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1Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04

Computernetze

Netzstruktur für kleine Netze-abgeschlossenes Netz LAN=Local Area Network

Hub, Switch oder Access Point

PCPC PC PC

Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 2


LAN Technologie

LAN mit Übergängen zu anderen Netzen

zum anderen Netz

Router(mit Switch, optional auch Accessp.)

PCPC PC PC



LAN Technologie

Die PC‘s benötigen eine Netzansteuerung (Netzcontroller, als Netz(werk)karte oder „on board“):

Transferrate: 10/100Schnittstelle: PCIAnschlüsse: RJ45Standard: IEEE 802.3, IEEE 802.3uZubehör: Handbuch, Treiber-DisketteBesonderheiten: Boot ROM



LAN Technologie

Switch: SchalterEine Verbindung zwischen zwei PC‘s wird hergestellt.

Verbindung über ein Netzwerkkabel (twisted pair) mit RJ45 Steckern.

Ports: 8Anschlüsse: 8x RJ45Transferrate (MBit): 10/100Vorderseite: Power und Geschwindigkeits LEDsRückseite: 8x RJ45



LAN Technologie

„wireless“ LAN:Kabel werden durch eine Funkverbindung ersetzt.Ein Switch enthält als Zusatz den Accesspoint.

Anschluss/Typ: ACCESSAnschlüsse: LANTransferrate (MBit): 54Standard: IEEE 802.11g, IEEE 802.11bVorderseite: LEDs



LAN Technologie

Vereinfachte (veraltete) Variante des Switch: HubEin PC sendet, alle anderen empfangen. Verhalten wie bei einem

Bus.

1. Adressen: Jeder Netzwerkcontroller hat eine eindeutige Adresse (MAC-Adresse). Die gesendeten Daten enthalten eine MAC-Adresse (Empfänger).

2. Switch: Kennt die MAC‘s der Controller im LAN. Liest sie aus den Datenpaketen heraus und sendet die Pakete an den Empfänger.

3. Hub: Alle Controller empfangen die Datenpakete. Nur der Empfänger fühlt sich angesprochen und übernimmt die Daten.



WAN Technologie

Durch Koppeln von LAN‘s entsteht ein WAN (Wide Area Network).

Router

LANLAN

LAN

LAN



WAN Technologie

Jeder Router ist in mindestens zwei LAN‘s integriert und hat daher mindestens zwei MAC-Adressen.

Wird z.B. ein PC als Router verwendet, so benötigt er zwei Netzwerkcontroller.

Für den Datenverkehr im WAN sind die MAC-Adressen nicht geeignet. (MAC: Herstellercode + laufende Nummer; nicht strukturiert für eine ökonomische Zustellung)

Stattdessen: Internetadressen (IP-Adressen)!!



WAN, Internet

Internetadressen

Gatekeeper.informatik.fh-dortmund.de

193.25.22.8432-bit Adresse, interpretiert durch vier 8-bit Zahlen



TCP/IP

TCP/IPWas bedeutet die Abkürzung TCP/IP? 1. IP steht für Internet Protocol, 2. TCP ist die Abkürzung für Transfer Control

Protocol.

Beide Namen bezeichnen zwei Ebenen des Schichtenmodells einer Datenkommunikation. Dabei kann man sich den Begriff Protokoll vielleicht am einfachsten als Sammlung von Vorschriften vorstellen, die beim Datenaustausch eingehalten werden müssen.



TCP/IP

Die Daten werden von IP als Pakete übertragen, von TCP in der Regel zu einem „Datenstrom, -stream“ zusammen-gefasst.

Paket (div. Verwaltungsfelder weggelassen)

MAC-Adr. IP-Adr. IP-Abs. Daten

Controller: lesen nur die MAC-Adr. Die Router lesen die IP-Adresse und schreiben neue MAC-Adressen.



Internetadressen

DNS Das DNS (Domain Name System) gliedert das Internet in so genannte DNS-Domänen. Eine Domäne ist ein Verwaltungsbereich, der ein oder mehrere Netzwerke zusammenfasst und die Adressierung der Rechner mit einem symbolischen Namen erlaubt. Name- Server: Namen 32 bit-InternetadressenBeispiel: Internetadresse www.fh-dortmund.dede => TopLevel Domainfh-dortmund => SubDomainwww => Rechnername



IP-Adressen

IP-Adressen strukturieren das Internet in Form von Teilnetzen und den darin befindlichen Rechnern. Man unterscheidet hierbei drei Klassen, die jeweils eine andere Interpretation einer Adresse a.b.c.d haben.

Klasse Netzwerkteil Rechnerteil A a b.c.d B a.b c.d C a.b.c d



IP-Adressen

IP-Adresse der Klasse C

193.25.22.84193.25.22 Adresse des Netzes des FB Informatik der FH DO84 Rechnernummer (hier gatekeeper)



IP-Adressen für lokale Netze

Die offizielle Internet-Behörde IANA hat IP-Adressen für private Netzwerke reserviert. Private Netzwerke können in allen Klassen verwendet werden. Klasse Adressbereich bis--------------------------------------------------------- A 10.0.0.0 10.255.255.255 B 172.16.0.0 172.31.255.255 C 192.168.0.0 192.168.255.255---------------------------------------------------------



Netzwerkmaske

Um Rechner einer Netzwerkadresse zuzuordnen (bzw. in Teilnetze zu unterteilen, siehe weiter unten) werden Netzwerkmasken verwendet.

Die Standard Netzwerkmaske für Klasse C Netze ist:

255.255.255.0 => 11111111.11111111.11111111.00000000



Netzwerkadresse

Als Netzwerkadresse wird der Netzwerkanteil der IP-Adresse verwendet, der Rechneranteil ist der Wert 0. Die Netzwerkmaske wird mit der IP-Adresse UND-Verknüpft, daraus ergibt sich die Netzerkadresse.

Beispiel: Maske 255.255.255.0 => 11111111.11111111.11111111.00000000IP 192.168.100.10 => 11000000.10101000.01100100.00001010

Netz 192.168.100.0 => 11000000.10101000.01100100.00000000



Teilnetze

Über die Netzwerkmasken kann das Netzwerk auch in Teilnetze unterteilt werden, in dem man Rechneradressen zur Bildung der Netzwerkadressen nimmt.

In einem Klasse C - Netz können 254 Rechner adressiert werden, es kann sinnvoll sein, Netzwerke in kleinere Einheiten zu unterteilen.



Teilnetze, Beispiel

Um das Netzwerk in vier Teile zu zerlegen (Klasse C Netz),

sind zwei der acht Bit der Rechneradresse für die Bildung

des Teilnetzes zu verwenden.

NETZ NETZWERKADRESSE Binär (Rechneranteil)

---------------------------------------------------------

Teilnetz 1 192.168.100.0 00 000000

Teilnetz 2 192.168.100.64 01 000000

Teilnetz 3 192.168.100.128 10 000000

Teilnetz 4 192.168.100.192 11 000000

---------------------------------------------------------

Die Netzwerkmaske zur Isolierung der Netzwerkteile wäre nun: 255.255.255.192 => 11111111.11111111.11111111.11000000



Teilnetze, Beispiel

Beispiel zur Berechnung der Netzwerkadresse; Teilnetz 3 Maske 255.255.255.192 => 11111111.11111111.11111111.11000000IP 192.168.100.135 => 11000000.10101000.01100100.10000111 -----------------------------------Netz 192.168.100.128 => 11000000.10101000.01100100.10000000

Die Masken der Teilnetze haben die Form .11111000



Broadcast

Um Rechner eines Teilnetzes Informationen zu übermitteln verwenden lokale Netzwerke Rundrufverfahren (Broadcasting).

Broadcast - Adressen berechnen sich aus der ODER-Verknüpfung der Netzwerkadresse mit der invertierten Netzwerkmaske. Als Standard Broadcast - Adresse ohne Teilnetze für das Klasse C Netz ergibt sich die Adresse 192.168.13.255



Zusammenfassung Standard C Netz: Netzwerkparameter Wert-----------------------------------------------------IP-Adresse / Netzwerk 192.168.100.0IP-Adresse / Rechner 10IP-Adresse 192.168.100.10Netzwerkmaske 255.255.255.0Broadcast-Adresse 192.168.100.255-----------------------------------------------------



Zentrale IP-Konfiguration mit DHCP DHCP bietet für IP-Netzwerke ein Client-Server basierendes Programmsystem zur Konfiguration aller Netzwerkparameter. DHCP basiert auf dem Netwerkprotokoll BOOTP das "diskless" Systemen (Rechner ohne eigenes Speichermedium) das Laden des Betriebssystems und der benötigten Netzwerkparameter erlaubt.

IP-Adresse wird automatisch geliefert!Kann beim Hochfahren zu Totzeiten führen.



Namensserver

Z. B. InternetbrowserEs wird eingetippt: www.google.deWie kommt man zu der Internetadresse?Die symbolische Adresse wird an einen Name-Server gesendet: Zurück kommt die Internetadresse.

Die Internetadresse des Name-Servers muss bekannt sein!



MAC-Adresse IP-Adresse

Ein Rechner benötigt die MAC-Adresse des Routers (Gateway).

Broadcast in das Teilnetz:Angabe der Internetadresse des Gateway, gesucht die MAC-Adresse.Der Gateway erkennt über seine IP-Adresse die Anforderung und gibt die MAC-Adresse zurück.



MAC-Adresse IP-Adresse

Der Gateway benötigt alle IP-Adressen und die dazu gehörenden MAC-Adressen des Teilnetzes:

Broadcast an alle Rechner im Teilnetz! Jeder Rechner antwortet mit seinen entsprechenden Werten.



Gateway

Gateway ist ein Rechner, der Verbindung zwischen zwei Rechnernetzen herstellt. Er ist für die netzwerk-übergreifende Vermittlung von Datenpaketen verantwortlich. Meist wird auch ein Gateway - Rechner als Router bezeichnet. Wohin sendet ein Router (Gateway) die Pakete, die nicht für das Teilnetz bestimmt sind?

Er hat Routing-Tabellen, die Pakete werden zu einem anderen Gateway des Teilnetzes weitergeleitet.



Eigenschaften bei TCP/IP

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