Die IP-Adressierung. IP-Adresse Netz- / Hostadressteil Einteilung der Adressen Subnetting Arbeit des Routers Fragmentierung IPv6

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1 Die IP-Adressierung IP-Adresse Netz- / Hostadressteil Einteilung der Adressen Subnetting Arbeit des Routers Fragmentierung IPv6 1

2 Post-Adresse / IP-Adresse Post-Paket IP-Paket Herr Hans Muster Poststrasse Olten Die Adresse wird von den Postbeamten gelesen und das Paket wird entsprechend weitergeleitet. Die IP-Adresse wird von Routern gelesen und das Paket wird entsprechend weitergeleitet. 2

3 Der IP-Protokollkopf...besteht normalerweise aus 20 Byte, und beinhaltet Version Länge Lebenszeit Identifikation Servicetypen Transport D F M F Paketlänge Fragmentabstand Kopfprüfsumme Senderadresse (IP-Nummer) Empfängeradresse (IP-Nummer) Optionen Füllzeichen Man erkennt, dass eine IP-Nummer aus 32 Bits besteht! 3

4 Die 32-Bit IP-Nummer Beispiel einer IP-Adresse: Dezimale Schreibweise Binäre Schreibweise Die niederwertigen Bit stehen rechts und beginnen mit dem Dezimalwert 1. Die höherwertigen Bit stehen links und enden mit dem Wert

5 Die 32-Bit IP-Nummer Beispiel-Adresse: / 16 0 / 32 0 / 64 0 / Byte 2. Byte 3.Byte 4. Byte 0 / 1 0 / 2 0 / 4 0 / 8 1. Byte: Dezimal: Jedes Byte kann also Werte im Bereich von bis annehmen. Dezimal ergibt dies den Zahlenbereich von 0 bis

6 IP-Nummern Jede IP-Nummer beinhaltet folgende zwei Teile! - den Netzteil (welches Netz wird angesprochen) - den Hostteil (welcher Rechner in diesem Netz wird angesprochen) Generell beginnt jede IP-Nummer mit dem Netzteil. Aus wie vielen Bits der Netzwerkteil besteht wird auf drei Arten beschrieben: - A-,B-,C-Adressen (alt) - IP-Nummer / Anzahl Bit (neu) - IP-Nummer und Netmask (neu) 6

7 Einteilung der IP-Nummern 1.Byte: A-Adresse: 0 Netz-ID Host-ID B-Adresse: 1 0 Netz-ID Host-ID C-Adresse: Netz-ID Host-ID D-Adresse: Netz-ID 7

8 Knappheit der IP-Nummern Da die Adressen knapp wurden hat man begonnen die A-Adressen weiter aufzuteilen. z.b X (wäre A-Adresse gemäss erstem Byte. Eine A-Adresse kann in 255 * 255 C-Adressen aufgeteilt werden. Neue Schreibweise: / 24 Anstelle von /24 wird auch die Netmask eingesetzt (ganzer Netzteil mit "1"-er maskiert) 8

9 Reservierte IP-Nummern Es gibt Adressen, welche im Internet nicht geroutet werden. Diese Adressen (Private Address Space), können als interne Adressen verwendet werden. A-Klasse: bis B-Klasse: bis C-Klasse: bis Nicht zulässig sind in einem Netzwerk alle Bits auf 1 oder 0 zu setzen (Broadcast / this LAN) 9

10 Subnetze Unterteilt man ein Netzwerk in zwei oder mehrere Netzwerke, so bezeichnet man dies als Subnet. (Aufteilung der Broadcast-Domains) Es ist möglich mit jedem zusätzlichen Netz-Bit zwei weitere Netzwerke zu unterscheiden. 10

11 Standard-Subnet-Masken IP-Adresse-Klasse A Subnet-Mask IP-Adresse-Klasse B Subnet-Mask IP-Adresse-Klasse C Subnet-Mask

12 Benutzerdefinierte Netmask (Rezept) Festlegen wie viele Netze benötigt werden. (z.b. 6) Anzahl der Netze binär schreiben. (z.b. 110) Die Zahl der benötigten Bits wird zur Netz-ID dazugezählt. (z.b ) Netzmask wieder dezimal schreiben. (z.b ) 12

13 Anzahl der IP-Nummern: Adressklasse: Anzahl Netze: Anzahl Hosts: (1.Byte:) Klasse A Klasse B Klasse C IP-Adresse: Netmask: Was sagen Ihnen diese Angaben? Lösung: A-Adresse mit 254 Subnets 13

14 Repetition: Wozu dient die Netmask? 1. Byte 2. Byte 3.Byte 4. Byte Netmask: Zieladresse Netzwerkadresse Hostadresse aus IP-Header: Eigene Netzadr Zum Beispiel durch eine logische Subtraktion wird erkannt, ob sich die Zieladresse im selben Netzwerk befindet. Paket routen 14

15 MTU (Maximum Transfer Unit) Die unterschiedlichen Netzwerke können nicht beliebig grosse Datenpakete transportieren. Es gelten folgende Begrenzungen: Netzwerktyp: -TokenRing -Ethernet -IEEE X.25 Grösse: Bytes 1500 Bytes 1492 Bytes 576 Bytes 15

16 Fragmentierung eines IP-Pakets IP-Kopf Daten IP-Kopf Fragment1 IP-Kopf Fragment 2 IP-Kopf Fragment 3 Das MF-Fragment der beiden ersten Pakete wird 1. Das Feld Fragment-Offset wird mit einem Wert versehen. Die Headerchecksumme muss neu berechnet werden. Das Feld Paketlänge wird neu eingetragen. 16

17 Bedeutung Fragment-Offset Der Fragmentoffset (oder Fragmentabstand) bezeichnet an welcher Stelle relativ zum Beginn des gesamten Datagramms ein Fragment gehört. Mit Hilfe dieser Angabe kann der Zielhost das Originalpaket wieder aus den Fragmenten zusammensetzen. Da dieses Feld nur 13 Bit gross ist, können maximal 8192 Fragmente pro Datagramm erstellt werden. Alle Fragmente, ausser dem letzten, müssen alle ein Vielfaches von 8Byte sein. Dies ist die elementare Fragmenteinheit. 17

18 Fragment-Offset 1. Datenpaket: Fragment Offset = 8 * 8 Byte H * 23 MF=1 FO= t 2. Datenpaket: H * 23 MF=1 FO= Datenpaket: t H * 23 MF=0 FO= * 8 Byte = 128 Byte H * : Restlicher IP-Header 18

19 Portnummern Auf der Transportebene wird von TCP die Kommunikation mit den übergeordneten Prozessen mittels sogenannter Portnummern durchgeführt. IP-Adresse + Portnummer ==> Socket Portnummer = 16 Bit-Zahl (65535 Ports) Ports >= 1024 für proprietäre Anwendungen 19

20 Portnummern Beispiele (Well-Known-Portnummern): Dienst: Portnummer: Telnet 23 FTP 21 SMTP 25 WWW 80 Gopher 70 POP3 110 IMAP

21 Portnummern 21

22 IPv6 Wegen der Adressknappheit in IPv4 wurde der Adressbereich von 32 auf 128 Bit vergrössert. Implementierung von IPsec innerhalb des IPv6-Standards. Vereinfachung und Verbesserung des Protokollrahmens. Unterstützung von Netztechniken wie Quality of Service und Multicast. Die neue Generation von Routern versteht auch IPv6, so dass ein Übergang zu IPv6 künftig ohne grosse Investitionen durchgeführt werden kann. 22

23 IPv6 IPv6-Adressen sind 128 Bit lang (IPv4: 32 Bit). Typischerweise bekommt ein Internetprovider die ersten 32 Bit als Netz von einem NIC (RIR) zugewiesen. Dieser Bereich wird vom Provider weiter in Subnetze aufgeteilt. IPv6-Adressen werden gewöhnlich hexadezimal(ipv4: dezimal) notiert, wobei die Zahl in acht Blöcke zu jeweils 16 Bit unterteilt wird. Diese Blöcke werden durch Doppelpunkte (IPv4: Punkte) getrennt notiert: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 Führende Nullen innerhalb eines Blockes dürfen ausgelassen werden: 2001:0db8:0000:08d3:0000:8a2e:0070:7344 ist gleichbedeutend mit 2001:db8:0:8d3:0:8a2e:70:7344. Ein oder mehrere aufeinander folgende Blöcke, deren Wert 0 (bzw. 0000) beträgt, dürfen ausgelassen und durch zwei Doppelpunkte ersetzt werden: 2001:db8:0:0:0:0:1428:57ab ist gleichbedeutend mit 2001:db8::1428:57ab. 23

24 Schlusstest: Was ist zu dieser IP-Nummer zu sagen?