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3 Was ist IP? Was ist eine Subnet mask? Was ist ein Default Gateway? Was ist DHCP? Was ist DNS? Wie funktioniert die Kommunikation?

4 Hauptbestandteil von IP sind die IP-Adressen, die alle Stationen in einem Netzwerk eindeutig kenntlich machen. Pro Hardware-Interface (Netzwerkkarte) wird eine IP-Adresse vergeben. In Ausnahmefällen sich einer Netzwerkkarte auch zwei oder mehr IP-Adressen zugeordnet. IP Adresse muss im Internet eindeutig sein. Die IP-Adresse ist mit den Angaben zu Straße, Hausnummer und Ort einer Anschrift vergleichbar. Damit die IP-Adresse von Hardware und Software einfach verarbeitet werden kann liegt sie in einem Bitcode (Duales Zahlensystem) vor. Der Bitcode ist 32 Stellen lang und kann wahlweise auch als hexadezimale oder dezimale Zahlenkombination dargestellt werden. Theoretisch gibt es vier Milliarden IP-Adressen (2 32 = = ). IP V.4 gibt es seit 1981 Zur einfacheren Lesbarkeit und Verarbeitung wird der 32-Bitcode in jeweils 8 Bit (1 Byte) aufgeteilt und durch einen Punkt getrennt. Jedes Byte kann durch die achtstellige 1er- und 0er-Folge einen Wert von 0 bis 255 annehmen. Das sind 256 Werte pro Stelle. Die binäre IP- Adresse ergibt umgerechnet in das dezimale Zahlensystem

5 Binär: 1 Bit kann zwei verschiedene Werte annehmen: 0 oder Bit = 1 Byte ² Dezimal Binär in Byte

6 ² Binär Dezimal =

7 Subnet mask Eine Subnetzmaske besteht aus 32 Bit und wird immer in Kombination mit der IP-Adresse verwendet. Sie ist also auch genau so lang wie eine IP- Adresse. Beispiel für eine Standard-Subnetzmaske Aufbau einer Subnetzmaske Eine Subnetzmaske besteht immer aus einem Netzanteil und einem Hostanteil. Die Anzahl an 1er -Bits (von links) gibt Netzanteil an. Der Rest ist der Hostanteil. Nachfolgend ist der Netzanteil unserer Beispiel Subnetzmaske rot und der Hostanteil grün gekennzeichnet In Kombination mit der IP-Adresse kann man anhand einer Subnetzmaske erkennen, ob 2 Computer in einem (Sub-)Netzwerk sind und miteinander direkt kommunizieren können oder diese in verschiedenen Netzwerken liegen und ein Router vermitteln muss.

8 In Fachbüchern und auf Internetseiten findet man häufig die Schreibweise /24. Dabei kennzeichnet das /24 die Subnetzmaske. Genauer gesagt den Anteil der Bits, die auf 1 stehen und damit auch den Netzanteil: /24 steht für Anzahl Hosts bei einer Subnetzmaske berechnen Bei einer Standard-Subnetzmaske /24 sind 24 Bits gesetzt. Bleiben also bei maximal 32 Bits noch 8 Bits für den Hostanteil. Um die Anzahl der maximal möglichen Hosts bei einer Subnetzmaske /24 zu berechnen geht man folgend vor: Wir haben 8 Bit Hostanteil 2^8= = 254 Hosts Einige werden sich Fragen, warum 2 Hosts abgezogen werden. Dies liegt daran, dass immer die erste (alle Bits im Hostteil sind null) und letzte (alle Bits im Hostteil sind eins) Adresse reserviert sind. Die erste Adresse ist dabei das Netz selbst und die letzte Adresse die Broadcast-Adresse.

9 Anhand der Subnetzmaske prüfen, ob 2 PCs in einem Netzwerk sind Bei Netzwerkproblemen sollte man, nachdem man Kabel- oder Hardwarefehler ausgeschlossen hat, auch überprüfen, ob die IP-Adressen und Subnetzmasken richtig konfiguriert sind. Die Berechnung, ob 2 PCs in einem Netzwerk liegen, ist einfach, wenn man dies einmal verstanden hat. Zur Veranschaulichung nehme wir folgendes Szenario: PC1: /24 PC2: /24 Für die Berechnung schreibt man sich jeweils die IP-Adresse mit der Subnetzmaske untereinander auf. Anschließend schaut man die übereinander liegenden Bits an und trägt unter IP und Subnetzmaske eine neue Zeilen mit neuen Bits. Immer wenn bei IP und Subnetzmaske bei beiden eine 1 steht, trägt man darunter auch eine 1 ein. Am besten erkennt man dies an folgender Tabelle:

10 PC1: /24 PC2: /24 PC1: Subnetz PC1: Gemeinsame "1": PC2: Subnetz PC2: Gemeinsame "2": Vergleicht man nun die beiden rotgeschrieben Bitfolgen Gemeinsame 1 und Gemeinsame 2, erkennt man dass diese gleich sind. Daraus kann man folgern, dass die beiden PCs in einem Netzwerk sind.

11 IP Adressbereiche die privat genutzt werden dürfen: Von Bis Subnetzmaske

12 Default Gateway / Standard Gateway Um z.b. einen Rechner in einem anderen Netzwerk erreichen zu können werden die IP Pakete zum Standard Gateway geschickt (diese Adresse hat der Router) in der Hoffnung der Router weiß, wie er den anderen Rechner erreichen kann. Findet der Router das andere Netzwerk nicht auf direktem Weg schickt er ebenfalls das Paket an sein Standard Gateway,..

13 NAT (Network Address Translation) NAT wird in der Regel in jedem Heimnetzwerk genutzt. Wenn man z.b. im Internet surft wird zum Internet nur die IP Adresse des Routers sichtbar, nicht jedoch die Adresse des eigenen Computers. Daher sollte man im Heimnetzwerk nur private Adressen nutzen. Wenn man offizielle Adressen nutz kann es passieren, das z.b. die selbe Adresse nutzt, wie man selber auf dem eigenen Rechner.

14 IPv6 Internet Protocol V.6 Gibt es seit 1998 Bei IP V.6 gibt es = IPv6-Adressen werden gewöhnlicher weise hexadezimal (IPv4: dezimal) notiert, wobei die Zahl in acht Blöcke zu jeweils 16 Bit (4 Hexadezimalstellen) unterteilt wird. Diese Blöcke werden durch Doppelpunkte (IPv4: Punkte) getrennt notiert: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344. Jedes Netzwerk fähige Gerät kann eine feste Adresse auf Lebenszeit bekommen.

15 Wie bekommt ein Rechner eine IP Adresse? Es wird eine feste Adresse vergeben Diese kann im Betriebssystem fest eingestellt werden. Dies macht man z.b. bei Routern, und Servern. Per DHCP Anfrage (Dynamic Host Configuration Protocol) Wenn ein Client erstmals eine IP-Adresse benötigt, schickt er eine DHCPDISCOVER-Nachricht (mit seiner MAC-Adresse) als Netzwerk-Broadcast an die verfügbaren DHCP-Server. Dieser Broadcast hat als Absender-IP-Adresse und als Zieladresse , da der Absender noch keine IP-Adresse besitzt und seine Anfrage an alle richtet. Die DHCP-Server antworten mit DHCPOFFER und machen Vorschläge für eine IP-Adresse. Das geschieht ebenfalls mit einem Broadcast an die Adresse Der Client darf nun unter den eingetroffenen Angeboten (DHCP-Offers) wählen. Wenn er sich für eines entschieden hat (z. B. wegen längster Lease-Zeit oder einfach für die erste Antwort), kontaktiert er per Broadcast und einem im Paket enthaltenen Serveridentifier den entsprechenden Server mit der Nachricht DHCPREQUEST. Alle eventuellen weiteren DHCP- Server werten das als Absage für ihre Angebote. Der vom Client ausgewählte Server bestätigt in einer DHCPACK-Nachricht (DHCP-Acknowledged) die IP-Adresse mit den weiteren relevanten Daten, oder er zieht sein Angebot zurück (DHCPNAK, siehe auch sonstiges). Bevor der Client sein Netzwerkinterface mit der zugewiesenen Adresse konfiguriert, sollte er noch prüfen, ob nicht versehentlich noch ein anderer Rechner die Adresse verwendet. Das geschieht üblicherweise durch einen ARP-Request mit der soeben zugeteilten IP-Adresse. Antwortet ein anderer Host im Netz auf diesen Request, so wird der Client die vorgeschlagene Adresse mit einer DHCPDECLINE-Nachricht zurückweisen.

16 Welche Informationen bekommt der Client unter anderem vom DHCP Server? IP Adresse Standard Gateway Subnet Mask DNS Server Laufzeit der IP-Adresse. APIPA (Automatic Private IP Adressing). Ein Rechner versucht bei einem DHCP-Server seine TCP/IP-Adresse und andere wichtige Einstellungsparameter anzufordern. Erreicht der Rechner jedoch keinen DHCP-Server, z.b. weil keiner im gleichen Segment aktiv und auch über DHCP-Relay nicht zu erreichen ist, so bekommt der Rechner automatisch eine zufällige Adresse aus dem Bereich x.x. Diese Adressen hat sich Mircosoft ganz offiziell für diesen Zweck reservieren lassen. Private IP-Adressen gehören zu bestimmten IP-Adressbereichen, die im Internet nicht geroutet werden. APIPA ist dafür gedacht, dass Heimanwender ein TCP/IP-Netzwerk betreiben können, ohne mit IP-Adressierung und IP-Parametern konfrontiert zu werden. In Netzen mit echter IP-Adressplanung haben diese automatischen Adressen jedoch nichts zu suchen.

17 Was ist ein DNS Server Domain Name Server Ein DNS Server ist für die Adressauflösung zuständig. In der Regel wird z.b. im Internet Explorer eine WWW Adresse eingegeben. Z.B. Da im Internet aber die Kommunikation auf IP Adressen basiert schlüsselt der DNS Server den Namen in z.b um. Wenn der Client nicht die IP Adresse kennt schickt er eine Anfrage an den DNS Server, der in Tabellen nachsieht, ob er die Adresse kennt. Wenn nicht, fragt er einen höhergestellten DNS Server an. Wenn keiner der DNS Server eine IP Adresse für den Namen hat bekommt der Client eine Meldung, dass der Name nicht gefunden werden konnte.

18 Was ist ein DNS Server Domain Name Server

19 Ein paar nützliche Befehle im DOS Fenster IPCONFIG oder auch IPCONFIG /ALL. Mit IPCONFIG /? werden weitere Optionen angezeigt. Ping auf Loopback IP Adresse ( ) PING Ping auf eine IP Adresse PING Ping auf einen HOST Name, Dies kann auch eine www Adresse sein. Z.B. PING TRACERT IP-Adresse oder z.b. Hiermit kann man sehen über welche und wie viele Router zwischen dem eigenen Rechner und dem Ziel sind. Damit kann man auch feststellen, zwischen welchen Routern am Meisten Zeit verbraucht wird. Ähnlicher Befehl ist PATHPING IP-Adresse oder z.b.

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