Kü /Info Oberstufe Netzwerke SJ. 2014/2015

Transkript

1 Der Switch Video: o Der Switch wird in Filius auf folgende Weise dargestellt: In der Regel hat ein Switch viele sogenannte Ports, an die die Endgeräte angeschlossen werden, die zu einem sogenannten Subnetz (ein in sich geschlossenes Netzwerk mit eigenem Adressraum, siehe Text IP-Adressierung. Alle Subnetze zusammen ergaben das gesamte Netzwerk) zusammengefasst werden. Ein Subnetz kann sich auch über mehrere Switche hinweg ziehen, indem man die Switche zusammenschaltet. Ausschlaggebend ist, dass alle Endgeräte im selben IP-Adressraum liegen (siehe Text IP-Adressen ). Sobald ein Router dazwischen geschaltet ist, handelt es sich um getrennte Subnetze. Wie werden Daten über den Switch ausgetauscht? Jedes Endgerät aktualisiert ständig eine sogenannte ARP-Tabelle. Dort sind zu jedem im Subnetz enthaltenen Endgerät jeweils die Zuordnung der IP-Adressen und der dazu passenden MAC-Adressen der anderen Endgeräte aufgeführt: (einfach im Ausführungsfenster deines Rechners arp a eingeben und du bekommst eine ähnliche Tabelle aufgelistet. Diese Informationen sind nötig, da Daten im Netzwerk in der Regel über IP-Adressen verschickt werden, der Switch aber nur MAC-Addressen kennt. Das Endgerät schaut also vor dem Verschicken in dieser Tabelle nach und guckt, ob die IP- Adresse des Ziels dort enthalten ist. 1. Wenn ja, sucht es aus der Tabelle die passende MAC-Adresse raus und schickt das Datenpaket (eigentlich Frame genannt) mit dieser Ziel-MAC-Adresse an den Switch. Der Switch schaut in seiner Port-Tabelle nach, auf welchem seiner Ports die MAC- Adresse des Ziels angeschlossen ist: Port MAC-Adresse 1 00:ff:23:1c:3b: :ff:25:1d:3b:56 3 da:fb:13:1e:1b:24 Und schickt das Paket einfach auf dem Ziel-Port raus, direkt an das Endgerät.

2 2. Wenn nein, so nimmt das Endgerät die MAC-Adresse des eingestellten Gateways (also hier die MAC-Adresse des Router-Interfaces in dem jeweiligen Subnetz d.h. aber auch, dass jedes Routerinterface eine eigene Netzwerkarte mit eingebrannter MAC- Adresse hat) und schickt das Datenpaket (eigentlich Frame genannt) mit dieser Ziel- MAC-Adresse an den Switch. Der Switch schaut in seiner Port-Tabelle nach, auf welchem seiner Ports die MAC-Adresse des Ziels also des Gateways angeschlossen ist: Port MAC-Adresse 1 00:ff:23:1c:3b: :ff:25:1d:3b:56 3 da:fb:13:1e:1b:24 Und schickt das Paket einfach auf dem Ziel-Port raus, direkt an den Router (das das Paket an den Router geht, merkt der Switch nicht, für ihn ist es einfach eine Netzwerkkarte mit einer MAC-Adresse, wie jede andere auch. Die Entscheidung an das Gateway zu schicken übernimmt daher das Endgerät). Da in dem Datenpaket auch die Ziel-IP-Adresse enthalten ist, verwirft der Router einfach die MAC-Adressen und trifft seine Routingentscheidung anhand der IP-Adressen (siehe Kapitel der Router) Der Router Video: o o Vermittlungsrechner (Router) konfigurieren (Filius) : Der Router trennt verschiedene Subnetze voneinander. D.h. aber auch, dass an seinen Schnittstellen (genannt Interfaces) jeweils andere Subnetze liegen müssen (d.h. mit einem jeweils eigenen IP-Adressraum). Endgeräte werden in der Regel nicht direkt an ein Interface angeschlossen.

3 Ein Router hat in der Regel nur wenige Interfaces. Kleine Router verbinden ca. 2-3 Subnetze miteinander und haben dementsprechend auch nur 2-3 Interfaces. Seine Aufgabe ist es nun, Daten zwischen den Subnetzen auszutauschen. Da es nur sehr wenig Interfaces am Router gibt, werden Endgeräte immer erst über einen Switch zu einem Subnetz zusammengefasst und der Switch hat dann eine Verbindung zu dem Router. Für den Router ist nur interessant, welches Subnetz an welchem Interface verbunden ist welche Endgeräte dahinter hängen sieht er nicht das Paket anschließend genau an das richtige Endgerät zuzustellen übernimmt dann der Switch. Man kann sich das vorstellen wie eine Vermittlungsstelle (Router) in der Post erst wird der Zustellbereich festgestellt (das richtige Interface am Router) und der Briefträger (Switch) stellt dann direkt zu. Ein Switch kennt ja nur die MAC-Adressen der an ihn angeschlossenen Endgeräte. Er weiß, auf welchem Port jeweils welche MAC-Adresse zu erreichen ist. Leider ist er aber überfordert ist, wenn ein an ihn angeschlossenes Endgerät mit einem Endgerät in einem anderen Subnetz kommunizieren möchte da die MAC-Adresse dieses entfernten Gerätes weder dem Endgerät noch dem Switch bekannt ist um das zu lösen, kommt der Router ins Spiel. Ist dem Endgerät die MAC-Adresse nicht bekannt (da nicht in seiner ARP-Tabelle), so schickt er die Daten einfach an sein eingetragenes Gateway (in der Regel das Interface des Routers, welches in dem gleichen Subnetz liegt, wie das Endgerät) und hofft, dass das Gateway schon weiß, wie es die Daten weiterleiten muss. Auf dem Notebook mit dem * müsste man folgende Einstellungen vornehmen:

4 Wie entscheidet nun das Gateway d.h. der Router, wohin die Daten weiter geleitet werden sollen? Im Prinzip geht es um die Entscheidung, auf welchem Interface die Daten rausgeschickt werden sollen, die auf einem anderen gerade ankommen: Wichtig: diese Entscheidung wird anhand von IP-Adressen getroffen nicht von MAC- Adressen, wie bei dem Switch (das liegt daran, dass die IP-Adressen geordneter sind durch die Subnetze und es dadurch viel leichter ist, eine gesuchte Adresse zu finden denn alle IP- Adressen eines Subnetzes sind ja an einem Interface zu finden. MAC-Adressen sind nicht frei konfigurierbar auf dem Endgerät, da es sich um eine fest eingebrannte Hardware-Adresse handelt. Und die sind Herstellerabhängig und somit sehr unsortiert im Netzwerk. Einem Switch macht das nichts aus, da er sich ca. 30 MAC.-Adressen merken muss aber in einem großen Firmen-LAN mit 500 Rechnern macht es das für einen Router sehr schwer). Wie genau findet nun der Router das richtige Interface? Ganz einfach, er hat eine sogenannte Routingtabelle, in der alle Subnetze des gesamten Netzwerkes eingetragen sind und dazu auf welchem Interface sie jeweils zu erreichen sind: Z.B. zu dem Bild oben würde folgende Tabelle passen (die Inerfaces sind von links nach rechts mit 1-3 durchnummeriert): Interface Subnetz / / /24

5 Beachte: 1. Die Schreibweise /24 bedeutet, dass es 24 Bits gibt, die auf 1 stehen (für Subnetzanteil) also 3 Oktets => Wenn es Subnetze gibt, die nicht direkt an dem Interface des Routers liegen, so wird dennoch angegeben, über welches Interface sie zu erreichen sind, auch wenn weitere Router dazwischen sind (bei großen Netzen ist es natürlich sehr aufwendig, dass alles von Hand einzutragen, daher gibt es zu dem Zweck sogenannte Routing- Protokolle, die diese Einträge automatisch machen) Die Routingtabelle bei Router 1 könnte so aussehen: Interface Subnetz / / / /24