1_03 Netzwerke
neztwerke grundlagen
neztwerke grundlagen
Kartei Details
Karten | 29 |
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Lernende | 81 |
Sprache | Deutsch |
Kategorie | Informatik |
Stufe | Grundschule |
Erstellt / Aktualisiert | 21.05.2013 / 15.06.2025 |
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ISO / OSI-Stack
Hierarchieebenen -Schichten
Netzwerke werden in mehrere Hierarchieebenen (layers) eingeteilt.
ISO/OSI-Stack
Dienst / Service
spezifische Aufgaben einer Schicht.
->Was leistet die Schicht?
ISO/OSI-Stack
Peer-to-peer Communication
Schicht n einer Maschine spricht nur mit Schicht n einer anderen Maschine
ISO/OSI-Stack
Protokoll (der Ebene n)
Regeln und Konventionen der Kommunikation auf der Schicht n
->Wie wird Leistung vollgebracht
ISO/OSI-Stack
(Protokoll-) Stapel / Stack
Gesamtheit der Protokolle der Schichten
(ideal: auf jeder Maschine gleich)
ISO/OSI-Stack
ISO/OSI-Stack
- Open System Interconnection
- Alternative zu TCP/IP
- Entwickelt von: ISO (International Standards Organisation)
- 7 Schichten
ISO/OSI-Stack
Netzknoten
- verbindet zwei Netzwerk miteinander
- übersetzt ggfs. Pakete eines Protokolls in die eines anderen Protokolls (gleiche Ebene)
- Schicht 1: Repeater
- Schicht 2: Bridges, Switches
- Schicht 3: Router
- Schicht 7: Application(-level) Gatenway
TCP/IP-Protokollfamilie
IP - Internet Protokoll
Datagrammdienst (verbindungslos) in unzuverlässigen, heterogenen Netzwerken
wichtige Angaben im Kopf eines Datagramms:
- source adress - Quell-IP-Adresse
- destination adress - Ziel-IP-Adresse
- time to live - maximale Lebensdauer
IP-Adressierung
IP-Adresse
weltweit eindeutige Identifizierung eines Empfängers durch IP-Adresse:
Adresslännge:
- 32 Bit (IPv4)
- 128 Bit (IPv6)
2 Bestandteile:
- Prefix, network: Identifizierung eines Netzwerk(-Breibers), weltweit eundeutig vergeben
- Suffic, host: Identifizierung eines Geräts im Netzwerk, vom Netzwerkbetreiber vergeben.
Darstellung der Adresse durch 4 Zahlen (193.123.45.4) bzw. 8 hexadezimale 16-Bit-Werte
IP-Adressierung
CIDR-Notation
193.123.45.0/24 d.h. die Adresse des Netzwerks besteht aus den ersten 24Bit
IP-Adressierung
Netzwerkmaske
Alternative Angabe einer Netzwerkmaske
193.123.45.4 AND 255.255.255.0 --> 193.123.45.0
TCP/IP-Protokollfamilie
TCP - Transmission Control Protocol
- zuverlässiger End-zu-End-Strom über unzuverlässige Netzwerke
- TCP (Quellmaschine) teilt Bytestrom in Segmente auf
- Segmente werden per IP verschickt.
- TCP (Zielrechner) setzt Bytestrom aus den Segmenten wieder zusammen:
- in der richtigen Reihenfolge
- vollständig
TCP-Adressierung
Port(-Number)
Adresse einer Anwendung (Schicht 5) auf einem Gerät
- Ports 0 bis 1023: well-known ports
- Systemdienste (mit administriven Rechten)
- Ports 1024 bis 49151: registered ports
- bekannte Dienste im Userland
- Ports 49152 bis 65535: dynamic/private ports
- frei nutzbare Ports
TCP-Adressierung
Socket
IP-Adresse + Port-Number (globale Adresse der Anwendung)
TCP-Adressierung
Connection
Sockets der beiden miteinander kommunizierenden Anwendungen
TCP/IP-Protokollfamilie
wichtige Angaben im TCP-Kopf
- source port
- destination port
- sequence number
- Position der gesendeten Bytes im Strom
- acknowlegement number
- Position der empfangenen Bytes im Strom
TCP/IP-Protokollfamilie
UDP - User Datagram Protokoll
- Alternative zu TCP
- verbindungslos (Datagrammdienst)
- letzendlich IP-Protokoll erweitert um Port
- für Kurzmitteilungen (Aufwand für Verbindungsaufbau entfällt)
Domain Name System
Domäne
Unterteilung des Ineternet
- jede Domäne ist in Unterdomänen aufgeteilt
- jede Maschine ist Teil einer Unterdomäne
Domain Name System
DNS-Protokoll
- Schicht 7
- Umsetzung von DNS-Bezeichnungen auf IP Adressen durch spezielle DNS-Protokoll
- Aufteilung des DNS in nicht überlappende Zonen
- pro Zine ein primary name server und ggfs. mehrere secondary name server
Domain Name System
Umsetzung (einzelne Schritte)
- Anwendung ruft Software zur DNS-Auflösung ("Resolver")
- Resolver sendet UDP-Paket an lokalen DNS-Server
- DNS-Server ermittelt IP-Adresse
- DNS Server sendet IP-Adresse an Resolver
- Resolver gibt IP-Adresse an Anwendung
Adress Resolution
MAC - Adresse
eindeutige Kennzeichnung einer Netzwerkkarte
- Media Access Control
- Darstellung: 12 hexadezimale Ziffern
- Hersteller-ID: die ersten 3 Bytes
- Seriennummer: die letzten 3 Bytes
Adress Resolution
Broadcast
Nachricht an alle Teilnehmer (im lokalen Netz)
Adress Resolution
ARP - Adress Resolution Protocol
ermittelt im lokalen Netzwerk die MAC-Adresse zu einer gegebenen IPv4 Adresse (Schicht 2)
- Senden einer ARP-Anforderung mit gegebener IP-Adresse sowie MAC/IP-Adresse des fragenden Geräts
- Gerät mit gesuchter IP-Adresse sendet seine MAC-Adresse an fragendes Gerät
- Ergebnis wird im lokalen ARP-Cache des fragenden Gerätes gespeichert
IPv6 Neighbour Discovery Protocol anstelle ARP
ICMP-Protokoll
ICMP - Internet Control Message Protocol
- gehört zu jeder IP-Implementierung
Aufgaben:
- Informationsanforderungen:
- z.B. Echo Request: Erreichbarkeit einer Maschine
- Fehlermeldungen:
- Time Exceede: Wenn ein Paket seine Lebensdauer überschritten hat
Wichtige Akteure im Internet
ICANN
ICANN - Internet Corporation for Assigned Names und Numbers
- Sicherstellung der breiten Repräsentation der weltweiten Internetgemeinschaft bei der Vergaben von Namen und Adressen
Wichtige Akteure im Internet
IANA
IANA - Internet Assigned Numbers Authority
- Verwaltung globaler Namen und Nummern im Internet
Wichtige Akteure im Internet
ISOC - Internet Society
globale Koordination und Standardisierung des Internets
Untergliederungen:
- IETF: Internet Engineering Task Force
- entwickelte Regelweke (RFCs) für das Internet
- RFC: Request for Comment
- IRTF: Internet Research Task Force
- Forschung, langfristige Weiterentwicklung
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