Einführung in die. Netzwerktecknik

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1 Netzwerktecknik 2 Inhalt ARP-Prozeß Bridging Routing Switching L3 Switching VLAN Firewall 3

2 Datenaustausch zwischen 2 Rechnern 0003BF447A01 Rechner A 01B765A933EE Rechner B Daten Daten 0003BF447A01 Quelle Source MAC-Header 01B765A933EE Ziel Destination 4 Probleme bei vielen Rechnern jeder Rechner muß sich alle Adressen merken woher bekommt er alle Adressen jeder Rechner muß alle Datenpakete aller Rechner sehen Bedingung: Das Netz darf nicht zu viele Rechner enthalten 5

3 Die gesamte Übertragung wird in Schichten eingeteilt. OSI-Model (7 Schichten) Anwendung Transport (Reihenfolge; Vollständigkeit [bei TCP] Netzwerk (Pfad / z.b. IP) Datenverbindung (MAC-Ebene) Physikalische Verbindung (Kabel) 6 ARP-Prozeß - 1 Die Rechner erhalten im Protokoll der Ebene 3 eine Nummer, z.b. die IP-Adresse. Damit hat der Rechner 2 Adressen. Eine in Schicht 2 und eine in Schicht 3. Die Datenübertragung erfolgt ausschließlich über die Adresse aus Schicht 2. Die Anwendung / der User kennt nur die Adresse aus Schicht 3 - oder einen Namen nach einer anderen Absprache (DNS u.a.) 7

4 ARP-Prozeß B3 57 8A ARP-Request 4 Daten 4 5 F9?? 5 F9 7C Wer ist 5? F9 FF ARP-Response F9 7C 5 = 7C Daten 4 5 F9 7C 8 Bridge 0FE5 78B4 664F 0815 Die Bridge sperrt unnötigen Datenverkehr und verhindert so, daß alle Pakete an alle Rechner geschickt werden MAC-Tabelle 0815 E F 78B4 0FE5 E223 9

5 Problem beim Bridging Broadcast-Pakete werden in alle Richtungen weitergeleitet. Insbesondere Novell-, AppleTalk- und Windows-Protokolle benutzen intensive Broadcast-Pakete um sich untereinander zu verständigen. Da jeder Rechner jedes Brodcast-Paket bearbeiten muß, auch die fremder Protokolle, belastet eine hohe Zahl von Broadcastpaketen die Performance der Rechner (allg. CPU-Last und IO-Prozesse) 10 Bridging oder Routing? Router leiten keine Broadcasts weiter. Das Netz wird in verschiedene Broadcast-Domains aufgeteilt. Transport-Protokolle (z.b. IP) müssen Routing unterstützen. (Geht z. B. nicht bei Netbios ) Prozesse, die auf Broadcast aufbauen funktionieren nicht über Router hinweg (z.b. DHCP). 11

6 Routing Router Router Routing - 2 A. 1 A. 2 A. 3 Netz A Netz. Host Router 1 A. 4 B. 17 E.5 Netz E E.38 C. 8 Router 2 B. 1 B. 2 Netz B B. 3 C. 1 C. 2 Netz C C. 3 13

7 Routing - 3 A. 1 A. 2 Router 1 A. 4 B. 17 B. 1 B. 2 Netz A A. 3 E.5 Netz E B. 3 Netz B A.1 sendet ein Paket an A.3 Aufgrund der gleichen Netznummer wird die MAC-Adresse via ARP ermittelt und das Paket übertragen. E.38 Router 2 C. 8 C. 1 C. 2 Netz C C Routing - 4 A. 1 A. 2 Router 1 A. 4 B. 17 B. 1 B. 2 Netz A A. 3 E.5 Netz E B. 3 Netz B A.1 sendet ein Paket an C.3 A.1 erkennt, das C.xx nicht im gleichen Netz liegt. E.38 C. 8 C. 1 C. 2 A.1 sendet das Paket an sein Router 2 Gateway (Router 1), d.h. an A.4. (Normaler ARP-Prozeß) C. 3 Netz C 15

8 Routing - 5 A. 1 A. 2 Router 1 A. 4 B. 17 B. 1 B. 2 Netz A A. 3 Router 1 weis von Router 2, das dieser den weiteren Weg nach Netz C kennt. (Routingprotokoll, z.b. Rip,OSPF, BGP,...) Er schickt das Paket zur E.38 Der MAC-Header wird geändert. E.5 Netz E Router 2 E.38 C. 8 Daten A.1 C.3 003fa43cb aa3c427b Netz B B. 3 C. 1 C. 2 Netz C C Routing - 6 A. 1 A. 2 Router 1 A. 4 B. 17 B. 1 B. 2 Netz A A. 3 Router 2 schickt das Paket an C.3 im lokal angeschlossenen Netz C.3 lernt dabei als Absender A.1 und die MAC-Adresse von C.8 (Router 2) E.5 Netz E Router 2 E.38 C. 8 Netz B B. 3 C. 1 C. 2 Netz C C. 3 17

9 HD-Net - aktuell Institutsnetz FDDI 100 Mb/s Campus-Router cr Switching - 2 Shared Medium Hub: Shared Medium Switch: Dedizierte Leitungen 20

10 Vergleich: Switching Routing Paketsteuerung in Schicht 2 (Layer 2 - MAC) Kein Routing. Alle Protokolle werden gleich und durchlässig behandelt. Alle angeschlossenen Hosts und Segmente sind in der gleichen Broadcast-Domain. Kein Umschreiben der Frames. Die Weiterleitung der Pakete geschieht sehr schnell. Paketsteuerung in Schicht 3 (Layer 3 - IP, IPX, AT, DEC,...) LAN-Funktionen entfallen (Broadcast). Unterscheidung der Protokolle. Umschreiben des MAC-Headers. Alle Routing-Entscheidungen werden von einer CPU getroffen, die das Protokoll anlysieren muß - Routing ist langsam. 21 Was ist ein Layer 3 - Switch??? Ein Etikettenschwindel! Ein ganz normaler Router, aber mit schnellerer Hardware. Ein Router mit ASICS ist also ein Switch? Woher kommt der Begriff L3-Switching? 22

11 o Histerische Entwicklung Ethernet Bridge Router funktioniert auch ohne aktive Netzkomponenten super für alle großen existierenden Netze lösen das Broadcast-Problem schnelle Multiport-Bridge Switch Lastverringerung im LAN und kleinere Collision Domains (wie schon bei der Brigde). Router mit schneller Hardware Routing mit gleicher Geschwindigkeit wie Switching L3-Switch 23 Brigde (-Switch; MAC-Router ) Schaut auf das Ziel des -Headers Vergleicht die Adresse mit seiner Tabelle Legt den Ausgangsport fest Daten fa43cb aa3c427b Router (L3-Switch; IP-Bridge ) Schaut auf das Ziel des L3-Headers Vergleicht die Adresse mit seiner Tabelle Legt den Ausgangsport fest 24

12 VLAN - 1 Switch mit bis zu 80 Ports Probleme eine einzige Broadcast-Domain Keine logische Trennung für z.b. DHCP-Server, Novell-Fileserver, etc. möglich 25 VLAN - 2 Router Ports als VLAN 1 definieren. Datenverkehr (auch Broadcast) nur in VLAN 1. Kein Datenverkehr zwischen den VLANs möglich! Verbindung nur über Router. Ports als VLAN 2 definieren. Datenverkehr (auch Broadcast) nur in VLAN 2. 26

13 HD-Net - neu Institutsnetz 1 Gb/s Campus-Verteiler (Switch oder Router) 29 VLAN - 3 VLAN 1 VLAN 2 L3 Backbone L3 Über den Backbone geht nur der zwischen den VLANs zu routende Verkehr. VLAN 3 30

14 VLAN - 4 VLAN 3 VLAN 1 VLAN 2 L3 Backbone L3 Der gesamte Broadcast von VLAN 3 wird über den Backbone übertragen. VLAN 3 31 Probleme mit VLANs VLAN 3 VLAN 1 VLAN 2 L3 Backbone L3 VLAN 2 Verbindung funktioniert Verbindung defekt VLAN 3 32

15 Probleme mit VLANs - 2 EDV-Dosen mit Doppelinserts Wer darf wo am Switch patchen? Wandern zwischen den VLANs im gleichen Gebäude oder Raum. Broadcast im Backbone Unterschiedliche IP-Netze in einem VLAN? aber Broadcast-Domaine für IPX oder AT über wieviele Ports/Interfaces? Wer sucht die Fehler in so einem Netz? 33 VLANs & Security Was ist bei den folgenden Verbindungen erlaubt? Backbone 34

16 VLANs & Security VLAN 3 VLAN 1 Was ist bei den folgenden Verbindungen erlaubt? Backbone VLAN 2 VLAN 2 Und nun garnieren wir dieses leicht zu handhabende Netz noch mit einigen VLANs. VLAN

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