Chapter 9 TCP/IP-Protokoll Protokoll und IP-Adressierung. CCNA 1 version 3.0 Wolfgang Riggert,, FH Flensburg auf der Grundlage von

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1 Chapter 9 TCP/IP-Protokoll Protokoll und IP-Adressierung CCNA 1 version 3.0 Wolfgang Riggert,, FH Flensburg auf der Grundlage von Rick Graziani Cabrillo College

2 Vorbemerkung Die englische Originalversion finden Sie unter : Der username ist cisco und das Password perlman Viele der Informationen ergänzen das Online-Curriculum Die Zusatzinformation ist zur Verdeutlichung und weiteren Erklärung der Themen eingefügt. Die Originalversion ist um viele eigene Folien erweitert, um das Verständnis zu fördern

3 Gliederung Einführung in das TCP/IP-Protokoll Internetadressen

4 TCP/IP Referenzmodell Das U.S. Department of Defense (DoD) entwarf das TCP/IP Referenzmodell mit dem Ziel, ein Netzwerk zu besitzen, das alle Bedingungen kriegerischer Auseinandersetzungen übersteht. Einige der Schichten des TCP/IP- Modells entsprechen denen des OSI-Modells

5 Application Layer Diese Schicht fasst die Funktionen der Darstellung, der Verschlüsselung, der Dialogkontrolle und die Beschreibung von Anwendungsprotokollen zusammen.

6 Application Layer Beispiele

7 Transport Layer Diese Schicht bietet fünf Dienste: die Segmentierung der Anwendungsdaten die Einrichtung von Ende-zu-Ende-Diensten die Übertragung der Segmente zwischen Endstationen die Sicherung der Zuverlässigkeit der Übertragung eine Datenflusskontrolle

8 Transport Layer Protokolle

9 Internet Layer Der Zweck dieser Schicht besteht in der Wegewahl der Pakete durch das Netzwerk und in der logischen Adressierung der Netzteilnehmer.

10 Network Access Layer Diese Schicht behandelt alle physischen Gesichtspunkte des Pakettransportes Dabei handelt es sich um LAN und WAN Spezifikationen wie Stecker oder Schnittstellen, die analog auf den Schichten 1 und 2 des OSI- Modells betrachtet werden

11 OSI vs. TCP/IP Modell

12 Übereinstimmungen von OSI und TCP/IP Modell Beide Modelle basieren auf Schichten Beide besitzen einen Application Layer zur Beschreibung unterschiedlicher Anwendungen. Transport und Network Layer führen vergleichbare Funktionen aus Packet-switched und nicht circuit-switched Technologien werden unterstellt.

13 Unterschiede zwischen OSI und TCP/IP Modell TCP/IP führt die Darstellungs- und Sessionschicht des OSI-Modells im Application Layer zusammen TCP/IP verbindet die Data Link und den physikalischen Layer des OSI- Modells zu einer Schicht. TCP/IP erscheint durch weniger Schichten einfacher in der Handhabung. TCP/IP Transport Layer unter UDP garantieren keine zuverlässige Übertragung wie der Transport Layer des OSI-Modells unterstellt.

14 Internet Architektur Zwei Rechner unabhängig vom Standort lassen sich über gewisse Hardware- und Software-Standards sowie Protokollspezifikationen zuverlässig miteinander verbinden. LANs sind nicht übe gewisse Grenzen hinaus ausweitbar und in der Teilnehmerzahl begrenzt.

15 Funktion von IP IP liefert einen globalen Zustelldienst von Rechner zu Rechner nach dem Best-Effort -Prinzip auf der Ebene 3 des OSI-Modells. IP Pakete Problem : Wie wird ein Rechner global eindeutig identifiziert? Lösung : eine IP-Adresse ist ein einem Rechner weltweit eindeutig zugewiesene Identifikation

16 IP Adressierung Eine IP-Adresse ist eine 32-Bit-Sequenz Zur besseren Lesbarkeit werden die 32 Bit in vier Blöcke zu je 8 Bit gruppiert und durch einen Punkt getrennt = dotted decimal-darstellung

17 IP-Adressaufbau 1 Octet 1 Octet 1 Octet 1 Octet 8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits

18 IP-Adressschreibweise Eine IP-Adresse kann in binärer und dezimaler Schreibweise ausgedrückt werden Zur Unterscheidung der vier Blöcke werden bei dezimaler Schreibweise Punkte benutzt

19 Dezimal- und Binär- Umwandlung

20 IPv4 Adressierung: Klassen und Anzahl

21 IPv4 Adressierung: Klassenkennung

22 Byte 1 zur Klassenidentifikation Class D ist für Multicast-Gruppen reserviert. Damit besteht keine Notwendigkeit der Unterscheidung in Network- und Hostteil. Class E-Adressen sind für Forschungszwecke vorgesehen

23 IP-Adresshierarchie Netzwerk-ID = Identifikation des physikalischen Netzwerkes Host-ID = Identifikation des Rechners am Netzwerk Netzwerk der Firma XY Rechner des Mitarbeiters der Firma XY

24 Netzwerk- und Hosteinteilung der Adressklassen

25 Reservierte IP Adressen Eine IP-Adresse mit ausschließlich Nullen im Hostteil ist für die Netzwerkkennung reserviert. Eine IP-Adresse mit nur Einsen im Hostteil dient als Broadcastadresse Beide Nummern dürfen nicht vergeben werden

26 Öffentliche und Private IP Adressen Öffentliche IP-Adressen sind weltweit eindeutig, so dass zwei Rechner niemals die gleiche IP-Adresse besitzen. Private Netzwerke, die keine Verbindung zum Internet besitzen, können jedoch IP-Adressen nutzen, für die diese Einschränkung nicht gilt. RFC 1918 reserviert für jede Klasse IP-Adressblöcke zur privaten Nutzung Zur Umwandlung von privaten in öffentliche IP-Adressen muss das Network Address Translation (NAT) genutzt werden

27 Subnetzbildung Um eine feinere Strukturierung der Netze zu ermöglichen, kann der Netzadministrator Bits vom Hostteil zur Bildung von Unterstrukturen verwenden

28 IPv4 versus IPv6 IP Version 6 (IPv6) ist standardisiert IPv6 nutzt 128 Bit anstelle von 32 Bit zur Adressbildung IPv6 verwendet zur Darstellung die hexadezimale Schreibweise. IPv4

29 Adresszuweisung Statische Adressierung Jedes individuelle Device muss mit einer IP- Adresse konfiguriert werden Dynamische Adressierung Reverse Address Resolution Protocol (RARP) Bootstrap Protocol (BOOTP) Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

30 Statische Zuweisung Adresseingabe unter Windows

31 BOOTP IP Das Bootstrap Protocol (BOOTP) arbeitet in einer Client-/Server- Umgebung und verwendet lediglich ein Paket, um IP-Informationen auszutauschen BOOTP Pakete enthalten die IP-Adresse, die Adresse des Routers, Die Serveradresse und Herstellerangaben

32 Dynamic Host Configuration Protocol Erlaubt die Zuweisung einer IP-Adresse aus einem zuvor definierten Adresspool. Zur Zuweisung stellt der Rechner Kontakt zu einem DHCP-Server her und fordert dynamisch eine Adresse an.

33 Address Resolution Protocol (ARP) Jede Station verwaltet eine gesonderte ARP-Tabelle Eine Station, die zu einer IP-Adresse die zugehörige MAC-Adresse sucht, versendet eine Broadcast Erkennt eine lokale Station seine IP- Adresse, antwortet sie mit der gesuchten MAC-Adresse. Wendet die Anfrage sich an ein anderes IP-Netz, führt der Router ein proxy ARP aus. Dazu sendet der Router als Antwort die MAC-Adresse seines Interfaces an dem er die Anfrage des Rechners erhalten hat.

34 ARP-Probleme Im TCP/IP Kommunikationsablauf muss das IP-Paket sowohl die MAC- als auch die IP-Adresse tragen Dazu bedarf es einer automatischen Abbildungen einer IP-Adresse auf eine MAC-Adresse und umgekehrt In der TCP/IP-Umgebung dienen dazu ARP und RARP TCP/IP nutzt mit Proxy ARP eine ARP-Variation, das die MAC-Adresse eines Zwischenknotens liefert, um die Kommunikation mit Stationen außerhalb des lokalen Netzes zu gestatten

35 Reverse Address Resolution Protocol (RARP) MAC HEADER IP HEADER RARP REQUEST MESSAGE Destination FF-FF-FF-FF-FF-FF Source FE:ED:FD:23:44:EF Destination Source???????? What is my IP address?

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