiedenen Videostreams und Videostreaminganbietern durchgeführt. Es wurden quantitative Größen bestimmt, auf die der Videostream untersucht wurde und diese dann mit der wahrgenommenen Qualität verglichen. Als Ergebnis konnte festgestellt werden, dass Videostreaming in einem WLAN auf mehreren Geräten gleichzeitig, unter gewissen Voraussetzungen, problemlos möglich ist.



Troci, Jurgen;
Model for evaluation of OPC-UA for Industry-4.0-compliant communication in wireless sensor networks. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

In den letzten Jahren hat Industry 4.0 aufgrund der damit verbundenen Vorteile viel Aufmerksamkeit erregt. Drahtlose Sensornetzwerke sind die Schlüsselkomponente für die erfolgreiche Umsetzung. Sichere und zuverlässige Kommunikation ist wichtig, aber gleichzeitig sind die Energieressourcen bei drahtlosen Sensornetzen sehr knapp. Dazu bedarf es einer standardisierten Kommunikationstechnologie, die Sicherheit und Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Schonung der Ressourcen bietet. Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Bewertung, ob eine Kommunikationstechnologie namens "OPC UA" diesen Anforderungen entspricht. Durch die Durchführung einer Reihe von Simulationen und die Analyse der Ergebnisse ergibt sich, dass OPC UA in der Tat eine komfortable Kommunikationstechnologie ist, mit Energieverbrauchsprofilen, die für drahtlose Sensornetzwerke geeignet sind und sehr hilfreich für Industrie 4.0-Anwendungen sind.



Next Generation Firewall - Funktionen und Grenzen. - Ilmenau. - 74 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Die vorliegende Masterarbeit handelt von Next Generation Firewalls und deren Funktionen und Grenzen. Die Arbeit ist in acht Bereiche aufgeteilt. Nach einer Einführung folgt eine Analyse klassischer Netzwerkabsicherung mit Firewalls und deren Funktionsumfang. Danach findet eine Begriffsabgrenzung von NGFWs zu diesen statt. Die formalen Anforderungen an eine NGFW werden anschließend analysiert. Die folgenden zwei Bereiche handeln von der Umsetzung der Anforderungen eines NGFW-Produkts sowie deren Funktionen, die in einer Testinstallation überprüft werden. Ein weiterer Aspekt, der beleuchtet wird, ist Datenschutz und dessen Anforderungen an einen möglichen Einsatz von NGFWs. Im Anschluss werden Vorschläge vorgestellt, wie eine NGFW datenschutzgerecht eingesetzt werden kann, um die Netzwerksicherheit zu erhöhen. Den Abschluss der Arbeit bilden ein Ausblick und eine Zusammenfassung.



Greubel, Christian;
Conception and evaluation of a modular testinfrastructure for connected-car-functions based on an ethernet-based car architecture. - Ilmenau. - 118 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Bezüglich Aufbau und Organisation des fahrzeuginternen Kommunikationsnetzwerks wird die Elektronikarchitektur der nächsten Fahrzeuggeneration von Porsche tiefgreifende Änderungen einführen. Anstatt klassischer Bus Systeme, wird die Interkommunikation der Steuergeräte durch Automotive-Ethernet und diensteorientierte Kommunikation bestimmt. Im Prozess der Absicherung von Funktionen eines Fahrzeugs werden Hardware-in-the-Loop Testsysteme für automatisiertes und manuelles Ende-zu-Ende Testen von Connected Car Diensten eingesetzt. Neue Anforderungen für das Testen von Connected Car Funktionen in dieser neuen Elektronikarchitektur werden zu einer steigenden Anzahl zu testender Ländervarianten der Steuergeräte und ihrer Software führen. Resultierend daraus, werden die aktuellen System nicht ausreichen, um die neue Architektur zu testen. In dieser Arbeit wird als erster Schritt der vorhandene Status analysiert und Anforderungen gesammelt. Basierend darauf werden mehrere Konzepte für neue Hardware-in-the-Loop Systeme entwickelt und miteinander verglichen. Das daraus entwickelte System wird anschließend mit Hilfe eines CAD Programms konstruiert, einige Komponenten des neuen Systems aufgebaut und so weit, wie es der Entwicklungsstand der neuen Fahrzeugelektronikarchitektur zulässt, validiert. Das neue Konzept enthält ein modulares Steckverbindersystem, das es flexibel und anpassbar macht. Daneben wird der Betrieb von externen Testgeräten, wie zum Beispiel ausländische Mobilfunk-Basisstationen und deren Verbindung zum Hardware-in-the-Loop-System, aufgezeigt. Weiterhin wird das neue System fernbedienbar sein und überträgt Audio und Video von den Geräten, die getestet werden, zu einem entfernten Standort.



Miethe, Sebastian;
Machbarkeitsanalyse einer Objekterkennung mittels eines Wireless-Mesh-Netzwerks. - Ilmenau. - 134 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Um die Parkplatzsuche im Parkhaus der EFS GmbH zu verkürzen, wurde der Wunsch nach einer Parkplatzbelegungsüberwachung laut. Um so wenig wie möglich Kabel verlegen zu müssen, wird ein Wireless Mesh Netzwerk verwendet, welches Sensordaten von jedem Parkplatz an eine zentrale Einheit zur Datenauswertung und -darstellung sendet. Anstatt jedoch externe Sensorik zur Erkennung der Parkplatzbelegung zu nutzen, wird in dieser Arbeit die Signalstärke der Verbindungen zwischen den Teilnehmern des Meshnetzwerks genutzt. Durch das Einsparen zusätzlicher Sensorik ergeben sich einige Vorteile wie Kostenersparnisse für Hardware und Energie, eine Platzersparnis und dadurch kleinere Bauformen, sowie weniger komplexe Schaltungen. Durch die Verwendung eines Wireless Mesh Netzwerk (WMN) wird das System ausfallsicherer und ist dynamisch erweiterbar. Fahrzeuge sind durch ihre Größe und ihre metallische Karosserie prinzipiell gut geeignet, da sie die Signalstärke zwischen zwei Meshknoten stark stören können. Jedoch müssen physikalische Effekte, wie Beugung und Reflexion beachtet werden, da diese die Messungen an benachbarten Parkplätzen beeinflussen können. Dieses Problem kann allerdings durch eine geeignete Positionierung der Meshknoten behandelt werden. Zur Realisierung des Vorhabens wurde die Wirkung eines Fahrzeugs auf den Received Signal Strength Indicator (RSSI) untersucht. Zusätzlich wurden andere Einflussfaktoren, wie die Witterung betrachtet. Anhand der Erkenntnisse wurde das System im Parkhaus praktisch erprobt und die dabei entstandenen Messkurven analysiert, um einen Algorithmus zu entwickeln, welcher den Belegungsstatus eines Parkplatzes bestimmen kann.



Zenker, Philipp;
Over-the-Air-Programmierung in Mesh-Netzwerken basierend auf Bluetooth 5.0. - Ilmenau. - 98 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Die moderne Welt wird intelligenter. Immer mehr Teile unseres alltäglichen Lebens werden technologisch aufgewertet und vernetzt. Die Geschwindigkeit, mit der elektronische Anwendungen dabei in unserem Umfeld Fuß fassen, ist in den letzten Jahren zunehmend angestiegen. Die hohe Menge an Geräten und der schnelle technische Wandel fordern neue Ansätze für ihre Vernetzung und zur Umprogrammierung Over-the-Air. Bluetooth Mesh ist eine neue Erweiterung des weitverbreitetem Bluetooth Low Energy Standards für Multi-Hop-Netzwerke mit potentiell Tausenden an Geräten. Für diese Netzwerke sollen nun Methoden zur Over-the-Air-Programmierung gefunden und untersucht werden. Dazu wurden die dazugehörigen Anforderungen in möglichen Anwendungen analysiert, potentielle Fehlerquellen und erforderliche Sicherheitsanforderungen ergründet und basierend darauf ein umfassendes Konzept entwickelt und in einer ersten Implementation getestet. Das Verfahren erweist sich dabei als tauglich, um auch größere Datenmenge in Bluetooth Mesh-Netzwerken zu verteilen und mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Umständen und Anforderungen umzugehen.