Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester

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1 Cisco Systems Übersetzung: Christian Alkemper Deutsche Bearbeitung: Ernst Schawohl Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester Cisco Press Markt+Technik Verlag

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 19 CCNA 1: Grundlagen der Netzwerktechnik 27 1 Einführung in die Netzwerktechnik Verbindungen zum Internet herstellen Anforderungen an eine Internetverbindung Grundlagen zu PCs Diskrete Komponenten Komponenten der Hauptplatine Netzwerkkarten Netzwerkkarte und Modem installieren Beschreibung und Konfiguration von TCP/IP Die Konnektivität mit ping testen Zahlensysteme Binäre Datendarstellung Terminologie der Bits und Bytes Das Dezimalsystem Das Binärsystem Dezimalzahlen in Binärzahlen konvertieren Binärzahlen in Dezimalzahlen konvertieren Punktgetrennte Dezimalnotation einer 32-Bit-Binärzahl Konvertierung von Hexadezimalzahlen in Binärzahlen und umgekehrt Boolesche Logik IP-Adressen und Netzwerkmasken Zusammenfassung Lernzielkontrolle 56 2 Übersicht der Netzwerktechnologien Terminologie der Netzwerktechnologie Datennetzwerke Die Geschichte der Computernetze Netzwerkgeräte 65

3 6 Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester Netzwerktopologien Netzwerkprotokolle LANs WANs MANs SANs VPNs Intranets and Extranets Bandbreite Die Bedeutung der Bandbreite Bandbreite messen Beschränkungen der Bandbreite Durchsatz Berechnung des Datentransfers Digitale und analoge Bandbreite Netzwerkmodelle Schichten und Materialfluss Die Datenkommunikation mit Schichten beschreiben Das OSI-Referenzmodell Die Schichten des OSI-Referenzmodells Peer-to-Peer-Kommunikation Das TCP/IP-Referenzmodell Vorgänge bei der Kapselung Zusammenfassung Lernzielkontrolle Netzwerkmedien Kupfermedien Elektrische Größen Kabel- und Anschlussstandards Koaxialkabel TP-Kabel Optische Medien Das elektromagnetische Spektrum Das Strahlenmodell Reflexion Brechung Interne Totalreflexion Glasfaserkabel 155

4 Inhaltsverzeichnis Weitere optische Komponenten Signale und Störungen bei Glasfasern Glasfaserkabel installieren, betreiben und testen Funknetze Drahtlose Kommunikation WLAN-Standards Funknetzeinrichtungen und Funknetztopologien Kommunikation in WLANs Authentifizierung und Assoziation Funkwellen- und Mikrowellenspektren Nutz- und Störsignale im WLAN Sicherheit im WLAN Zusammenfassung Lernzielkontrolle Kabel testen Frequenzbasierte Kabeltests Wellen Sinuswellen und Rechteckwellen Exponenten und Logarithmen Dezibel Signale in Bezug auf Zeit und Frequenz Analog- und Digitalsignale Störungen im Zeit- und Frequenzbereich Bandbreite Nutz- und Störsignale Signale in Kupfer- und Glasfaserkabeln Dämpfung und Einfügungsverluste in Kupfermedien Ursachen für Störsignale in Kupfermedien Glasfaser testen Ein neuer Standard Zusammenfassung Lernzielkontrolle LANs und WANs verkabeln LANs verkabeln Die Bitübertragungsschicht im LAN Ethernet im Campus-LAN Anforderungen an Ethernet-Medien und Steckverbinder 229

5 8 Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester Anschluss an das Medium TP-Implementierung Aktive Komponenten im LAN Repeater Hubs Drahtlose Netze Bridges Switches LAN-Konnektivität für Hosts Beziehungen zwischen Workstations und Servern Peer-to-Peer-Netzwerke Client-Server-Netzwerke WANs verkabeln Die Bitübertragungsschicht im WAN Serielle WAN-Verbindungen Router und serielle Verbindungen Router und ISDN-Basisanschluss Router und DSL-Verbindungen Router und Kabelnetzverbindungen Konsolenverbindungen konfigurieren Zusammenfassung Lernzielkontrolle Grundlagen zu Ethernet Geschichte und Entwicklung von Ethernet Einführung in die Ethernet-Technologie IEEE-Standards für Ethernet Ethernet und das OSI-Modell Adressierung Schicht-2-Framing Struktur eines Ethernet-Frames Felder im Ethernet-Frame Betrieb von Ethernet-Netzen MAC Medienzugriff im Ethernet-Netzwerk Synchronisation bei Ethernet Interframe-Spacing und Backoff-Periode Fehlerbehandlung Kollisionsarten 303

6 Inhaltsverzeichnis Fehler im Ethernet-Netzwerk Autonegotiating Verbindungsaufbau und Voll-/Halbduplexbetrieb Zusammenfassung Lernzielkontrolle Ethernet-Technologien Übersicht zu Ethernet Mbit/s-Ethernet Base Base BaseT Mbit/s-Ethernet BaseTX BaseFX Gigabit-Ethernet und 10-Gigabit-Ethernet Mbit/s-Ethernet BaseT BaseSX und 1000BaseLX Gigabit-Ethernet Die Zukunft von Ethernet Zusammenfassung Lernzielkontrolle Ethernet-Switching Switching Schicht-2-Bridging Schicht-2-Switching Betrieb eines Switchs Switching-Methoden Das Spanning-Tree-Protokoll Kollisionsdomänen und Broadcast-Domänen Netzwerke mit gemeinsamem Medium Kollisionsdomänen Segmentierung Schicht-2-Broadcasts Broadcast-Domänen Einführung in den Datenfluss Netzwerksegmente 401

7 10 Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester 8.3 Zusammenfassung Lernzielkontrolle Die TCP/IP-Protokollfamilie und die IP-Adressierung TCP/IP: eine Einführung Vergangenheit und Zukunft von TCP/IP Anwendungsschicht Transportschicht Internetschicht Netzwerkschicht Das OSI- und das TCP/IP-Modell Die Architektur des Internets Internetadressen Darstellung von IP-Adressen Konvertierung von Dezimal- und Binärzahlen IPv4-Adressierung IP-Adressklassen Öffentliche und private IP-Adressen Einführung in die Subnetzbildung IPv4 und IPv IP-Adressen: Zuordnung, Registrierung und Hierarchie Eine Internetadresse beantragen Statische Zuordnung einer IP-Adresse IP-Adresszuordnung über RARP IP-Adresszuordnung über BOOTP IP-Adressverwaltung über DHCP Probleme bei der Adressauflösung Das ARP-Protokoll Zusammenfassung Lernzielkontrolle Grundlagen zu Routing und Subnetzbildung Routing und Protokolle Geroutete Protokolle und Routing-Protokolle IP als geroutetes Protokoll Paketübertragung und Switching im Router Verbindungslose und verbindungsorientierte Netzwerkdienste Aufbau eines IP-Pakets 473

8 Inhaltsverzeichnis IP-Routing-Protokolle Übersicht zum Routing Routing und Switching im Vergleich Geroutete und Routing-Protokolle im Vergleich Pfadermittlung Routing-Tabellen Routing-Algorithmen und Metriken Interne und externe Routing-Protokolle Typen von Routing-Protokollen Grundlagen der Subnetzbildung IP-Adressklassen Einführung in die Subnetzbildung Subnetzmaske erstellen Subnetzmaske anwenden Subnetze in Klasse-A- und Klasse-B-Netzwerken bilden Netzadresse mit booleschem UND berechnen Zusammenfassung Lernzielkontrolle Transport- und Anwendungsschicht von TCP/IP Die TCP/IP-Transportschicht Einführung in die TCP/IP-Transportschicht Flusskontrolle Aufbau, Aufrechterhaltung und Beendigung einer Sitzung Drei-Schritte-Handshake Fenstertechnik Bestätigungen TCP UDP TCP- und UDP-Portnummern TCP/IP-Anwendungsschicht Grundlagen der Anwendungsschicht DNS FTP and TFTP HTTP SMTP SNMP Telnet 544

9 12 Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester 11.4 Zusammenfassung Lernzielkontrolle 546 CCNA 2: Router und Grundlagen des Routing WANs und Router WANs Einführung in WANs Einführung zu WAN-Routern Router-LANs und Router-WANs Rolle des Routers in einem WAN WAN-Simulation im Testfeld Router Interne Router-Komponenten Die Lage der Komponenten im Router Externe Router-Anschlüsse Managementports Verbindungen mit dem Konsolenport LAN-Schnittstellen eines Routers anschließen WAN-Schnittstellen eines Routers anschließen Zusammenfassung Lernzielkontrolle Grundlagen zu Routern Cisco IOS Software Grundlagen zur Cisco IOS Software Bedienoberfläche des Routers Bedienoberflächenmodi beim Router Merkmale der Cisco IOS Software Betrieb der Cisco IOS Software Router starten Erststart bei Cisco-Routern Router-LEDs Bootvorgang des Routers Konsolenverbindung herstellen Am Router anmelden Befehlsliste für den Benutzer- und den privilegierten Modus Erweiterte Editierbefehle 625

10 Inhaltsverzeichnis Die IOS-History Der Befehl show version Zusammenfassung Lernzielkontrolle Router-Konfiguration Router konfigurieren Router-Konfigurationsmodi Router-Namen konfigurieren Router-Passwörter konfigurieren Die show-befehle Serielle Schnittstelle konfigurieren Änderungen am Router durchführen Ethernet-Schnittstelle konfigurieren Konfiguration abschließen Die Bedeutung von Konfigurationsstandards Schnittstellenbeschreibungen Login-Banner Nachricht des Tages konfigurieren Hostnamen auflösen Hosttabellen konfigurieren Konfiguration sichern und dokumentieren Zusammenfassung Lernzielkontrolle Wie Router Informationen zu anderen Netzwerkgeräten erhalten Nachbarn entdecken und Verbindung zu ihnen herstellen Einführung in CDP Mit CDP Informationen ermitteln Der Befehl show cdp neighbors CDP aktivieren und anwenden Einen Plan des Netzwerkes erstellen CDP deaktivieren Problembehandlung bei CDP Informationen zu Remotegeräten erhalten Telnet Weitere Möglichkeiten für Konnektivitätstests Fehlersuche bei der IP-Adressierung 691

11 14 Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester 4.3 Zusammenfassung Lernzielkontrolle Cisco IOS Software administrieren Bootvorgang am Router starten und verifizieren Stationen des Einschalt- und Bootvorgangs eines Routers Cisco IOS Software finden und laden Den Befehl boot system verwenden Konfigurationsregister Troubleshooting bei IOS-Boot-Problemen Cisco IOS Software Images administrieren Überblick zum IOS-Dateisystem IOS-Benennungskonventionen Konfigurationsdateien mit TFTP kopieren Konfigurationsdateien mit dem Terminalprogramm aufzeichnen und laden Cisco IOS Software-Images mit TFTP kopieren Cisco IOS Software-Images mit XModem kopieren Umgebungsvariablen Dateisystem überprüfen Zusammenfassung Lernzielkontrolle Routing und Routing-Protokolle Einführung in das statische Routing Grundlagen zum Routing Statische Routen verwenden Statische Routen konfigurieren Default-Route konfigurieren Statische Routen überprüfen Probleme mit statischen Routen beheben Übersicht zum dynamischen Routing Einführung in Routing-Protokolle Autonome Systeme Konvergenz der Routing-Protokolle und autonome Systeme Klassifizierung der Routing-Protokolle Grundlagen zu Distanzvektorprotokollen 750

12 Inhaltsverzeichnis Grundlagen zum Link-State-Routing Überblick zu den Routing-Protokollen Pfadbestimmung und Paketvermittlung Routing-Protokoll konfigurieren Routing-Protokolle IGP versus EGP Zusammenfassung Lernzielkontrolle Distanzvektorprotokolle Distanzvektor-Routing Routing-Updates bei Distanzvektorprotokollen Schleifen beim Distanzvektor-Routing Das Count-to-Infinity-Problem Routing-Schleifen mit dem Split-Horizon-Verfahren beseitigen Route-Poisoning Triggered-Updates Routing-Schleifen mit Hold-down-Timern verhindern RIP Der Routing-Prozess bei RIP RIP konfigurieren Den Befehl ip classless verwenden Allgemeine Probleme einer RIP-Konfiguration RIP-Konfiguration überprüfen Fehlersuche bei RIP-Updates Routing-Updates über eine Schnittstelle unterbinden Lastverteilung bei RIP Lastverteilung über mehrere Pfade Statische Routen und RIP integrieren IGRP Eigenschaften von IGRP Metriken von IGRP IGRP-Routen Stabilitätsmerkmale von IGRP IGRP konfigurieren Von RIP auf IGRP migrieren IGRP-Konfiguration überprüfen Fehlersuche bei IGRP 810

13 16 Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester 7.4 Zusammenfassung Lernzielkontrolle TCP/IP-Fehler- und Steuermeldungen Übersicht zu TCP/IP-Fehlermeldungen ICMP-Fehlermeldungen Fehlerbenachrichtigung und Fehlerkorrektur Auslieferung von ICMP-Meldungen Nicht erreichbare Netzwerke Mit ping die Erreichbarkeit des Empfängers testen Übermäßig lange Routen erkennen Echomeldungen Die Meldung»Destination Unreachable« Format von Meldungen bei Parameterproblemen Übersicht zu Steuermeldungen in der TCP/IP-Suite Einführung in die Steuermeldungen ICMP-Redirect-/Änderungsanforderungen Zeitsynchronisierung und Bewertung der Übertragungsdauer Format von ICMP-Anforderungs- und -Antwortmeldungen ICMP-Adressmaskenmeldungen ICMP-Router-Discovery-Meldungen ICMP-Router-Anforderungsmeldungen Überlastungs- und Flusskontrollmeldungen Zusammenfassung Lernzielkontrolle Troubleshooting am Router Die Routing-Tabelle untersuchen Der Befehl show ip route Default-Gateway ermitteln Absender und Empfänger einer Route ermitteln Schicht-2- und Schicht-3-Adressen bestimmen Administrative Distanz einer Route bestimmen Metrik einer Route bestimmen Den nächsten Hop in der Route ermitteln Die letzten Routing-Updates ermitteln Mehrere Pfade zum Empfänger überwachen 853

14 Inhaltsverzeichnis Netzwerküberprüfung Einführung in die Netzwerküberprüfung Strukturierter Ansatz beim Troubleshooting Tests in den OSI-Schichten Troubleshooting in Schicht 1 mithilfe von LED-Anzeigen Troubleshooting in Schicht 3 mithilfe des Befehls ping Troubleshooting in Schicht 7 mithilfe von Telnet Übersicht zur Fehlersuche am Router Fehlersuche in der Vermittlungsschicht mit dem Befehl show interfaces Troubleshooting in Schicht 2 mithilfe des Befehls show interfaces Troubleshooting mit dem Befehl show cdp neighbors Troubleshooting mithilfe des Befehls traceroute Behebung von Routing-Problemen mit den Befehlen show ip route und show ip protocol Troubleshooting mit dem Befehl show controllers serial Eine Einführung zu den debug-befehlen Zusammenfassung Lernzielkontrolle TCP im Detail TCP Funktion von TCP Synchronisation und Drei-Schritte-Handshake DoS-Angriffe Fenstertechnik und Fenstergröße (Windowing) Sequenznummern Positivbestätigungen Funktionsweise von UDP Übersicht zu den Ports der Transportschicht Mehrere gleichzeitige Kommunikationskanäle zwischen Hosts Ports für Dienste Ports für Clients Portnummerierung und Well-known-Ports Beispiel für mehrere gleichzeitige Sitzungen zwischen Hosts 902

15 18 Cisco Networking Academy Program 1. und 2. Semester Vergleich zwischen MAC-Adressen, IP-Adressen und Portnummern Zusammenfassung Lernzielkontrolle ACLs Grundlagen zu ACLs Einführung in ACLs Wie ACLs funktionieren ACLs erstellen Die Funktion von Wildcard-Masken ACLs verifizieren ACL-Typen Standard-ACLs Erweiterte ACLs ACLs mit Namen verwenden ACLs platzieren Firewalls Sicherheit für virtuelle Terminalverbindungen Zusammenfassung Lernzielkontrolle 945 Anhang A: Antworten zu den Lernzielkontrollen 949 Anhang B: Glossar 955 Anhang C: Inhalt der CD-ROM CCNA Anhang D: CCNA2-Befehlstabelle 989 Stichwortverzeichnis 1003