Der TCP/IP- Administrator

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1 Detlef Knapp Praxishandbuch Der TCP/IP- Administrator Aufbau, Betrieb und Troubleshooting von TCP/l P-Netzen w _ Postfach rosnacn 12 n Ü 09 ua Fon / J^^INTEREST Kissing Fax /

2 Inhaltsverzeichnis Wegweiser 11 Kapitel 1: Einführung 13 1/1 Entstehung 14 1/2 Das OSl-Referenzmodell 17 1/3 Transportprotokolle 20 1/4 TCP/IP-Protokollarchitektur im Vergleich 21 Kapitel 2: Datentransfer 23 2/1 Das Transmission Control Protocol (TCP) 24 2/1.1 Verbindungen 24 2/1 Protokollfunktionen 26 2/1 Steuerungsangaben im TCP-Header 27 2/1 Verbindungsaufbau 29 2/1 Verbindungsabbau 32 2/1 Flusskontrolle 33 2/1 Fehlerfreie Datenübermittlung 34 2/1.8 Sendeblockade 36 2/1.9 Entdeckung verloren gegangener Daten 37 2/2 Netzwerkprotokolle 40 2/2.1 Internet Protocol IPv4 40 2/2.1.1 Kommunikationsprinzipien in IP-Netzen 40 2/2.1.2 Angaben im IP-Header 42 2/2.1.3 Fragmentierung der IP-Pakete 44 2/2.1.4 Optionen in IP-Paketen 47 2/2.1.5 IP-Adressen 51 2/2.2 IPv6 - Konzepte und Einsatzmöglichkeiten 57 2/2.2.1 Grenzen des klassischen IPv4 57 2/2.2.2 Neue Protokolle beim IPv6 58 2/2.2.3 Spezifikation IPv6 60 2/2.2.4 Adressierungsgrundsätze 65 2/2.2.5 Koexistenz von IPv4 und IPv6 74

3 2/2.2.6 Erwartungen an IPv6 81 2/2.2.7 Schlussbemerkungen 83 Kapitel 3: Routing in IP-Netzen 85 3/1 Router, Routing, Protokolle 86 3/1.1 Adressierung beim Routereinsatz 88 3/1.2 Routingtabelle 89 3/1.2.1 Struktur einer Routingtabelle 90 3/1.3 Bestimmung der besten Route 91 3/2 Inter-/Intra-Domain-Routingprotokolle 93 3/2.1 Klassenlose IP-Adressierung (VLSM, CIDR) 94 3/3 RIP 98 3/3.1 Erlernen von Routingtabellen 99 3/3.2 Reduzierung der Konvergenzzeit 102 3/3.3 Count-to-Infinity-Problem 103 3/3.4 Besonderheiten von RIP /3.4.1 Routingtabellen beim RIP /3.4.2 Schwächen von RIP /3.5 Routingprotokoll RIP /4 OSPF 110 3/4.1 Funktionsweise 110 3/4.2 Nachbarschaften 114 3/4.3 Einsatz in großen Netzen 118 3/4.4 Pakete 123 3/5 BGP /5.1 Aufgabe 125 3/5.2 Funktionsweise 126 3/5.3 Nachrichten 128 3/6 Internet Control Message Protocol (ICMP) 129 3/6.1 Aufgaben 129 3/6.2 Übertragung und Aufbau von ICMP-Nachrichten 130 3/6.3 Unterstützung der Diagnose 132 3/6.4 Fehlermeldungen 132 3/6.5 Beispiel für eine Umleitung im Netz 133 3/6.6 Anfragen 134 3/6.7 Entdeckung eines Routers 136

4 3/7 IP-Multicasting und IGMP 138 3/7.1 Nachrichtenformat 138 3/7.2 Kompatibilität zwischen IGMPv2 und IGMPvi /7.3 IGMPv2-Arbeitsmodell 140 3/8 Network Address Translation (NAT) 143 3/8.1 Private IP-Adressen 143 3/8.2 NAT-Varianten 145 3/8.3 Konzept von Basic NAT 145 3/8.4 Konzept von NAPT 147 3/8.5 Besondere Merkmale 148 Kapitel 4: Zuweisung und Ermittlung von IP-Adressen /1 Domain Name System (DNS) 152 4/1.1 Übersicht 152 4/1.1.1 Entstehung 154 4/1.1.2 Entwurfsziele 154 4/1.1.3 Annahmen über den DNS-Einsatz 155 4/1.1.4 Komponenten 156 4/1.2 Namensraum 158 4/1.2.1 Terminologie 158 4/1.2.2 Entwurfsideen 159 4/1.2.3 Technische Randbedingungen 161 4/1.2.4 Syntax von Domainnamen 162 4/1.2.5 Konzept der Resource Records 163 4/1.2.6 Abfragen 166 4/1.3 Nameserver 167 4/1.3.1 Aufteilung in Zonen 167 4/1.3.2 Interne Funktionsweise von Nameservern 170 4/1.4 Resolver 175 4/1.4.1 Schnittstelle zwischen Anwendung und Resolver 176 4/1.4.2 Interne Funktionsweise von Resolvem 178 4/1.5 Kommunikation zwischen DNS-Komponenten /1.5.1 Protokollelemente 182 4/2 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)187 4/2.1 Besonderheiten 187 4/2.2 Client/Server-Prinzip 188 4/2.3 Bedeutung für Remote Access Services (RAS) /2.4 Nachrichten 190 4/2.5 Einsatzvon DHCP 192 4/2.6 Weitere Nachrichten 195 4/2.7 Lease-Erneuerung 195 4/2.8 Einsatz mehrerer Server 196

5 Kapitel 5: Analyse und Troubleshooting 197 5/1 Überprüfung dertcp/ip-konfiguration 198 5/2 Analyse von Dienstproblemen (Linux) 203 5/3 Analyse von Netzwerkproblemen am Linux- Server 207 5/3.1 Langsame Performance 207 5/3.2 Nichterreichbarkeit von Servern 209 5/4 QoS-Anforderungen multimedialer Kommunikation 213 5/4.1 Störfaktoren in IP-Netzen 213 Kapitel 6: TCP/IP-Tools 217 6/1 Der Befehl PING 218 6/1.1 Einsatzmöglichkeiten 218 6/2 Der Befehl IPCONFIG 220 6/3 Der Befehl NSLOOKUP 221 6/3.1 Einsatzmöglichkeiten 222 6/4 Der Befehle NBTSTAT 223 6/4.1 Einsatzmöglichkeiten 224 6/5 Hostnamensauswertung 226 6/6 Einsatz eines DNS-Servers 228 6/7 NetBIOS-Namensauswertung 230 6/8 ARP und Reverse ARP 235 6/8.1 Zwei Adressierungsstufen in lokalen Netzwerken 235 6/8.2 Notwendigkeit des ARP 236 6/8.3 Aufgabe 237 6/8.4 Ermittlung einer MAC-Adresse 238 6/8.5 Nachrichtenaufbau ARP-Request/-Reply 239 6/8.6 Proxy-ARP 241 6/8.7 Reverse ARP (RARP) 243

6 Kapitel 7: TCP/IP-Security 245 7/1 Security Architecture for IP (IPsec) 246 7/1.1 Grundlagen von IPsec 246 7/1.2 DerAH-Header 250 7/1.3 Der ESP-Header 251 7/1.4 Verarbeitung von abgehenden Netzwerkpaketen 252 7/1.5 Verarbeitung von ankommenden Netzwerkpaketen 252 7/1.6 Mögliche Probleme mit IPsec 253 7/2 IPsec-Einsatz beim RAS 254 7/2.1 Erweiterung der IP-Pakete um die IPsec-Angaben 255 7/2.2 Security Association als Sicherheitsvereinbarung 256 7/3 Simple Key-Management for Internet Protocols (SKIP) 258 7/3.1 Grundlagen von SKIP 258 7/3.2 SKIP im Detail 259 7/3.3 Zusammenarbeit von SKIP und IPsec 262 7/3.4 Bewertung von SKIP 262 7/4 IPsec zum Aufbau von VPNs 264 7/4.1 IPsec-Einsatz im Tunnel-Mode 264 7/4.2 Standort-zu-Standort-VPNs mit IPsec 265 7/4.3 Aufbau von Remote-Access-VPNs mit IPsec 266 Kapitel 8: TCP/IP im Einsatz 269 8/1 Anwendungsorientierte Protokolle 270 8/1.1 Telnet 271 8/1.2 File Transfer Protocol (FTP) 274 8/1.3 Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) 287 8/1.3.1 Transaktionsmodell 287 8/1.4 Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) /1.5 Post Office Protocol (POP3) 298 8/1.6 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) 301 8/1.6.1 Allgemeines 302 8/1.6.2 Besonderheiten 303 8/1.6.3 Adressierung von Ressourcen 305 8/1.6.4 Verlauf beim Abruf eines Webobjekts 306 8/1.6.5 HTTP-Kommunikation über Zwischensysteme.. 308

7 8/1.6.6 Funktionen von HTTP /1.6.7 Aufbau von Requestnachrichten beim HTTP /1.6.8 Aufbau von Responsenachrichten 314 8/1.6.9 Zukunftvon HTTP 315 8/2 Voice over IP 317 8/2.1 Einleitung 317 8/2.1.1 Protokolle für die Übermittlung der digitalisierten Sprache 318 8/2.1.2 Signalisierungsprotokolle beim VolP 319 8/2.1.3 Kontrollprotokolle für VolP-Gateways 322 8/2.2 SIP im Überblick 322 8/2.2.1 Einsatz von SIP 322 8/2.2.2 SIP ohne Einsatz von SIP-Servern 323 8/2.2.3 Bedeutung eines Proxyservers 324 8/2.2.4 Bedeutung eines Redirectservers 325 8/2.2.5 Weiterleitung ankommender Anrufe 326 8/2.2.6 Verzweigung ankommender Anrufe 330 8/2.2.7 Nutzung eines Voic servers 331 8/2.2.8 Integration des ISDN mit den IP-Netzen 332 8/2.2.9 Kopplung von ISDN-TK-Anlagen über ein IP-Netz 334 8/ Basismerkmale 334 8/ Typen von SIP-Nachrichten 341 8/ Requesttypen 342 8/ Responseklassen 342 8/ Proxy-Mode beim SIP 343 8/ Redirect-Mode beim SIP 345 8/ Struktur von SIP-Adressen 347 8/ Aufbau von SIP-Nachrichten 349 8/ Registrierung derteilnehmerlokation 352 8/ Verzweigung ankommender Anrufe 354 8/ SIP und das D-Kanal-Protokoll 359 8/ Vernetzung von ISDN-TK-Anlagen über ein IP-Netz 361 8/ SIP und Signalisierungssystem Nr / Koexistenz von SIP und H / Schlussbemerkungen 364 Abkürzungsverzeichnis 365 Stichwortverzeichnis 10

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