Video und Netzwerktechnik GRUNDLAGEN

Transkript

1 Video und Netzwerktechnik GRUNDLAGEN 1

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8 Verschiedene Fachbegriffe erklärt. Was ist eigentlich ein Netzwerk? Im Allgemeinen ist ein Netzwerk eine Gruppe miteinander verbundener Systeme, die in der Lage sind, untereinander zu kommunizieren. Sobald auch nur zwei Rechner oder Komponenten miteinander verbunden sind und Daten austauschen können, spricht man bereits von einem Netzwerk in der kleinsten Variante. Die Struktur der Verbindungen zwischen den Stationen eines Netzes wird als Topologie bezeichnet. Local Area Network ( LAN ) LAN steht für Local Area Network. Sie erfordern von den Anwendern meist keine speziellen Kenntnisse. Durch den begrenzten Umfang der LANs (sie breiten sich nur in einzelnen Abteilungen oder Firmen aus) sind sie relativ leicht zu überschauen. Ein LAN besteht aus einzelnen Rechnern, die miteinander verbunden sind. Die Ausstattung der Rechner richtet sich nach den Aufgaben, die durch die Rechner erfüllt werden sollen. Woraus besteht ein LAN? mindestens einen File-Server für den gesamten Datenbestand eine Reihe von Computern, die so genannten Arbeitsstationen Verbindungskabel Netzwerkkarten Switch / HUB Router 8

9 Wide Area Network ( WAN ) Ein Wide Area Network zeichnet sich durch eine unbegrenzt geographische Ausdehnung aus. In seiner klassischen Form ist ein WAN ein Verbindungsnetzwerk für räumlich getrennte Rechenanlagen. In Bezug auf die Übertragungswege der Daten werden dabei öffentliche Leitungen herangezogen. Firmen können ein WAN als sichere Verbindung zwischen zwei oder mehr LAN's nutzen. Client Server Network Diesen Netzwerktyp findet man häufig in verteilten Umgebungen, in denen große Datenbanken implementiert sind. Die Bearbeitung einer Datenbank nach dem File-Server-Prinzip hieße, daß riesige Datenbankteile über das Netz auf die Workstation transferiert werden müßte, wenn z.b.. Änderungen vorgenommen werden. Solche Aktionen würden logischerweise das Netz außergewöhnlich belasten. Zu diesem Zweck gibt es Abfragesprachen, die eine Datenbankanforderung in einen Request verpacken. Die Anfrage geht über das Netz, die verarbeitete Antwort, der Response, kommt zurück. Die Rechenleistung findet auf dem Server statt. Es gehen also nur Requests und Responses über das Netz. Web-Server Ein Webserver ist ein Programm, das am Server angefragte Webseiten dem Client über das Hypertext-Übertragungsprotokoll (HTTP) bereitstellt. Bekannte Webserver sind der Internet Information Server von Microsoft, der Enterprise Server von Netscape und das Open-Source-Programm Apache. Häufig wird auch der Rechner selbst, auf dem das Webserver-Programm läuft, als Webserver bezeichnet. 9

10 Mail-Server / SMTP Von Mail-Servern werden s transportiert und zwischengelagert, sie funktionieren also wie ein Postamt. Die persönliche Post kann von einem solchen Mail-Server heruntergeladen, oder umgekehrt zum Weiterversand an diesen Server geschickt werden. Dabei hat jeder Benutzer auf dem Mail-Server ein virtuelles Postfach, in dem seine Post lagert und das mit einem Passwort gegen unbefugten Zugriff geschützt ist. Die Adresse eines Servers ist gleichzeitig der Teil einer Mail-Adresse, der nach in einer -adresse folgt. FTP-Server FTP ist eines der ältesten und auch solidesten Protokolle, die heute im Internet eine tragende Rolle spielen. Es wurde entwickelt um Datentransfer zwischen zwei Rechnern zu regeln. Dies geschieht, indem zwischen Server und Client zwei Verbindungen erzeugt werden. Einen Steuerkanal zur Kommandoübertragung und einen Datenkanal. Gateway-Server Ein Gateway-Server ist ein Rechner oder Router, der den angeschlossenen Netzen oder Geräten eine Kommunikationsleistung zur Verfügung stellt. Oft stellt er eine Verbindung zum Internet her und wird deswegen auch als Tor zum Internet bezeichnet. Ein Beispiel: Ein leistungsfähiger Großrechner wird als Gateway-Server genutzt um den angeschlossenen Rechnern einen zentralen Zugang zu Datenbanken und anderen Netzen (z.b. Internet) ermöglichen. 10

11 DNS (Domain Name System) Das Domain Name System ist ein verteiltes System zur Konvertierung von Rechnernamen in IP -Adressen. Es kennt keine zentrale Datenbank mit der gesamten Information über die Rechner im Internet. Die Informationen werden über Tausende von so genannten Name-Servern verteilt. Eine DNS-Datenbank setzt sich aus mehreren Zonen zusammen. Man findet Informationen über eine Domain, indem man Zeigern (Pointer) von der Root-Domain (Root-Server) durch die untergeordneten Domains bis zur Ziel-Domain folgt. Die oberste Zone ist die Root-Domain. Nach ihr folgt die Top Level Domain (z. B..de,.com,.uk,...). Wenn diese gefunden wurde wird die Second Level Domain (z.b. tecchannel.de) gesucht. Enthält die Adresse noch eine Sub-Domain (z.b. xyz.tecchannel.com), so wird auch diese gesucht. Wenn man eine Internetseite besuchen will, gibt man eine Internet-Adresse im Browser ein. Diese muss, um erreicht zu werden, in eine IP-Adresse umgewandelt werden. Dazu wird die Adresse beim nächstgelegenen Name-Server abgefragt. Kennt dieser die Adresse nicht, kontaktiert er einen Root-Server, welcher die Adressen aller Name-Server für Second Level Domains kennt. Von dort aus wird die Anfrage so lange weitergereicht bis entweder irgendein Name-Server sie auflöst oder als fehlerhaft erkennt. Meist sind also mehrere Server an der Umwandlung einer Internetadresse in eine IP-Adresse beteiligt. Aus diesem Grund wird keine Datenbank mit allen IP-Adressen und Domain-Namen benötigt. DynDNS oder DDNS (Dynamic Domain Name System) DynDNS oder DDNS (dynamischer Domain-Name-System-Eintrag) ist ein System, das in Echtzeit Domain-Name-Einträge aktualisieren kann. Mit dem Begriff können mehrere Netzwerkdienste gemeint sein: - einerseits ein DNS-Host-Dienst, der die IP-Adressen seiner Clienten in einer Datenbank bereit hält (oft DynDNS genannt) - andererseits ein Aktualisierungsmechanismus für DNS-Einträge, der vom Programm nsupdate implementiert wurde (oft DDNS genannt). Mit diesem System kann ein Domainname einer sich ändernden IP zugewiesen werden. 11

12 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) In Netzwerken ist DHCP das gängige praktizierte Verfahren zur Vergabe von IP-Adressen. D. h. bei Einwahl in ein Netzwerk wird beim LogOn dem Client durch das DHCP automatisch eine freie IP-Adresse, aus einem vorgegebenen Adressenbereich, dynamisch (zeitweise) zugeordnet (dynamische IP-Adresse). Nach dem LogOff (bzw. Beenden der Verbindung) ist diese IP-Adresse wieder verfügbar und kann einer anderen Verbindung zugeordnet werden. DHCP hat den Vorteil, das die Pflege weniger zeitaufwendig ist, da keine Arbeiten an den einzelnen Clients erforderlich sind. Adresskonflikte gehören der Vergangenheit an, da der DHCP-Server die Vergabe der IP-Adressen zentral steuert. DMZ (DeMilitarized Zone) In der militärischen Fachsprache ist ein DMZ ein Bereich des Landes, das als Puffer zwischen zwei Feinden dient. Das weithin bekannteste DMZ in der Welt ist das DMZ, das Südkorea vor Nordkorea schützt. In der Netzsicherheit Fachsprache ist ein DMZ ein Netz, das als Puffer zwischen einem sicheren geschützten internen Netz und dem unsicheren Internet dient. NAT Network Address Translation (NAT) ist in Rechnernetzen der Sammelbegriff für Verfahren, um automatisiert und transparent Adressinformationen in Datenpaketen durch andere zu ersetzen. Diese kommen typischerweise auf Routern und Firewalls zum Einsatz. 12

13 Port Forwarding Eine Portweiterleitung (engl. Port Forwarding) erlaubt es, Verbindungen über frei wählbare Ports zu Computern innerhalb eines Netzes weiterzuleiten bzw. (im Unterschied zu reinem NAT) diese auch zu initiieren, also einen Verbindungsaufbau von Aussen zu einem hinter einer Weiterleitung liegenden Client anzustoßen. Die eingehenden Datenpakete werden hierbei per Destination NAT und die ausgehenden Pakete per Source NAT maskiert, um sie an den anderen Rechner weiterzuleiten bzw. den Anschein zu erwecken, die ausgehenden Pakete kämen von dem Computer, der die Portweiterleitung betreibt. Ein Router, der beispielsweise mit einem privaten lokalen Netz und dem Internet verbunden ist, wartet dabei an einem bestimmten Port auf Datenpakete. Wenn Pakete an diesem Port eintreffen, werden sie an einen bestimmten Computer und evtl. einen anderen Port im internen Netzwerk weitergeleitet. Alle Datenpakete von diesem bestimmten Computer und Port werden, wenn sie zu einer eingehenden Verbindung gehören, per NAT so verändert, dass es im externen Netz den Anschein hat, der Router würde die Pakete versenden. Durch Portweiterleitung wird es Rechnern innerhalb eines LAN welche von einem externen Netz nicht direkt erreichbar sind somit möglich, auch außerhalb dieses Netzes, so z. B. auch im Internet als Server zu fungieren, da diese somit über einen festgelegten Port (und mittels IP-Masquerading) eindeutig ansprechbar gemacht werden. VPN Ein Virtual Private Network (VPN) (dt.: virtuelles privates Netzwerk) ist ein Computernetz, das zum Transport privater Daten ein öffentliches Netz (zum Beispiel das Internet) nutzt. Es ermöglicht somit eine sichere Übertragung über ein unsicheres Netzwerk. Teilnehmer eines VPN können Daten wie in einem internen LAN austauschen. Die einzelnen Teilnehmer selbst müssen hierzu nicht direkt verbunden sein. Die Verbindung über das öffentliche Netz wird üblicherweise verschlüsselt. Der Begriff Private impliziert dies jedoch nicht, wie vielfach angenommen. Eine Verbindung der Netze wird über einen Tunnel ermöglicht. Meist wird der Tunnel dabei gesichert, aber auch ein ungesicherter Klartexttunnel ist ein VPN. 13

14 PoE (Power over Ethernet) Ethernet-fähige Geräte werden über das Twisted-Pair-Kabel mit Energie versorgt. Dabei werden entweder die ungenutzten Adern der Leitung verwendet, oder es wird zusätzlich zum Datensignal ein Gleichstromanteil über die vier verwendeten Adern übertragen. Entsprechend ausgelegte Geräte werden mit 48 V und bis zu 15,4 Watt versorgt. Eine Logik stellt sicher, dass nur PoE-fähige Geräte mit Energie versorgt werden. NTP Das Network Time Protocol (NTP) ist ein Standard zur Synchronisierung von Uhren in Computersystemen über paketbasierte Kommunikationsnetze. Port Hinter jedem Port steht eine Anwendung wie zum Beispiel: http, ftp, smtp, telnet usw. 14

15 Das Internetprotokoll TCP/IP Aufbau einer IP Adresse Um eine Kommunikation zwischen zwei technischen Geräten aufzubauen, muss jedes der Geräte in der Lage sein, dem anderen Gerät Daten zu senden. Damit diese Daten bei der richtigen Gegenstelle ankommen, muss die Gegenstelle eindeutig benannt (adressiert) werden. Dies geschieht in IP-Netzen mit einer IP-Adresse. z.b: oder Des Weiteren wurde festgelegt welche Adressen öffentlich und welche Privat im LAN genutzt werden. LAN (10/8 prefix) (172.16/12 prefix) ( /16 prefix) Die IP Adressen sind immer fortlaufend. Die Subnetmask Eine Netzmaske ist genau so lang wie die IP-Adresse, auf die sie angewendet wird (also 32 Bit bei IP-Version 4 und 128 Bit bei IP- Version 6). Alle Bits des Netzwerkteils sind auf 1 und alle Bits des Geräteteils auf 0 gesetzt. z.b: oder Der nutzbare Adressraum eines Netzes ist durch die Netzmaske definiert : Kein IP-Subnetz, einzelne IP (auch /32) : Subnetz für 2 Rechner (auch /31) : Subnetz für 4 Rechner (auch /30) : Subnetz für 8 Rechner (auch /29) : Subnetz für 16 Rechner (auch /28) 15

16 : Subnetz für 32 Rechner (auch /27) : Subnetz für 64 Rechner (auch /26) : Subnetz für 128 Rechner (auch /25) : Subnetz für 256 Rechner (auch /24) : Subnetz für 512 Rechner (auch /23) : Subnetz für 1024 Rechner (auch /22) Genau genommen müßen von dieser Tabelle je zwei Rechner abgezogen werden. Die erste Adresse ist für das Subnetz selbst und die letzte für den Broadcast reserviert. Die Gateway IP - Adresse Die IP - Adresse ist der "Torweg" zwischen verschiedenen Netzen, z.b. einem lokalen Netz und dem Internet. Der Gateway-Rechner oder Router kann Protokolle ineinander übersetzen und kennt die Adressbereiche, die hinter ihm liegen. Die IP Adresse muss immer im selben IP-Netz der Clients sein. oder z.b: IP-Adresse : Subnetzmaske : Standardgateway : z.b: IP-Adresse : Subnetzmaske : Standardgateway :

17 Aufgaben: Welche Netzwerkgeräte können miteinander kommunizieren? IP: IP: SubN: SubN: IP: IP: SubN: SubN:

18 Welche Netzwerkgeräte können miteinander kommunizieren? IP: IP: SubN: SubN: IP: IP: SubN: SubN: GW:

19 Welche Netzwerkgeräte können miteinander kommunizieren? IP: IP: SubN: SubN: GW:

20 Wichtige Funktionen unter MS Windows. Die Eingabeaufforderung von Microsoft ist eines der wichtigsten Programme um IP Konfigurationsfehler zu finden. Sie erreichen das Programm über den Button: Start -> Ausführen. Geben Sie im Eingabefeld die Buchstaben cmd ein und bestätigen sie dies mit dem OK Button. Cmd = Command 20

21 Feststellen der IP Konfiguration des Rechners. Durch Eingabe und Bestätigung von ipconfig erhalten Sie die PC IP-Adresse. * Durch Eingabe von ipconfig /all sehen sie alle Einstellungen des Netzwerkadapters. * 21

22 Prüfen der Verbindung Durch Eingabe und Bestätigung von ping <ziel> senden Sie vier Datenpakete an das angegebene Ziel. Das Ziel sendet Ihnen auf jedes Paket eine Antwort. Sollten Sie einen Time out bekommen ist die Konfiguration Ihrer IP Einstellung oder die Adresse des Zieles nicht richtig. Prüfen der DNS Funktion Möchten Sie die DNS Namensauflösung prüfen geben Sie folgendes ein: ping <ziel name> * * 22

23 Darstellung eines kleinen Netzwerkes mit Internetzugang über einen Router. 23

24 Port Forwarding eines Cisco Routers 24

25 DDNS eines Cisco Routers 25

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