PC PC PC. Computernetze. Netzstruktur für kleine Netze -abgeschlossenes Netz LAN=Local Area Network. Fachhochschule Dortmund
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- Philipp Mann
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1 Computernetze Netzstruktur für kleine Netze -abgeschlossenes Netz LAN=Local Area Network Hub, Switch oder Access Point PC PC PC PC Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 1
2 LAN Technologie LAN mit Übergängen zu anderen Netzen zum anderen Netz Router (mit Switch, optional auch Accessp.) PC PC PC PC Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 2
3 LAN Technologie Die PC s benötigen eine Netzansteuerung (Netzcontroller, als Netz(werk)karte oder on board ): Transferrate: 10/100 Schnittstelle: PCI Anschlüsse: RJ45 Standard: IEEE 802.3, IEEE 802.3u Zubehör: Handbuch, Treiber-Diskette Besonderheiten: Boot ROM Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 3
4 LAN Technologie Switch: Schalter Eine Verbindung zwischen zwei PC s wird hergestellt. Ports: 8 Anschlüsse: 8x RJ45 Transferrate (MBit): 10/100 Vorderseite: Power und Geschwindigkeits LEDs Rückseite: 8x RJ45 Verbindung über ein Netzwerkkabel (twisted pair) mit RJ45 Steckern. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 4
5 LAN Technologie wireless LAN: Kabel werden durch eine Funkverbindung ersetzt. Ein Switch enthält als Zusatz den Accesspoint. Anschluss/Typ: ACCESS Anschlüsse: LAN Transferrate (MBit): 54 Standard: IEEE g, IEEE b Vorderseite: LEDs Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 5
6 LAN Technologie Vereinfachte (veraltete) Variante des Switch: Hub Ein PC sendet, alle anderen empfangen. Verhalten wie bei einem Bus. 1. Adressen: Jeder Netzwerkcontroller hat eine eindeutige Adresse (MAC-Adresse). Die gesendeten Daten enthalten eine MAC-Adresse (Empfänger). 2. Switch: Kennt die MAC s der Controller im LAN. Liest sie aus den Datenpaketen heraus und sendet die Pakete an den Empfänger. 3. Hub: Alle Controller empfangen die Datenpakete. Nur der Empfänger fühlt sich angesprochen und übernimmt die Daten. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 6
7 WAN Technologie Durch Koppeln von LAN s entsteht ein WAN (Wide Area Network). LAN LAN LAN LAN Router Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 7
8 WAN Technologie Jeder Router ist in mindestens zwei LAN s integriert und hat daher mindestens zwei MAC-Adressen. Wird z.b. ein PC als Router verwendet, so benötigt er zwei Netzwerkcontroller. Für den Datenverkehr im WAN sind die MAC-Adressen nicht geeignet. (MAC: Herstellercode + laufende Nummer; nicht strukturiert für eine ökonomische Zustellung) Stattdessen: Internetadressen (IP-Adressen)!! Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 8
9 WAN, Internet Internetadressen Gatekeeper.informatik.fh-dortmund.de bit Adresse, interpretiert durch vier 8-bit Zahlen Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 9
10 TCP/IP TCP/IP Was bedeutet die Abkürzung TCP/IP? 1. IP steht für Internet Protocol, 2. TCP ist die Abkürzung für Transfer Control Protocol. Beide Namen bezeichnen zwei Ebenen des Schichtenmodells einer Datenkommunikation. Dabei kann man sich den Begriff Protokoll vielleicht am einfachsten als Sammlung von Vorschriften vorstellen, die beim Datenaustausch eingehalten werden müssen. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 10
11 TCP/IP Die Daten werden von IP als Pakete übertragen, von TCP in der Regel zu einem Datenstrom, -stream zusammengefasst. Paket (div. Verwaltungsfelder weggelassen) MAC-Adr. IP-Adr. IP-Abs. Daten Controller: lesen nur die MAC-Adr. Die Router lesen die IP- Adresse und schreiben neue MAC-Adressen. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 11
12 Internetadressen DNS Das DNS (Domain Name System) gliedert das Internet in so genannte DNS-Domänen. Eine Domäne ist ein Verwaltungsbereich, der ein oder mehrere Netzwerke zusammenfasst und die Adressierung der Rechner mit einem symbolischen Namen erlaubt. Name- Server: Namen! 32 bit-internetadressen Beispiel: Internetadresse de => TopLevel Domain fh-dortmund => SubDomain www => Rechnername Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 12
13 IP-Adressen IP-Adressen strukturieren das Internet in Form von Teilnetzen und den darin befindlichen Rechnern. Man unterscheidet hierbei drei Klassen, die jeweils eine andere Interpretation einer Adresse a.b.c.d haben. Klasse Netzwerkteil Rechnerteil A a b.c.d B a.b c.d C a.b.c d Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 13
14 IP-Adressen IP-Adresse der Klasse C Adresse des Netzes des FB Informatik der FH DO 84 Rechnernummer (hier gatekeeper) Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 14
15 IP-Adressen für lokale Netze Die offizielle Internet-Behörde IANA hat IP-Adressen für private Netzwerke reserviert. Private Netzwerke können in allen Klassen verwendet werden. Klasse Adressbereich bis A B C Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 15
16 Netzwerkmaske Um Rechner einer Netzwerkadresse zuzuordnen (bzw. in Teilnetze zu unterteilen, siehe weiter unten) werden Netzwerkmasken verwendet. Die Standard Netzwerkmaske für Klasse C Netze ist: => Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 16
17 Netzwerkadresse Als Netzwerkadresse wird der Netzwerkanteile der IP- Adresse verwendet, der Rechneranteil ist der Wert 0. Die Netzwerkmaske wird mit der IP-Adresse UND- Verknüpft, daraus ergibt sich die Netzerkadresse. Beispiel: Maske => IP => Netz => Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 17
18 Teilnetze Über die Netzwerkmasken kann das Netzwerk auch in Teilnetze unterteilt werden, in dem man Rechneradressen zur Bildung der Netzwerkadressen nimmt. In einem Klasse C - Netz können 254 Rechner adressiert werden, es kann sinnvoll sein, Netzwerke in kleinere Einheiten zu unterteilen. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 18
19 Teilnetze, Beispiel Um das Netzwerk in vier Teile zu zerlegen (Klasse C Netz), sind zwei der acht Bit der Rechneradresse für die Bildung des Teilnetzes zu verwenden. NETZ NETZWERKADRESSE Binär (Rechneranteil) Teilnetz Teilnetz Teilnetz Teilnetz Die Netzwerkmaske zur Isolierung der Netzwerkteile wäre nun: => Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 19
20 Teilnetze, Beispiel Beispiel zur Berechnung der Netzwerkadresse; Teilnetz 3 Maske => IP => Netz => Die Masken der Teilnetze haben die Form Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 20
21 Broadcast Um Rechner eines Teilnetzes Informationen zu übermitteln verwenden lokale Netzwerke Rundrufverfahren (Broadcasting). Broadcast - Adressen berechnen sich aus der ODER- Verknüpft der Netzwerkadresse mit der invertierten Netzwerkmaske. Als Standard Broadcast - Adresse ohne Teilnetze für das Klasse C Netz ergibt sich die Adresse Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 21
22 Zusammenfassung Standard C Netz: Netzwerkparameter Wert IP-Adresse / Netzwerk IP-Adresse / Rechner 10 IP-Adresse Netzwerkmaske Broadcast-Adresse Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 22
23 Zentrale IP-Konfiguration mit DHCP DHCP bietet für IP-Netzwerke ein Client-Server basierendes Programmsystem zur Konfiguration aller Netzwerkparameter. DHCP basiert auf dem Netwerkprotokoll BOOTP das "diskless" Systemen (Rechner ohne eigenes Speichermedium) das Laden des Betriebssystems und der benötigten Netzwerkparameter erlaubt. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 23
24 Namensserver Z. B. Internetbrowser Es wird eingetippt: Wie kommt man zu der Internetadresse? Die symbolische Adresse wird an einen Name-Server gesendet: Zurück kommt die Internetadresse. Die Internetadresse des Name-Servers muss bekannt sein! Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 24
25 MAC-Adresse "! IP-Adresse Ein Rechner benötigt die MAC-Adresse des Routers (Gateway). Broadcast in das Teilnetz: Angabe der Internetadresse des Gateway, gesucht die MAC-Adresse. Der Gateway erkennt über seine IP-Adresse die Anforderung und gibt die MAC-Adresse zurück. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 25
26 MAC-Adresse "! IP-Adresse Der Gateway benötigt alle IP-Adressen und die dazu gehörenden MAC-Adressen des Teilnetzes: Broadcast an alle Rechner im Teilnetz! Jeder Rechner antwortet mit seinen entsprechenden Werten. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 26
27 Gateway Gateway ist ein Rechner, der Verbindung zwischen zwei Rechnernetzen herstellt. Er ist für die netzwerkübergreifende Vermittlung von Datenpaketen verantwortlich. Meist wird auch ein Gateway - Rechner als Router bezeichnet. Wohin sendet ein Router (Gateway) die Pakete, die nicht für das Teilnetz bestimmt sind? Er hat Routing-Tabellen, die Pakete werden zu einem anderen Gateway des Teilnetzes weitergeleitet. Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 27
28 Eigenschaften bei TCP/IP Einf. in die WI 1, DV-Infrastruktur, WS 03/04 28
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