Vernetzte Systeme Network Layer Vermittlungsschicht Schicht 3 Netzwerk Schicht

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1 Network Layer Vermittlungsschicht Schicht 3 Netzwerk Schicht Vorüberlegungen: Die Aufgabe der Netzwerkschicht ist die Wegefindung (Routing). OSI- Schichtenmodell. Exemplarisch wollen wir dies mit Hilfe des Internet Protocols (IP) vertiefen. Mit der Schicht 3 wird der Lokale Bereich (LAN) verlassen und eine Verbindung mit der ganzen Welt hergestellt. Wichtig ist der Unterschied zwischen der physikalischen Adresse der Schicht 2 (MAC-Adresse) und der Adresse der Schicht 3. Die Adressen der Schicht 3 sind geographisch strukturiert. Am Besten lässt sich dies mit einer Telefonnummer zeigen: : Durch die weltweit genormte Länderkennung 49 wird der Telefonvermittlung angezeigt, dass der Kommunikationspartner sich in Deutschland befindet. Die weiteren Ziffern 7621 spezifiziert dies genauer auf ein Telefon in Lörrach. Wir erinnern uns, auch IP-Adressen sind in ähnlicher Weise strukturiert. Es gibt u.a. reservierte Adressbereiche für Amerika, Europa mit Afrika und dem Mittleren Osten und dem pazifischen Raum [iana]. Es kommen Nachrichten im Zielrechner an. Die Aufgabe dieser Schicht besteht darin, den Austausch von Datenpaketen zwischen Kommunikationspartnern zu steuern, die über vermittelnde Knoten eines Kommunikationsnetzes verbunden sind. In dieser Schicht wird vor allem die Vermittlungsfunktion der Zwischenknoten im Netz behandelt. Hierbie wird i.d.r. ein Datenpaket von einem Knoten zum nächsten übertragen und dort zwischengespeichert. Anschließend verschickt dieser Knoten die Pakete weiter. Im Rahmen dieser Datenübertragung ist es möglich, über eine Schicht-2-Verbindung Pakete aus verschiedenen Schicht-3-Verbindungen zu übertragen, d.h., es ist eine Mehrfachnutzung der Schicht-2-Verbindung (Multiplex) möglich. Die Network-Layer unterstützen im Einzelnen: Identifizierung der Netzknoten Auf- und Abbau logischer Verbindungskanäle Wegesteuerung (Routing) Flusssteuerung und Flusskontrolle Die Netzwerkknotenadressen sind notwendig, um Zielknoten von Nachrichten eindeutig identifizieren zu können. Routingtabelle mit netstat r : 1

2 2

3 Network Layer: Diagnosetools ping und traceroute 3

4 Network Layer: Router,,Na und, das können Hubs oder Switches auf Link Ebene doch auch...?`` Network Layer: Hubs und Switches sind keine Router,,Das können Hubs oder Switches auf Link Ebene doch auch...?`` Theoretisch: ja. Aber in der Praxis: kaum möglich. Der ausschließliche Einsatz von Hubs oder Switches hätte in einem großen Netz wie z.b. dem Internet, folgende Nachteile: alle Switches müssten vorher lernen, wo welche MAC-Adresse erreichbar ist. Hubs würden das Netz mit unnötigen Frames fluten und Kapazität verschwenden Network Layer: IP-Adresse Jede Netzschnittstelle erhält Wiederholung eine eindeutige 32bit IP-Adresse (zusätzlich zur 48 bit MAC-Adresse), eine Routing Tabelle Zur besseren Lesbarkeit notiert man die IP-Adresse als dezimale Bytes. Bytes können Werte zwischen 0 und 255 annehmen. Beispiel: aus wird Wie lautet die Dezimaldarstellung der IP-Adresse ? Network Layer: Routing Tabelle 4

5 Die Routing Tabelle einer Netzschnittstelle enthält pro Zeile folgende Einträge: Ziel-Adresse: Eine fremde IP-Adresse. Gateway-Adresse: IP-Adresse eines Routers, über den man zur Zieladresse gelangt. Netzmaske (32 bits): gibt an, welche Bits eines Empfängers mit der Ziel-Adresse übereinstimmen müssen, damit ein IP Datagram über diesen Gateway geleitet wird. Beispiel: Ziel Gateway Netzmaske Network Layer: Routing Tabelle Beispiel Routing Tabelle von : Ziel Gateway Netzmaske

6 Network Layer: Routing-Tabelle : Netzmaske Die Bits der IP-Adresse, an deren Position die Netzmaske 1 ist, bilden die Netzadresse, der Rest den Hostpart. Beispiele: für Hostrouting, für Routing in Klasse C Netze für Routing in Klasse B Netze für Klasse A Netze für default route Wenn die Netzmaske andere Werte als 0 und 255 enthält, sagt man Sub-Netz und Subnetzmaske statt Netz und Netzmaske. Network Layer: Konventionen zu IP-Adressen im Internet zur Teilnahme von IP-Adressen am Internet gibt es folgende Regeln: Klasse A: IP beginnt mit Bit 0 IP-Adressen von bis Klasse B: IP beginnt mit Bits 10 IP-Adressen von bis Klasse C: IP beginnt mit Bits 110 IP-Adressen von bis Zusätzlich sind die IP-Adressen 10.*.*.*, *.* *.* und *.* für private Netze reserviert und im Internet verboten. (Quelle: RFC1597*) Wieso? 6

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