Inhaltsverzeichnis. Danksagungen 17. Einleitung 19. Die Schicht der Netzwerkschnittstelle 27 1 Technologien für das LAN (Local Area Network) 29

Transkript

1 Danksagungen 17 Einleitung 19 Wer dieses Buch lesen sollte 20 Erforderliche Vorkenntnisse 21 Gliederung des Buchs 21 Netzwerkmonitor-Aufzeichnungen 22 Auf der Begleit-CD 22 Verzichtserklärung: Websites von Drittanbietern 23 Systemanforderungen 23 Anmerkungen für Lehrer und Dozenten 23 Neue Inhalte in dieser Ausgabe 24 Weitere Onlineinhalte 26 Support 26 Die Schicht der Netzwerkschnittstelle 27 1 Technologien für das LAN (Local Area Network) 29 LAN-Einkapselung 30 Ethernet 31 Ethernet II 31 IEEE IEEE SNAP 38 Spezielle Bits in Ethernet-MAC-Adressen 41 Token Ring 42 IEEE IEEE SNAP 46 Spezielle Bits in Token Ring MAC-Adressen 47 FDDI 48 FDDI-Frameformat 48 FDDI SNAP 51 Spezielle Bits in FDDI-MAC-Adressen 53 IEEE802.il 53 IEEE Frameformat 53 IEEE SNAP 57 Zusammenfassung 58 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 Technologien für das WAN (Wide Area Network) 59 WAN-Einkapselung 60 Punkt-zu-Punkt-Protokoll 61 PPP über asynchrone Verbindungen 63 PPP über synchrone Verbindungen 64 Maximale PPP-Emfpangsgröße 65 PPP-Multilinkprotokoll 65 Frame Relay 67 Frame Relay-Einkapselung 68 Zusammenfassung 71 Das ARP-Protokoll (Address Resolution Protocol) 73 ARP im Überblick 74 ARP-Cache oder Nachbarcache 75 ARP-Framestruktur 76 Das ARP-Protokoll in Windows Server 2008 und Windows Vista 78 Adressenauflösung 79 Erkennung von Adressduplikaten 82 Nachbar-Nichterreichbarkeitserkennung 85 ARP-Registrierungswerte 87 Invertiertes ARP (InARP) 88 Proxy-ARP 89 Zusammenfassung 91 Punkt-zu-Punkt-Protokoll (PPP) 93 PPP-Verbindungsprozess 94 Phase 1: PPP-Konfiguration unter Verwendung von LCP 94 Phase 2: Authentifizierung 95 Phase 3: Callback 95 Phase 4: Protokollkonfiguration mit NCPs 95 Beenden der PPP-Verbindung 95 Das LCP-Protokoll (Link Control Protocol) 96 LCP-Optionen 97 Der LCP-Aushandlungsprozess 99 PPP-Authentifizierungsprotokolle 100 Das PAP-Protokoll 101 Das CHAP-Protokoll 103 Das MS-CHAP v2-protokoll 105 Das EAP-Protokoll 107 Rückruf und das CBCP-Protokoll 112 Netzwerksteuerungsprotokolle 112 Das IPCP-Protokoll 113 Das CCP-Protokoll 114 Das ECP-Protokoll 116

3 Ein Beispiel aus dem Netzwerkmonitor 116 PPP über Ethernet 117 Die PPPoE-Suchphase 118 Die PPPoE-Sitzungsphase 119 Zusammenfassung 120 Teil B Protokolle der Internetschicht Grundlagen des IP-Protokolls (Internet Protocol) 123 Einführung in IP 124 IP-Dienste 124 IP-MTU 126 IP-Datagramm 127 IP-Header 128 Version 128 Internet-Header-Länge 128 Diensttyp 129 Gesamtlänge 133 Kennung 134 Flag 134 Fragmentoffset 134 TTL (Time To Live) 134 Protokoll 136 Headerprüfsumme 137 Quelladresse 137 Zieladresse 137 Optionen und Füllbytes 137 Fragmentierung 138 Fragmentierungsfelder 138 Ein Fragmentierungsbeispiel 140 Ein Beispiel für das Zusammensetzen von Fragmenten 143 Fragmentierung eines Fragments 144 Vermeidung der Fragmentierung 145 Fragmentierung und TCP/IP für Windows Server 2008 und Windows Vista 148 IP-Optionen 148 Kopie 149 Optionsklasse 149 Optionsnummer 149 Strenges und lockeres Quelirouting 152 IP-Routerwarnung 156 Internet-Zeitstempel 157 Zusammenfassung 159

4 Das ICMP-Protokoll (Internet Control Message Protocol) i6i Die ICMP-Nachrichtenstruktur 162 ICMP-Nachrichten 164 ICMP-Echo und Echoantwort 164 Die ICMP-Nachricht Ziel nicht erreichbar" 166 PMTU-Ermittlung 170 ICMP-Nachricht Quelle stilllegen" 174 ICMP-Umleitung 175 ICMP-Routerermittlung 179 ICMP-Zeitüberschreitung 182 Ein ICMP-Parameterproblem 183 ICMP-Adressmaskenanforderung und -Adressmaskenantwort 184 Das Tool Ping.exe 185 Ping-Optionen 186 Das Tool Tracert.exe 188 Tracert-Optionen 191 Das Tool Pathping.exe 191 Pathping-Optionen 193 Zusammenfassung 194 Das IGMP-Protokoll (Internet Group Management Protocol) 195 Einführung in IP-Multicast und IGMP 196 IP-Multicast im Überblick 196 Hostunterstützung 197 Routerunterstützung 199 Das multicastfähige IP-Verbindungsetzwerk 201 Das multicastfähige Internet-Backbone 202 IGMP-Nachrichtenstruktur 202 IGMP Version 1 (IGMPvl) 203 IGMP Version 2 (IGMPv2) 206 IGMP Version 3 (IGMPv3) 210 IGMP in Windows Server 2008 und Windows Vista 213 TCP/IP-Protokoll 213 Der Routing- und RAS-Dienst 214 Zusammenfassung 217 Das IPv6-Protokoll (Internet Protocol Version 6) 219 Die Nachteile von IPv4 220 IPv6-Adressierung 222 IPv6-Adressensyntax 222 Adresstypen 223 Unicastadresstypen 223 IPv6-Schnittstellenkennung 224 DNS-Unterstützung 224

5 " Basisprotokolle von IPv6 225 IPv6 225 ICMPv6 225 ND (Neighbor Discovery) 226 MLD (Multicast Listener Discovery) 227 Unterschiede zwischen IPv4 und IPv6 227 Zusammenfassung 228 Teil c Protokolle der Transportschicht Grundlagen des UDP-Protokolls (User Datagram Protocol) 231 Einführung in UDP 232 Einsatzbereiche für UDP 233 Die UDP-Nachricht 233 Der UDP-Header 234 UDP-Ports 235 UDP-Pseudoheader 237 Zusammenfassung 238 io Grundlagen des TCP-Protokolls (Transmission Control Protocol) 239 Einführung in TCP 240 Das TCP-Segment 241 Der TCP-Header 242 TCP-Ports 245 TCP-Flags 247 TCP-Pseudoheader 248 Dringende TCP-Daten 250 TCP-Optionen 251 Ende der Optionsliste und keine Verarbeitung 252 Maximale Segmentgröße 2S2 TCP-Fensterskalierung 255 Selektive Bestätigung 258 TCP-Zeitmarkierungen 261 Zusammenfassung 264 xi TCP-Verbindungen (Transmission Control Protocol) 265 Die TCP-Verbindung 266 TCP-Verbindungsaufbau 267 Segment 1: Das SYN-Segment (Synchronisierung) 268 Segment 2: Das SYN-ACK-Segment 270 Segment 3: Das ACK-Segment 272 Ergebnisse der TCP-Verbindung 273 Halboffene TCP-Verbindungen 274

6 IQ Der SYN-Angriff 275 Wartung der TCP-Verbindung 276 TCP-Verbindungsabbau 278 Segment 1: FIN-ACK von TCP-Kommunikationspartner Segment 2: ACK von TCP-Kommunikationspartner Segment 3: FIN-ACK von TCP-Kommunikationspartner Segment 4: ACK von TCP-Kommunikationspartner Zurücksetzen der TCP-Verbindung 282 TCP-Verbindungsstatus 285 Der Status ZEIT ABWARTEN in Windows Server 2008 und Windows Vista 287 Zusammenfassung Der TCP-Datenfluss (Transmission Control Protocol) 289 Das grundlegende Übertragungsverhalten von TCP 290 TCP-Bestätigungen 290 Verzögerte Bestätigung 291 Kumulative Bestätigungen für zusammenhängende Daten 292 Selektive Bestätigung für unzusammenhängende Daten 293 TCP-Fensterverschiebung (Sliding Windows) 294 Sendefenster 294 Empfangsfenster 298 Automatische Anpassung des Empfangsfensters 301 Kleine Segmente 303 Der Nagle-Algorithmus 303 Das SWS-Syndrom (Silly Window Syndrome) 304 Senderseitige Flusskontrolle 305 Der Algorithmus für den langsamen Start 306 Der Algorithmus für die Überlastungssteuerung 308 CTCP-Unterstützung (Compound TCP) 310 Explizite Überlastungsbenachrichtigungen 311 Eingeschränkte Übertragung 314 Zusammenfassung TCP-Übertragungswiederholungen und -Zeitlimitüberschreitungen 317 Zeitlimit für die Übertragungswiederholung und Gesamtübertragungszeit 318 Zusammenbruch durch Überlastung 319 Verhalten bei der Übertragungswiederholung 320 Verhalten bei der Übertragungswiederholung für neue Verbindungen 321 Erkennung deaktivierter Gateways 322 Der F-RTO-Algorithmus (Forward RTO-Recovery) 324 Die TCP-Option für die selektive Bestätigung (SACK) 325 Berechnen der RTO 325 Die TCP-Option Zeitstempel 327 Der Karn-Aleorithmus 331

7 11 Der Karn-Algorithmus und die Option Zeitstempel 332 Schnelle Übertragungswiederholung und Wiederherstellung 333 Schnelle Wiederherstellung 335 Zusammenfassung 337 Teil D Protokolle und Dienste der Anwendungsschicht Das DHCP-Protokoll (Dynamic Host Configuration Protocol) 341 DHCP-Nachrichten 342 DHCP-Nachrichtenformat 343 DHCP-Optionen 346 DHCP-Nachrichtenaustausch 349 Abrufen einer ursprünglichen Lease 350 Erneuern einer Lease 358 Wechseln von Subnetzen 358 Ermittlung nicht autorisierter DHCP-Server 359 Aktualisieren der DNS-Einträge 360 Zusammenfassung Der DNS-Dienst (Domain Name System) 363 DNS-Nachrichten 364 DNS-Namensabfrage und DNS-Abfrageantwort 365 DNS-Aktualisierungsabfrage und DNS-Aktualisierungsantwort 370 DNS-Nachrichtenaustausch 374 Auflösen von Namen in Adressen 374 Auflösen von Adressen in Namen 376 Auflösen des Alias 378 Dynamische Aktualisierung von DNS 379 Übertragen von Zoneninformationen zwischen DNS-Servern 381 Zusammenfassung Der WINS-Dienst (Windows Internet Name Service) 385 Die Nachrichten des NetBT-Namensdienstes 386 Die Nachrichten des NetBIOS-Namensdienstes 387 Darstellung der NetBIOS-Namen 390 Abfrage-RR-Format 393 Nachrichtenaustausch zwischen WINS-Clients und WINS-Servern 397 Auflösen von NetBIOS-Namen in IP-Adressen 397 Registrieren von NetBIOS-Namen 400 Aktualisieren von NetBIOS-Namen 403 Freigeben von NetBIOS-Namen 405 Zusammenfassung 407

8 17 Der RADIUS-Dienst (Remote Authentication Dial-In User Service) 409 RADIUS-Nachrichten 410 RADIUS-Nachrichtenstruktur 411 RADIUS-Attribute 413 Anbieterspezifische Attribute 419 RADIUS-Nachrichtenaustausch 421 Authentifizierung des Netzwerkzugriffs 422 Abrechnung des Netzwerkzugriffs 425 RADIUS-Proxy-Weiterleitung 427 Zusammenfassung Das IPSec-Protokoll (Internet Protocol Security) 431 IPSec-Header 432 Authentifizierungsheader 432 ESP (Encapsulating Security Payload) 436 IPSec und Sicherheitszuordnungen 441 IKE (Internet Key Exchange) 443 ISAKMP-Nachrichtenstruktur 444 ISAKMP-Header 444 SA-Nutzlast 447 Vorschlags-Nutzlast 448 Transformer-Nutzlast 449 Anbieter-ID-Nutzlast 451 Nonce-Nutzlast 452 Schlüsselaustausch-Nutzlast 452 Benachrichtigungs-Nutzlast 453 Lösch-Nutzlast 454 Identifizierungs-Nutzlast 455 Hash-Nutzlast 456 Zertifikatsanforderungs-Nutzlast 456 Zertifikats-Nutzlast 457 Signatur-Nutzlast 458 Hauptmodus-Aushandlung 458 Schnellmodus-Aushandlung 459 AuthIP (Authenticated Internet Protocol) 460 AuthlP-Nachrichten 460 Koexistenz von AuthIP und IKE 461 IPSec-NAT-Unterstützung 464 Zusammenfassung Virtuelle private Netzwerke (VPNs) 467 PPTP 468 PPTP-Dateneinkapselung 468 PPTP-Steuerverbindung 472

9 13 L2TP/IPSec 474 L2TP/IPSec-Dateneinkapselung 474 L2TP-Steuerverbindung 477 SSTP : 479 Herstellen einer SSTP-basierten VPN-Verbindung 480 Zusammenfassung 481 Internetprotokoll-Adressierung 483 Arten von IP-Adressen 484 Darstellung von IP-Adressen 484 Binär-zu-Dezimal-Konvertierung 485 Dezimal-zu-Binär-Konvertierung 485 IP-Adressen im IP-Header 486 IP-Unicastadressen 486 Geschichtsunterricht: IP-Adressklassen 487 Regeln zum Erstellen von Subnetzpräfixen 489 Regeln zum Erstellen von Host-IDs 489 Subnetze und Subnetzmaske 490 Methoden für das Subnetting 494 Subnetting mit variabler Länge 503 Supernetting und CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 506 öffentliche und private Adressen 509 Automatische private IP-Adressierung (Automatic Private IP Addressing, APIPA) 512 IP-Broadcastadressen 514 Netzwerkbroadcast 514 Subnetzbroadcast 515 An alle Subnetze gerichtete Broadcasts 515 Beschränkte Broadcasts 516 IP-Multicastadressen 516 Zuordnen von IP-Multicastadressen zu MAC-Adressen 517 Zusammenfassung 519 Glossar 521 Literaturverzeichnis 529 Stichwortverzeichnis 533 Über den Autor 545 Systemanforderungen 547