Technik der IP-Netze

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1 Technik der IP-Netze TCP/IP inkl. IPv6 Bearbeitet von Anatol Badach, Erwin Hoffmann 1. Auflage Taschenbuch. 696 S. Paperback ISBN Format (B x L): 16,8 x 23,9 cm Gewicht: 1282 g schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 CARL HANSER VERLAG Anatol Badach, Erwin Hoffmann Technik der IP-Netze TCP/IP inkl. IPv

3 Vorwort Bei der Kommunikation zwischen Rechnern sind bestimmte Regeln notwendig, die vor allem die Datenformate und deren zeitliche Reihenfolge festlegen. Diese Regeln werden als Kommunikationsprotokolle bezeichnet. TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) stellt eine derartige Protokollfamilie dar, die im weltweiten Internet, in privaten Intranets und in anderen Netzen verwendet wird. Die Netze mit dieser Protokollfamilie bezeichnet man als IP-Netze. Um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden, wurde bereits das Internet Protokoll der nächsten Generation IPv6 entwickelt, das eine Reihe von neuen Möglichkeiten mit sich bringt. Da eine schnelle und vor allem volle Umstellung auf IPv6 oft nicht in Frage kommt, sind solche Konzepte von großer Bedeutung, in denen parallel das herkömmliche Protokoll und das neue effektiv eingesetzt werden können. Dieses Buch gibt eine fundierte Darstellung von einzelnen Komponenten der TCP/IP-Protokollfamilie wie z.b. IP, TCP, UDP, ARP, DHCP, ICMP und des Routing beim Einsatz sowohl des herkömmlichen Protokolls IP als auch des zukünftigen Protokolls IPv6. Der Aufbau der IP-Netze auf Basis verschiedener Netztechnologien (d.h. IP over X), die Realisierung von Virtual Private Networks (VPN) und Remote Access Services (RAS) sowie die Übermittlung von Multimedia, insbesondere Voice over IP, wird ebenfalls ausführlich präsentiert. Hierbei stehen die praktischen Aspekte bei der Planung und Verwaltung der IP-Netze in Vordergrund. Das Buch ist so aufgebaut, daß jeweils sowohl die notwendigen Grundlagen dargestellt als auch Aspekte bei der Planung und Verwaltung der IP-Netze diskutiert werden. Damit eignet es sich nicht nur als Lehrbuch für Studenten und Neueinsteiger, sondern auch als ein Nachschlagewerk für alle Interessenten, die für die Planung, Realisierung, Verwaltung und Nutzung des Internet, von privaten Intranets und anderer IP-Netze verantwortlich sind. Es Zielstellung Aufbau

4 XIV Vorwort Inhalte der Kapitel Support ist z. Z kein Buch verfügbar, in dem die Technik der IP-Netze so breit dargestellt wäre. Somit kann dieses Buch als ein Handbuch für Netzwerk- Verantwortliche dienen. Das Kapitel 1 präsentiert die Entwicklung des Internet und die notwendigen Grundlagen der Netzprotokolle. Einen Überblick über die Komponenten der Protokollfamilie TCP/IP gibt Kapitel 2. Eine fundierte Darstellung des herkömmlichen Protokolls IP (sog. IPv4) und anderer Hilfsprotokolle wie ARP, ICMP enthält Kapitel 3. Die Möglichkeiten der Nutzung von privaten IP-Adressen und die Realisierung des Multicasting wird hier ebenfalls präsentiert. Den sog. Transportprotokollen TCP und UDP wird das Kapitel 4 gewidmet. Die dynamische Vergabe und Ermittlung von IP-Adressen präsentiert Kapitel 5. Hierbei wird vor allem das Protokoll DHCP und der Internet- Verzeichnisdienst DNS dargestellt. Die Kapitel 6, 7 und 8 sind dem neuen Internet Protokoll IPv6 gewidmet. Außer einer breiten Beschreibung von IPv6 werden hier praktische Aspekte der Migration zum Einsatz von IPv6 diskutiert. In IP-Netzen werden Router als Netzknoten eingesetzt, um die Datenpakete zu vermitteln. Die einzelnen Router müssen nach bestimmten Regeln zusammenarbeiten, die man als Routing-Protokolle bezeichnet. Diesen Protokollen und dem Einsatz von Routern widmet sich Kapitel 9. Das Protokoll IP kann in verschiedenen Netztypen wie ISDN, LANs, X.25-, Frame-Relay-, ATM- und WDM-Netze eingesetzt werden, so daß man von IP over X spricht. Diese Problematik wird ausführlich im Kapitel 10 dargestellt. Insbesondere wird hier auf das neue Konzept MPLS ausführlich eingegangen. Die Bildung von privaten Netzen auf Basis öffentlicher IP-Netze (VPN) sowie die Erweiterung von Unternehmensnetzen mit den öffentlichen IP- Netzen (RAS) werden in Kapitel 11 breit diskutiert. Von großer Bedeutung ist die Integration von Daten und Sprache in IP- Netzen (z.b. Voice over IP). In diesem Zusammenhang spricht man von Multimedia über IP. Hierfür sind spezielle Protokolle wie z.b. RTP und RSVP nötig und die Quality of Service muß garantiert werden. Diese Problematik stellt das Kapitel 12 dar. Die TCP/IP-Protokollfamilie stellt immer work in progress dar. Wir wollen diesem Charakter durch eine Internet-Webseite enstprechen, die unter htttp:/ erreichbar ist und ein virtuelles Diskussionsforum darstellen soll. Dem Buch liegt eine CD bei, auf der eine aktuelle Liste der Internet-RFCs und weitere wichtige Internet-Adressen als Hyperlinks zu finden sind.

5 Vorwort XV In diesem Buch sind zum Teil enthalten einige Manuskripte von Prof. Dr. Badach zu den Vorlesungen Kommunikationsnetze, Integrierte Netze und Multiservice Networking, die an der Fachhochschule Fulda, Fachbereich Angewandte Informatik gehalten wurde. Für kritisches Korrekturlesen und viele Anregungen möchte er sich bei allen Studenten, insbesondere bei Herrn Sebastian Rieger, bedanken. Ein so breit angelegtes Buch kann nicht geschrieben werden ohne Anregungen von außen und des Austausches der Erfahrung. An dieser Stelle danken wir allen Firmen und Personen, die uns mit ihren Anregungen unterstützt haben. Ein besonderer Dank gilt dem Hanser Verlag für die Bereitschaft dieses Buch zu veröffentlichen, insbesondere Frau Margarete Metzger, Frau Irene Weilhart und Herrn Prof. Dr. Werner Heinzel, die uns überzeugt haben dieses Buch zu schreiben. Nicht zuletzt möchten wir unseren Familien für das entgegenbrachte Verständnis danken. Fulda und Köln, September 2000 Anatol Badach Erwin Hoffmann

6 XVI Die Autoren Die Autoren Prof. Dr.-Ing. Anatol Badach Jahrgang 1947, studierte Rechnersysteme an der TU Danzig. Er arbeitet seit über 20 Jahren auf den Gebieten Informatik und Telekommunikation: Promotion (1975) auf dem Gebiet Datenkommunikation, Habilitation (1983) auf dem Gebiet Rechnernetze. Während der Tätigkeit in der Industrie, an der TU Danzig, Universität Karlsruhe und der TU Braunschweig hat er mehrere Projekte mit informations- und kommunikationstechnischen Fragestellungen geleitet. Er ist seit 1985 Professor im Fachbereich Angewandte Informatik an der Fachhochschule Fulda. Die Schwerpunkte seiner Tätigkeit in Lehre und Forschung sind: Rechnerkommunikation, Netzwerktechnologien und Multiservice Networking. Prof. Badach ist Autor zahlreicher Veröffentlichungen und mehrerer Fachbüchern wie z. B. High Speed Internetworking (Mitautor), Integrierte Unternehmensnetze, Datenkommunikation mit ISDN. Seine Erfahrung vermittelt er auch als Leiter und Referent an Fachkongressen und -seminaren. Näheres unter: Dr. Erwin Hoffmann ist 1958 geboren und studierte Physik und Astrophysik an der Universität Bonn. Promoviert hat er am Max- Planck-Institut für Physik und Astrophysik in München (1989). Durch seine Tätigkeit in der experimentellen Teilchenphysik kam er insbesonders auch am CERN und Fermilab mit vielen Rechnerbetriebssystemen in Kontakt und wechselte mit dieser Kenntnis zur Firma Fibronics. Hier war er vornehmlich im Bereich Hochgeschwindigkeitsnetze (FDDI) und Implementierung von TCP/IP auf IBM-Großrechnern tätig. Seit 1994 ist er Netzwerk- und Systemberater in Köln. Schwerpunkt seiner freiberuflichen Tätigkeit ist Projektmanagement, System- und Intranet-Administration. Zusammen mit Prof. Badach ist er Co-Autor von High Speed Internetworking. Homepage:

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