Thema: Netzwerktechnik - Grundlagen
Coaching: 19. – 21. September 2016
Trainer: Joe Brandes
Willkommen zu unserem Seminar…
Eine kurze Orientierung
• Ihr Trainer
• Seminarzeiten
• Seminarablauf
• Pausenregelungen
• ...
Unser Seminar in 3 Tagen…
Hauptabschnitte unseres Trainings
• Teil I
Begriffe, Normen,
Schnittstellen, Normen
• Teil II (S...
Themenübersicht / Kapitel aus Herdt-Skript / Übungen
Grundbegriffe 2
Topologien 3
Übertragungsmedien 4 Ü
Schnittstellen 5
...
Vorgehen in unserem Seminar … eine Ablaufplanung
• Folgen Sie bitte meinen Darstellungen
am Beamer
→ Präsentation
• Nutzen...
Bitte zögern Sie nicht, wenn Sie Fragen haben!
6Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Grundbegriffe Kap. 2
2 Grundbegriffe und Konzepte zu Netzwerken.................6
2.1 Vorbemerkungen zum Thema Netzwerk .....
Grundbegriffe
• Historie
• Vor- und Nachteile für Einsatz Netzwerke
• Gründe für die Nutzung von Netzwerken
• Client-Serve...
Topologien Kap. 3
3 Topologien .............................................16
3.1 Der Begriff Topologien ...................
Topologien
grundsätzliche Eigenschaften und
technische Umsetzungen
Vor- und Nachteile kennen
Topologien
• Ring
• Bus
• Ste...
Ring
Keine Kollisionen
Mit Protection-Schaltung kein Netzausfall
bei Ausfall Teilnehmer => Einsatz von
Ringleitungsverteil...
Bus
Übertragungsmedium (Shared Medium)
Endstücke (Terminatoren)
Vor- und Nachteile kennen
Umsetzungen:
10BASE5 (Thicknet, ...
Stern
Vor- und Nachteile
Umsetzungen:
Telefonienetz, Fast Ethernet
Physische Umsetzungen mittels
• Hub (inkl. Kollisionen)...
Übertragungsmedien Kap. 4
4 Übertragungsmedien .....................................20
4.1 Einteilung der Medien ............
Übertragungsmedien
• Bit vs. Byte
• Bit pro Sekunde (bps) vs. Baud
Anm.: Bps meint dann Byte pro Sekunde
Beachten: kleines...
Übertragungsmedien - Kabel
• Koaxialkabel
BNC-Kabel (Bayonet Neill Concelman)
für klassische Busse
• Twisted-Pair-Kabel (T...
Lichtwellenleiter - Technik
• Vorteile: Bandbreite, Abhörsicherheit,
Gewicht, Dämpfung, keine
Potentialübertragung (Blitzs...
Strukturierte Verkabelung – die Theorie und Umsetzung
• Idee:
Einmal Kabel „rein“ – nie mehr „ran“
Planung / Analyse wicht...
Strukturierte Verkabelung – gut und schlecht gemacht
19Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
...
Drahtlos - WLAN
Vor- und Nachteile kennen
Norm IEEE 802.11 (Wikipedia)
Sicherheit / Verschlüsselung kritisch
Access Points...
Drahtlos – WLAN – IEEE 802.11n
https://de.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n
21Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. Bran...
Übungsfragen zum Kapitel
22Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Schnittstellen Kap. 5
5 Schnittstellen..........................................36
5.1 Netzwerkkarten........................
Schnittstellen
Netzwerktechnik …
• On-Board (also in Chipsätzen integriert)
• Erweiterungskarten als
PCI (Peripheral Compo...
Zugriffsverfahren Kap. 6
6 Zugriffsverfahren ......................................42
6.1 Zugang zum Übertragungsmedium re...
Zugriffsverfahren
Etablierte Verfahren
• CSMA / CD (Collision Detection)
Die „Grundidee“ zur
Norm IEEE 802.3 (Ethernet – L...
Arbeitsweise lokaler Netze Kap. 7
7 Arbeitsweise lokaler Netze............................. 46
7.1 Umsetzung im LAN..........
LAN (Local Area Network)
Quasi: Ethernet + WLAN
Ethernet: entwickelt bei den Xerox Palo
Alto Research Center (PARC) seit c...
Feinstufiges Giga Ethernet – IEEE 802.3bz (NBase-T mit 2,5 und 5 Gbit/s)
Problem: aktuell häufig ein Übergang in der
Netzw...
LAN (Local Area Network)
https://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet (mit 802.1Q VLAN-Tag)
30Netzwerktechnik - Grundlagen | Tra...
Betriebssysteme und Server Kap. 8
8 Betriebssysteme und Server............................ 50
8.1 Einteilung von Betriebss...
32Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
OS (Operating System) - Übersicht
• Windows bzw. Wind...
OS (Operating System) – Dienste (Services)
Server: Software mit Dienstleistung
Kern-Dienste / Core-Services:
• File Servic...
OS (Operating System) – Server
Anforderungen an die Hardware:
• Verfügbarkeit / Zuverlässigkeit (24/7)
• Konsistenz/Integr...
OS (Operating System) – Speichermedien
RAID (Redundant Array of
independent/inexpensive Disks)
• Ziele: Geschwindigkeit un...
iSCSI – SCSI Protokoll über TCP
Standardumsetzung
• Controller: Initiator
steuert die Kommunikation
• Speichergeräte: Targ...
Übungsfragen zum Kapitel
37Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Normen und Modelle Kap. 10
10 Normen und Modelle ................................... 70
10.1 Gremien ........................
Normen – Gremien / Modelle
Gremien
• ISO, IEEE, ITU/CCITT
• IETF, ICANN, IANA
Schichtenmodelle (Theorie)
Schichtenmodelle ...
Normen – 7-Schichten-ISO/OSI-Modell
Schichten (engl. Layers)
• Merksätze: Layer 1 → 7 und 7 → 1
Please do not throw sausag...
Übungsfragen zum Kapitel
41Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Protokolle Kap. 11
11 Protokolle ............................................ 80
11.1 Beschreibung des Begriffs..............
Protokolle - Schichtenexkurs
• Kapitel 11 Protokolle S. 81 Herdt Skript
Tabellarische Gegenüberstellung von
Schicht – TCP/...
Protokolle – TCP/IP-Protokollfamilie (Protocolsuite)
 Anwendungsprotokolle:
• FTP
• SFTP (Secure FTP, eigentlich: SSH)
• ...
Protokolle – Ports
Durchwahlnummer für Hosts
Auf 1 Rechner – mit normalerweise 1 IPv4-
Adresse – laufen mehrere Dienste/Se...
Protokolle – Portnummern
Bereich Bedeutung
0 … 1023 System Ports
auch:
Well Known Ports
1024 … 49151 Registered Ports
für ...
Protokolle – IPv4 Adressierung I
Adressbereich
• 232 ergibt ca. 4 Milliarden Adressen
aber durch
• Subnetting
• spezielle ...
Protokolle – IPv4 Adressierung II
Vergabe IPv4 Adressen (Internet)
IANA (www.iana.org)
Einteilung der "Internet Welt" in
5...
Übung: IPv4 Kalkulator – Teilnetzrechnungen
49Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Übung: IPv4 – Teilnetzrechnungen manuell (I)
Standard Subnetmask mit „glatten 255“
50Netzwerktechnik - Grundlagen | Traine...
Übung: IPv4 – Teilnetzrechnungen manuell (II)
Subnetmask mit „254“ für Subnetting
51Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer...
Übung: IPv4 Kalkulator – mit Webunterstützung (z.B. jodies.de/ipcalc)
52Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesS...
Übung: nslookup
53Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Protokolle – IPv4 DHCP
IP-Konfigurationen an einen Client:
Statisch / Manuell
alle Konfigurationen manuell und fest im OS
...
Protokolle – IPv4 DNS
Domain Name System
ein hierarchisch organisiertes System aus
Root-Server, Subdomains, Domains, TLD
T...
Protokolle – IPv4 DNS – Auflösung/Resolve
http://kompendium.infotip.de/netzwerktechnologie-2-referenzmodelle-und-protokoll...
Protokolle – IPv4 Internetanbindung durch NAT-Routing (I)
NAT – Network Address Translation
Technik:
• Source-NAT (SNAT)
P...
Protokolle – IPv4 Internetanbindung durch NAT-Routing (II)
http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-router-und-gat...
Protokolle – IPv6, denn die IPv4 sind „aus“
IP Version 6 - neue Eigenschaften:
• Adressraum: 2128 Adressen
340 Sextillione...
Protokolle – IPv6 Adressen
IP Version 6 Adressen
Aufbau:
• Präfix - erste 64 Bit
• Interface-identifier - zweite 64 Bit
ka...
Protokolle – Windows Netzwerkkonfiguration
61Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Standardga...
Übungsfragen zum Kapitel
62Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Erweiterung der Netzwerkstruktur Kap. 12
12 Erweiterung der Netzwerkstruktur ...................... 94
12.1 Überlegungen z...
Netzwerkstrukturen
Verkabelungen: (organisatorisch)
• Strukturierte Verkabelung
Primär, Sekundär, Tertiär
EN 50173 - Anwen...
Übungsfragen zum Kapitel
65Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Kopplung von Netzwerken Kap. 13
13 Kopplung von Netzwerken .............................. 102
13.1 Aktive Komponenten........
Netzwerke koppeln – Schicht 1
Repeater
Hub – Multiport-Repeater
Repeaterregel (5-4-3-Regel, Historie)
bei 10Base5 oder 10B...
Netzwerke koppeln – Schicht 2
Bridge
Switch – Multiport-Bridge
68Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 1...
Netzwerke koppeln – Schicht 3
Router
auch: Layer-3-Switches
mindestens 2 Netzwerkadapter (NICs)
Routingtabellen
Default Ro...
Netzwerke koppeln – Schicht 3 – Routingentscheidung
http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-router-und-gateways.h...
Netzwerke koppeln – Schicht 7
Gateway
Beispielhafte Anwendungen und ihre
Protokolle:
• Web-E-Mail-Gateway
die klassischen ...
Netzwerke koppeln – Schichten 2 bis 7
Firewall
Lösungen:
• Hardware-Firewall
• Software-Firewall (Desktop-Firewall)
Regeln...
Übungsfragen zum Kapitel
73Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Erweiterung der Geschwindigkeit Kap. 14
14 Erweiterung der Geschwindigkeit...................... 116
14.1 Gigabit-Ethernet...
Netzwerkgeschwindigkeiten – GigaEthernet Varianten
Gigabit-Ethernet (1GE)
Standards: 1000BaseSX, 1000BaseLX,
1000BaseT (Em...
Netzwerküberwachung und Fehlersuche Kap. 15
15 Netzwerküberwachung und Fehlersuche ................... 122
15.1 Protokolle...
Netzwerkanalyse - Protokolle
SNMP (Simple Network Management Prot.)
• Serverdienst auf Network Manager
Station (NMS)
• Cli...
Netzwerkanalyse – Fehler erkennen / beheben
→ Übungen
Dokumentation „Network“ zu Rate ziehen
Kabeltester, Diagnosegeräte (...
Netzwerkanalyse – Wireshark (ehemals Ethereal)
hier: Mitschnitt einer offenen FTP-Sitzung – Passwort im Klartext!
79Netzwe...
Übungsfragen zum Kapitel
80Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Weitverkehrsnetze Kap. 17
17 Weitverkehrsnetze .................................... 132
17.1 Einführung in Weitverkehrsnet...
WAN (Wide Area Network) – eine Begriffesammlung…
WAN vs. LAN, MAN, PAN, SAN, …
Netz übermittelt Sprache, digitale Daten
un...
Übertragung Kap. 18
18 Übertragung........................................... 142
18.1 Übertragungsverfahren ................
Übertragungsverfahren – in das Internet „einwählen“
84Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Q...
Übertragungen – klassisch: Analog und ISDN
POTS (Plain Old Telephone Service)
Bandbreite: 300 Hz … 3,4 kHz
letzte und schn...
Übertragungen – DSL (Digital Subscriber Line)
xDSL (DSL-Varianten)
ADSL / ADSL2+ (Asymmetric DSL)
Download- und Uploadsban...
Übertragungen – Protokolle (Schicht 2)
„Einwählprotokolle“
allgemeine Technik: HDLC
von der ISO normiertes Protokoll
finde...
Übertragungen – Verschlüsselungen
Grundtechniken:
• Symmetrisch (gleiche Schlüssel)
DES, 3DES, IDEA, RC4, RC5, AES,
Blowfi...
Übungsfragen zum Kapitel
89Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Zugangsmöglichkeiten Kap. 19
19 Zugangsmöglichkeiten ................................. 156
19.1 Telefonnetz .................
Netzzugangstechniken – „Telefonanschluss“
Analoges Modem (Modulator-Demodulator)
ISDN (digitales Dienstenetz)
DSL-Router (...
Netzzugangstechniken – Mobilfunktechniken
logarithmisches Diagramm (siehe rechts)
Generationen:
• 2G - GPRS, EDGE
• 3G - U...
Netzzugangstechniken – Alternativen
• Satellit
Problem: Rückkanal – Upload
teuer
• Kabelnetz
Erfinder von „Triple Play“ (F...
WAN-Anbieter Kap. 20
20 WAN-Anbieter ......................................... 162
20.1 Übersicht WAN-Zugänge ...............
WAN – Anbieter
Entscheidungskriterien: Kosten,
Leistungsfähigkeit, Download-/Upload-
Symmetrie, Erweiterbarkeit, Sicherhei...
Quellen
Herdt-Skript Netzwerke – Grundlagen
9. Ausgabe, Oktober 2014, Matchcode: NW
Screenshots: (hier häufig Windows OS)
...
Literatur – Bibliothek Trainer J. Brandes
Rechnernetze
Wolfgang Riggert
Gebundene Ausgabe: 280 Seiten
Verlag: Carl Hanser ...
Haben Sie noch Fragen?
98Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
Bitte geben Sie uns noch Feedback…
Hierzu haben Sie ein digitales Feedbacksystem als Symbol/Icon auf Ihrem Desktop!
99Netz...
Vielen Dank…
100Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
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VW Group Academy - Netzwerke Grundlagen

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Seminar 19. bis 21.09.2016

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VW Group Academy - Netzwerke Grundlagen

  1. 1. Thema: Netzwerktechnik - Grundlagen Coaching: 19. – 21. September 2016 Trainer: Joe Brandes
  2. 2. Willkommen zu unserem Seminar… Eine kurze Orientierung • Ihr Trainer • Seminarzeiten • Seminarablauf • Pausenregelungen • Räumlichkeiten • Offline-Seminarunterlage: Herdt-Skript Matchcode: NW; 9. Ausgabe, Oktober 2014 • Online-Seminarrecherche: diverse Online-Portale, Wikipedia, … • Ihre Fragen und Anregungen 2Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  3. 3. Unser Seminar in 3 Tagen… Hauptabschnitte unseres Trainings • Teil I Begriffe, Normen, Schnittstellen, Normen • Teil II (Schwerpunkt für spätere Praxis) Protokolle – TCP/IP im LAN / WAN • Teil III Netze koppeln, Netzzugänge Themen Skript komplettieren entsprechen der geplanten Themen- verteilung für unser 3-Tagesseminar 3Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  4. 4. Themenübersicht / Kapitel aus Herdt-Skript / Übungen Grundbegriffe 2 Topologien 3 Übertragungsmedien 4 Ü Schnittstellen 5 Zugriffsverfahren 6 LAN (Local Area Network) 7 OS (Operating System) 8 Ü Normen 9 Protokolle 10 Ü Netzwerkstrukturen 12 Ü Netzwerke koppeln 13 Ü Gigabit Entwicklungen 14 Netzwerkanalyse 15 Ü WAN (Wide Area Network) 17 Übertragungen 18 Ü Netzzugangstechniken 19 WAN-Anbieter 20 Anhang 22 Übungen: Kapitel 4, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 18 Anm.: „fehlende“ Kapitelnummern sind sogenannte „Praxis“- Kapitel im Herdt-Skript 4Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  5. 5. Vorgehen in unserem Seminar … eine Ablaufplanung • Folgen Sie bitte meinen Darstellungen am Beamer → Präsentation • Nutzen Sie die Recherchemöglichkeiten mit mir gemeinsam im Internet → Quellensammlung erarbeiten/pflegen • Erarbeiten Sie einzeln / oder gemeinsam die Übungsfragen zum Seminar → Übungen / Fragen Herdt-Skript • Geben Sie gerne Anregungen zur Seminaroptimierung! → Qualitätsmanagement für Seminar siehe auch Feedback am letzten Tag 5Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  6. 6. Bitte zögern Sie nicht, wenn Sie Fragen haben! 6Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  7. 7. Grundbegriffe Kap. 2 2 Grundbegriffe und Konzepte zu Netzwerken.................6 2.1 Vorbemerkungen zum Thema Netzwerk ...................... 6 2.2 Der Weg zu Netzwerken .................................. 7 2.3 Grundkonzepte von Netzwerken ........................... 8 2.4 Wichtige Netzwerk-Kürzel und deren Bedeutung .......... 10 2.5 Gründe und Ziele einer Vernetzung ..................... 12 2.6 Vorstellung des Fallbeispiels ......................... 14 7Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  8. 8. Grundbegriffe • Historie • Vor- und Nachteile für Einsatz Netzwerke • Gründe für die Nutzung von Netzwerken • Client-Server- vs. Peer-to-Peer-Prinzip Zentrale vs. Lokale Verwaltung Besondere Rechner (Server-OS) vs. Gleichberechtigte Rechner Aufwand und Gegenwert (TCO, ROI) • Akronyme: LAN, WAN, MAN PowerLAN (PowerLine) WLAN (Wireless Lan) VLAN (Virtual LAN) NAS, SAN (Netzwerkspeicher) 8Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Server-based-network.svg, User:Mauro Bieg
  9. 9. Topologien Kap. 3 3 Topologien .............................................16 3.1 Der Begriff Topologien ................................ 16 3.2 Bus ................................................... 17 3.3 Stern ................................................. 17 3.4 Ring .................................................. 18 3.5 Mischformen ........................................... 18 3.6 Wolke (Cloud) ......................................... 19 9Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  10. 10. Topologien grundsätzliche Eigenschaften und technische Umsetzungen Vor- und Nachteile kennen Topologien • Ring • Bus • Stern • Vermascht • Baum • „Wolke“ (Cloud) • Hybride: Stern-Bus, Stern-Stern 10Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:NetzwerkTopologien.png, User:Foobaz
  11. 11. Ring Keine Kollisionen Mit Protection-Schaltung kein Netzausfall bei Ausfall Teilnehmer => Einsatz von Ringleitungsverteiler (RLV; engl.: MAU – Media Access Unit Vor- und Nachteile kennen Umsetzungen: Token Ring, FDDI Standard: Token-Ring mit Token Passing (IEEE 802.5) 11Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Token Ring.svg, User:Fleshgrinder
  12. 12. Bus Übertragungsmedium (Shared Medium) Endstücke (Terminatoren) Vor- und Nachteile kennen Umsetzungen: 10BASE5 (Thicknet, Yellow Cable), 10BASE2, CAN-Bus, PROFIBUS Kollisionen als Prinzip: Standard als Ethernet mit CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) Norm IEEE 802.3 (siehe Übersichtsgrafik TecChannel in Kapitel 7 LAN) 12Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Csma-cd-roundtrip.svg, User:rul4ind4h00d
  13. 13. Stern Vor- und Nachteile Umsetzungen: Telefonienetz, Fast Ethernet Physische Umsetzungen mittels • Hub (inkl. Kollisionen) und • Switch (ohne Kollisionen) Kaskadierungen Aktive Netzelemente (siehe später technische Kabellängen) Vorsicht bei Rückverkabelungen (moderne Switches erkennen solche „Rückkopplungen“ → Spanning Tree Protocol ) 13Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Stern-Stern-Netz.pdf, Urheber User:Deadlyhappen
  14. 14. Übertragungsmedien Kap. 4 4 Übertragungsmedien .....................................20 4.1 Einteilung der Medien ................................. 20 4.2 Koaxialkabel .......................................... 22 4.3 Twisted-Pair-Kabel (TP) ............................... 22 4.4 Glasfaserkabel ........................................ 24 4.5 Drahtlose Übertragung ................................. 28 4.6 Weitere Möglichkeiten ................................. 33 4.7 Übung ................................................. 34 14Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  15. 15. Übertragungsmedien • Bit vs. Byte • Bit pro Sekunde (bps) vs. Baud Anm.: Bps meint dann Byte pro Sekunde Beachten: kleines und großes „B“ • Leitungsgebunden vs. Ungebunden Ungebunden: WLAN, Infrarot, Laser • Übertragungseigenschaften: Dämpfung (dB), Empfindlichkeit gegen „Störungen“ (z.B. EMV) • Verlegung: Zug-/Abriebfestigkeit (mechanische Belastung), Flexibilität (Verlegekomfort), Robustheit gegen: Tiere, klimatische Einflüsse, Feuer 15Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:NonOverlappingChannels2.4GHzWLAN-de.svg, Urheber User:Liebeskind
  16. 16. Übertragungsmedien - Kabel • Koaxialkabel BNC-Kabel (Bayonet Neill Concelman) für klassische Busse • Twisted-Pair-Kabel (TP-Kabel) UTP - Unshielded TP STP - Shielded TP Norm: ISO/IEC-11801 (2002)E Bezeichnung (z.B.): S/FTP Screened Foiled Twisted Pair Stecker: RJ45 8P8C – 8 Kontaktpos. / 8 Kontakte • Glasfaser – Lichtwellenleiter (LWL) Monomode vs. Multimode Bandbreiten, Kabellängen 16Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:4 twisted pairs.svg, GPL, Pumbaa80
  17. 17. Lichtwellenleiter - Technik • Vorteile: Bandbreite, Abhörsicherheit, Gewicht, Dämpfung, keine Potentialübertragung (Blitzschutz), Störanfälligkeit (EMV) • Nachteile: mechanische Empfindlichkeit, Preis für HW, keine Stromübertragung • Singlemodefaser (ein Mode / Welle) Durchmesser < 9µm; als 9/125-µm für große Entfernungen • Multimodefaser (viele Moden / Wellen) größere Durchmesser; Fasern 50/ oder 62,5/125µm; LAN (1000Base-SX) https://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet#10-Gbit.2Fs-Ethernet 17Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 • Mulitmodestufenfaser Multimodefaser für Kurzstrecken Einsatz in Flugzeugen, Autos, Hifi, … • LC-Stecker - Lampert Connector (oder auch Lucent Connector) ist ein Small-Form-Factor-Stecker und der verbreitete Steckertyp, ähnelt als Duplex- Stecker dem RJ45, kompakte Bauform → SFP-Module (Small Form-factor Pluggable); auch: Mini-GBIC genannt • SC-Stecker - Suscriber Connector - Kunststoffgehäuse im rechteckiges Design, Push-Pull-Technik, Multimode- und Monomode
  18. 18. Strukturierte Verkabelung – die Theorie und Umsetzung • Idee: Einmal Kabel „rein“ – nie mehr „ran“ Planung / Analyse wichtig • Bereiche: Primärbereich (LWL, VDSL) Sekundärbereich (LWL, TP) Tertiärbereich (meist TP) • Technik: Verteilerschränke Patchpanel (Rangierfeld) Patchkabel Verlegekabel Anschlussdosen (UAE - universal, IAE - ISDN) 18Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Strukturierte Verkabelung.svg, User:Deadlyhappen
  19. 19. Strukturierte Verkabelung – gut und schlecht gemacht 19Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Patchfeld 102-0287 IMG.JPG, User:asbQuelle: Wikipedia, Datei:Patchfeld 109-0919 IMG.JPG, User:asb
  20. 20. Drahtlos - WLAN Vor- und Nachteile kennen Norm IEEE 802.11 (Wikipedia) Sicherheit / Verschlüsselung kritisch Access Points vs. AdHoc Verbindungen Spread-Spectrum-Verfahren • Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) siehe Bluetooth, alte 802.11 Standards • Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), vorzugsweise militärisch • Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) ISM-Frequenzen (Industry, Scientific, Medical) 2,4 GHz, 5 GHz und zukünftig 60 GHz Anm.: 802.11ad für 60 GHz Band Aktueller schnellster Standard: 802.11ac bis max. Brutto 1,3 Gbps Zugriffsverfahren: CSMA/CA Netzwerknamen: ESSID (bzw. SSID) Extended Service Set Identifier WLAN-Konfiguration absichern! Vorschläge diskutieren… Alternative Drahtlos-Kommunikation: Infrarot, Laser, Bluetooth 20Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  21. 21. Drahtlos – WLAN – IEEE 802.11n https://de.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n 21Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  22. 22. Übungsfragen zum Kapitel 22Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  23. 23. Schnittstellen Kap. 5 5 Schnittstellen..........................................36 5.1 Netzwerkkarten......................................... 36 5.2 Konfiguration der Netzwerkkarte ....................... 38 5.3 Weitere Anschlussmöglichkeiten ........................ 39 23Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  24. 24. Schnittstellen Netzwerktechnik … • On-Board (also in Chipsätzen integriert) • Erweiterungskarten als PCI (Peripheral Component Interconnect) PCIe (PCI Express) PCMCIA (PC Memory Card Int. Assoc.) USB (Universal Serial Bus) Firewire (IEEE 1394 oder i.Link) Thunderbolt (Version 3 bis 40 Gbps) • Heute alles als Plug & Play (PnP) Hot PnP – im laufenden Betrieb • Booten über das Netzwerk mittels PXE bzw. TFTP 24Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, File:Tarjeta Ethernet.jpg, User:emijrp Status LEDs
  25. 25. Zugriffsverfahren Kap. 6 6 Zugriffsverfahren ......................................42 6.1 Zugang zum Übertragungsmedium regeln .................. 42 6.2 CSMA/CD ............................................... 43 6.3 Von Shared Media zu Switched Networks ................. 44 6.4 CSMA/CA ............................................... 44 6.5 Zusammenfassung und Ausblick........................... 45 25Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  26. 26. Zugriffsverfahren Etablierte Verfahren • CSMA / CD (Collision Detection) Die „Grundidee“ zur Norm IEEE 802.3 (Ethernet – LAN) • CSMA / CA (Collision Avoidance) Einsatz in WLAN-Funkzellen Vor- und Nachteile kennen Vermeidung von Kollisionen mittels • Switch nutzen • Token-Passing (z.B. Token-Ring) • Master-kontrollierte Netze (z.B. ISDN) 26Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:CSMA-CD Verfahren.svg, User:Deadlyhappen
  27. 27. Arbeitsweise lokaler Netze Kap. 7 7 Arbeitsweise lokaler Netze............................. 46 7.1 Umsetzung im LAN....................................... 46 7.2 Ethernet .............................................. 46 27Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  28. 28. LAN (Local Area Network) Quasi: Ethernet + WLAN Ethernet: entwickelt bei den Xerox Palo Alto Research Center (PARC) seit ca. 1973 Entwicklungsteam Robert Metcalfe Einsatz von zentralen Verteilern (Hub, Switch) Geschwindigkeiten: 10 Mbps (10 Base-2, 10 Base-5)) 100 Mbps (Fast Ethernet, 100 Base-TX) 1000 Mbps (Giga Ethernet, 1000 Base-T) 10 / 100 Gbps (10 GBase-T, LWL) Übertragungsmedien beachten: TP-Kabel: Cat 5/5e, 6/6a, 7 LWL: Monomode/Singlemode, Multimode 28Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: tecchannel.de
  29. 29. Feinstufiges Giga Ethernet – IEEE 802.3bz (NBase-T mit 2,5 und 5 Gbit/s) Problem: aktuell häufig ein Übergang in der Netzwerkstruktur (Verkabelung) von 1 Giga auf 10 Giga Ethernet gewünscht! Technisch: für volle Leistung/Bandbreite auf die normgerechten 100 Meter benötigt 1 Gigabit-Ethernet: Cat5e (Kupferkabel – 1000Base-T) 10 Gigabit-Ethernet: Cat6a (Kupferkabel – 10GBase-T; ohne PoE) Lösung: NBase-T Netzwerktechnik (NIC) Beispiel: Tragant / Delock 89456 http://www.tragant.de/produkt/G_3LAN_3_1/89456/merkmale.html Heise Beitrag: c‘t 16.18.058 29Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: http://www.tragant.de/produkt/G_3LAN_3_1/89456/merkmale.html
  30. 30. LAN (Local Area Network) https://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet (mit 802.1Q VLAN-Tag) 30Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  31. 31. Betriebssysteme und Server Kap. 8 8 Betriebssysteme und Server............................ 50 8.1 Einteilung von Betriebssystemen........................ 50 8.2 Aufgabengebiete von Betriebssystemen................... 51 8.3 Microsoft Windows ..................................... 53 8.4 UNIX .................................................. 54 8.5 Interaktion in heterogenen Netzen ..................... 55 8.6 Kennzeichen der Hardware eines Servers ................ 56 8.7 Exkurs: Speichern von Daten ........................... 59 8.8 Übung ................................................. 62 31Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  32. 32. 32Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 OS (Operating System) - Übersicht • Windows bzw. Windows Server von Microsoft aktuelle Versionen: Windows 10, Windows Server 2012 R2 • Unix Sun Solaris (heute Oracle), HP-UX (Hewlett Packard), AIX (IBM), … • GNU/Linux ab 1991 von Linus Torvalds entwickelt – heute „überall“ (Android, SmartTV, …) • Linux-Derivate Debian / Ubuntu / Knoppix, RHEL (Red Hat Enterprise Linux) / CentOS / Fedora, SLES (SUSE Linux Enterprise Server) / openSUSE, Android (Google) • FreeBSD ab 1993 entwickelt (siehe heute Mac OS X) • Cisco IOS (Internetwork Operating System Software) Betriebssystem von Routern und Switches aus dem Hause Cisco
  33. 33. OS (Operating System) – Dienste (Services) Server: Software mit Dienstleistung Kern-Dienste / Core-Services: • File Service • Print Service • Authentification (Authentifizierung) • Directory Service (MS Active Directory) Spezielle Dienste: • Groupware: MS Exchange, IBM Domino • Datenbank: Microsoft SQL Server, Oracle Database, IBM Informix, IBM DB2 • Webserver: Apache, nginx, lighttpd • Samba (Linux) 33Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-netzwerkverteiler.html
  34. 34. OS (Operating System) – Server Anforderungen an die Hardware: • Verfügbarkeit / Zuverlässigkeit (24/7) • Konsistenz/Integrität • Leistung (CPU, RAM, Datenspeicher) • Skalierung (Modularität, Hot-Swap) Redundanzen gefordert: • Cluster • Server-Farmen • HA-Concepts (High Availability) Absicherungen über USV Virtualisierungslösungen 34Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-server.html
  35. 35. OS (Operating System) – Speichermedien RAID (Redundant Array of independent/inexpensive Disks) • Ziele: Geschwindigkeit und Redundanz • Kein Ersatz für Backup / Backupstrategien • Wichtigste RAID-Level kennen Level: 0, 1, 5, 6, 10, 15 NAS (Network Attached Storage) • Dateibasiert • Protokolle: CIFS/SMB, NFS, FTP SAN (Storage Area Network) • Blockbasiert • Protokolle: FC (Fibre Channel), iSCSI 35Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:RAID 6.svg, User:Cburnett
  36. 36. iSCSI – SCSI Protokoll über TCP Standardumsetzung • Controller: Initiator steuert die Kommunikation • Speichergeräte: Target Festplatte, Streamer, Opt. Laufwerke technisch Umsetzung • nutzt TCP/IP Infrastruktur ohne spezielle Hardware (also auch Ethernet) Anm.: Unterschied zu FibreChannel • routingfähig • transparenter Zugriff: für den Anwender erscheint der Speicher wie eine lokale Festplatte 36Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:ISCSI-Schema, User:Themole, Frank Murmann
  37. 37. Übungsfragen zum Kapitel 37Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  38. 38. Normen und Modelle Kap. 10 10 Normen und Modelle ................................... 70 10.1 Gremien ............................................... 70 10.2 Schichten-Modelle...................................... 72 10.3 Das OSI-Referenz-Modell allgemein ..................... 73 10.4 Die sieben Schichten des OSI-Modells .................. 76 10.5 Das OSI-Modell und IEEE 802 ........................... 78 10.6 Exkurs: Frames ........................................ 78 10.7 Übung ................................................. 79 38Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  39. 39. Normen – Gremien / Modelle Gremien • ISO, IEEE, ITU/CCITT • IETF, ICANN, IANA Schichtenmodelle (Theorie) Schichtenmodelle (praktische Ums.) OSI-Referenzmodell • Standard: 7-Schichten ISO/OSI Alternative: 4-Schichten DOD • Schnittstelle (zwischen Schichten): Service Access Point (SAP) • Für alle möglichen technischen Umsetzungen einsetzbar → heterogene Netze 39Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Osi-modell-kommunikation.svg, User:Runtux
  40. 40. Normen – 7-Schichten-ISO/OSI-Modell Schichten (engl. Layers) • Merksätze: Layer 1 → 7 und 7 → 1 Please do not throw sausage pizza away All people seem to need data processing Reihenfolge der Schichten: 1. Application (Anwendung) 2. Presentation (Darstellung, Präsentation) 3. Session (Sitzung) 4. Transport (Transport) 5. Network (Vermittlung, Netzwerk) 6. Data-Link (Sicherung, Datenverbindung) 7. Physical (Bitübertragung) 40Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:ISO-OSI-7-Schichten-Modell(in Deutsch).svg, User:Deadlyhappen
  41. 41. Übungsfragen zum Kapitel 41Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  42. 42. Protokolle Kap. 11 11 Protokolle ............................................ 80 11.1 Beschreibung des Begriffs.............................. 80 11.2 TCP/IP ................................................ 81 11.3 IP-Adressierung ....................................... 83 11.4 Umsetzung der IPv4-Adressierung in der Praxis.......... 86 11.5 Weitere Protokolle .................................... 89 11.6 Zuordnung zum OSI-Modell .............................. 90 11.7 Bindung ............................................... 92 11.8 Übung ................................................. 93 42Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  43. 43. Protokolle - Schichtenexkurs • Kapitel 11 Protokolle S. 81 Herdt Skript Tabellarische Gegenüberstellung von Schicht – TCP/IP – OSI – Schicht Durchnummerierung von 1,2 bis 5 (!) • Klassische Modellierung eigentlich 4-Schichten-DOD-Modell nutzen für TCP/IP-Schichtenzuordnung • Übung: Anpassung der Nummern Diskurs der Schichten • Alternativen zu TCP/IP: (Historie) NetBEUI (mit NetBIOS bei Windows) AppleTalk (bei Apple Mac), IPX/SPX (Novell Netware) 43Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: http://kompendium.infotip.de/netzwerktechnologie-2-referenzmodelle-und-protokolle.html
  44. 44. Protokolle – TCP/IP-Protokollfamilie (Protocolsuite)  Anwendungsprotokolle: • FTP • SFTP (Secure FTP, eigentlich: SSH) • Telnet • SMTP, IMAP, POP3 • HTTP bzw. HTTPS (secure)  Transportprotokolle: • TCP (verbindungsorientiert) • UDP (verbindungslos)  Internetprotokolle: • IPv4, IPv6 • IPsec 44Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: de.wikipedia.org, Screenshot TCP/IP Referenzmodell
  45. 45. Protokolle – Ports Durchwahlnummer für Hosts Auf 1 Rechner – mit normalerweise 1 IPv4- Adresse – laufen mehrere Dienste/Services Lösung: in Anfrage an Rechner wird eine Portnummer (16 Bit) übermittelt: 0 … 65.535 Portnummern werden von der IANA vergeben: www.iana.org Ports werden lokal und remote zugewiesen: Übung in Eingabeaufforderung (cmd): netstat –an als Beispielaufruf 45Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: de.wikipedia.org, Screenshot IPv4
  46. 46. Protokolle – Portnummern Bereich Bedeutung 0 … 1023 System Ports auch: Well Known Ports 1024 … 49151 Registered Ports für Registrierte Dienste 49152 … 65535 Dynamic Ports dynamische Übergabe von OS an Client-SW 46Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Nummer Dienst 20 FTP – Daten 21 FTP – Kontrolle 22 SSH (SCP, SFTP) 23 Telnet 25 / 465 SMTP / over SSL 53 DNS 80 / 443 HTTP / HTTPS 110 / 995 POP3 / POP3S 143 / 993 IMAP / IMAPS … Wikipedia-Link
  47. 47. Protokolle – IPv4 Adressierung I Adressbereich • 232 ergibt ca. 4 Milliarden Adressen aber durch • Subnetting • spezielle reservierte Adressbereiche • Netzwerkadresse (alle Host-Bits „0“) • Broadcastadresse (alle Host-Bits „1“) verringert sich diese Anzahl! (→ IPv6) CIDR (Classless Internet Domain Routing) IP-Adresse 192.168.0.23 Subnetmask 255.255.255.0 wird zu CIDR 192.168.0.23 / 24 47Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: de.wikipedia.org, Screenshot IPv4
  48. 48. Protokolle – IPv4 Adressierung II Vergabe IPv4 Adressen (Internet) IANA (www.iana.org) Einteilung der "Internet Welt" in 5 "NIC-Kontinente" Ripe NCC (Europa) - Übersicht Blöcke klassisch: Class A bis C Netze mit Standard-Netzwerkmasken (/8, /16, /24) Private Adressbereiche für Class A (beginnen links mit 0) Privat: 10.0.0.0 / 8 Class B (beginnen mit 10) Privat: 172.16.0.0 / 12 Class C (beginnen mit 110) Privat: 192.168.0.0 / 16 48Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Class D (Multicast) ab 224.0.0.0 Class E (reserviert) ab 240.0.0.0 Spezielle Adressen: Loopback: 127.0.0.0 / 8 (localhost) Link-local: 169.254.0.0 / 16 (mit APIPA) Recherche nach IP-Adressen und Nummern mittels Dienst whois (z.B. über Netzwerktool whois auf heise.de) Trennung von "Privaten IP-Adressen" und "Öffentlicher IP-Adresse" : die meisten Kunden erhalten dynamische (täglich wechselnde) öffentliche IP- Adressen (Zwangstrennung beim Router) Wichtige Dienste: DHCP, DNS
  49. 49. Übung: IPv4 Kalkulator – Teilnetzrechnungen 49Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  50. 50. Übung: IPv4 – Teilnetzrechnungen manuell (I) Standard Subnetmask mit „glatten 255“ 50Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 10 . 181 . 195 . 107 / 24 (CIDR) --------.--------.--------.-------- 00001010 10110101 11000011 01101011 255 . 255 . 255 . 0 11111111 11111111 11111111 00000000 Netzwerk ---------------| |- Hosts hier: 24 Bit für Netzwerk - 8 Bit für Hosts (Rechner im Teilnetz) ergibt 2 hoch 8: 256 - 2 = 254 Hosts Wir ziehen 2 Adressen ab: Netzwerk-Adresse (alle Host-Bits werden 0) hier: 10.181.195.0 Broadcast-Adresse (alle Host-Bits werden 1) hier: 10.181.195.255 Hosts: 10.181.195.1 … 10.181.195.254
  51. 51. Übung: IPv4 – Teilnetzrechnungen manuell (II) Subnetmask mit „254“ für Subnetting 51Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 10 . 181 . 195 . 107 / 23 (CIDR) --------.--------.------- -.-------- 00001010 10110101 1100001 1 01101011 255 . 255 . 254 . 0 11111111 11111111 1111111 0 00000000 Netzwerk --------------| |--- Hosts hier: 23 Bit für Netzwerk - 9 Bit für Hosts (Rechner im Teilnetz) ergibt 2 hoch 9: 512 - 2 = 510 Hosts Wir ziehen 2 Adressen ab: Netzwerk-Adresse (alle Host-Bits werden 0) hier: 10.181.194.0 Broadcast-Adresse (alle Host-Bits werden 1) hier: 10.181.195.255 Hosts: 10.181.194.1 … 10.181.195.254
  52. 52. Übung: IPv4 Kalkulator – mit Webunterstützung (z.B. jodies.de/ipcalc) 52Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  53. 53. Übung: nslookup 53Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  54. 54. Protokolle – IPv4 DHCP IP-Konfigurationen an einen Client: Statisch / Manuell alle Konfigurationen manuell und fest im OS für den Netzwerkadapter (NIC) vornehmen Dynamisch / Automatisch • OS finden und verteilen selbstständig IPv4-Nummern (techn. Zeroconf, mDNS) • Windows: APIPA, Automatic Private IP Adressing • Linux: Avahi • Apple MacOS: Bonjour • Dynamic Host Configuration Protocol auch reservierte Adressen möglich 54Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 http://kompendium.infotip.de/netzwerktechnologie-2-referenzmodelle-und-protokolle.html
  55. 55. Protokolle – IPv4 DNS Domain Name System ein hierarchisch organisiertes System aus Root-Server, Subdomains, Domains, TLD Top Level Domains: .com, .de - Verwaltung in Händen der IANA Verwaltung TLD .de bei Denic.de NIC: Network Information Center FQDN (Fully Qualified Domain Name) rechnername.subdom.domain.tld. Punkt am Ende beachten (Root-Level)! Forward- und Reverse Lookup Domains hinterfragen: Whois-Dienst DNS analysieren: nslookup, dig, host 55Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Dns-raum.svg, User:Hank van Helvete
  56. 56. Protokolle – IPv4 DNS – Auflösung/Resolve http://kompendium.infotip.de/netzwerktechnologie-2-referenzmodelle-und-protokolle.html 56Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 WIN: C:WindowsSystem32Driversetchosts LINUX: /etc/hosts
  57. 57. Protokolle – IPv4 Internetanbindung durch NAT-Routing (I) NAT – Network Address Translation Technik: • Source-NAT (SNAT) PAT – Port and Address Translation Masquerading (Animation s. Grafik) • Destination-NAT Anbindung von mehreren Diensten auf unterschiedlichen Hosts über eine Netzwerkadresse • NAT-Session und NAT-Table • NAT eigentlich Notlösung • keine Ende-zu-Ende-Konnektivität Anm.: wird z.B. für VoIP benötigt 57Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: kohnlehome.de/netz/Masquerading.swf
  58. 58. Protokolle – IPv4 Internetanbindung durch NAT-Routing (II) http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-router-und-gateways.html 58Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  59. 59. Protokolle – IPv6, denn die IPv4 sind „aus“ IP Version 6 - neue Eigenschaften: • Adressraum: 2128 Adressen 340 Sextillionen = 3,4 * 1038 • vereinfachte Header (Router entlastet) • zustandslose automatische IP- Konfiguration, also DHCP „überflüssig“ Anm.: es gibt aber DHCPv6 • IPsec implementiert • QoS (Quality of Service) • Ende-zu-Ende wird unterstützt, zentrales Grundprinzip des Internet • jedes Gerät bekommt öffentliche IPv6! → Sicherheit (!) 59Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Rir-rate.svg, User:Mro
  60. 60. Protokolle – IPv6 Adressen IP Version 6 Adressen Aufbau: • Präfix - erste 64 Bit • Interface-identifier - zweite 64 Bit kann Teil mehrerer IPv6-Adressen sein: Multihoming (Nutzzugang über mehrere Router) kann aus MAC-Adresse oder zufällig erzeugt werden Netzadressen: • link-lokale Adresse • globale eindeutig Adresse 60Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, de.wikipedia.org/wiki/IPv6
  61. 61. Protokolle – Windows Netzwerkkonfiguration 61Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Standardgateway → Router
  62. 62. Übungsfragen zum Kapitel 62Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  63. 63. Erweiterung der Netzwerkstruktur Kap. 12 12 Erweiterung der Netzwerkstruktur ...................... 94 12.1 Überlegungen zur Vergrößerung eines Netzwerks ......... 94 12.2 Strukturierte Verkabelung ............................. 95 12.3 Collapsed Backbone .................................... 98 12.4 VLAN ...................................................98 12.5 Industrie-LAN ........................................ 101 12.6 Übung ................................................ 101 63Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  64. 64. Netzwerkstrukturen Verkabelungen: (organisatorisch) • Strukturierte Verkabelung Primär, Sekundär, Tertiär EN 50173 - Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlagen • Collapsed Backbone VLAN – Virtual LAN 802.3 mit 802.1Q VLAN-Tag • statisch bzw. portbasiert • dynamisch (unsicherere Variante) • MAC-basiert • Protokoll-, Anwendungen-basiert Industrie: Feldbus, PROFIBUS, Ethercat 64Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Ethernetpaket.svg, User:Bluepoke
  65. 65. Übungsfragen zum Kapitel 65Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  66. 66. Kopplung von Netzwerken Kap. 13 13 Kopplung von Netzwerken .............................. 102 13.1 Aktive Komponenten..................................... 102 13.2 Repeater (Schicht 1) .................................. 103 13.3 Hub (Schicht 1) ....................................... 103 13.4 Bridge (Schicht 2) .................................... 103 13.5 Switch (Schicht 2) .................................... 105 13.6 Router (Schicht 3) .................................... 108 13.7 Firewall .............................................. 112 13.8 Gateway (Schicht 7).................................... 114 13.9 Multifunktionsgeräte................................... 114 13.10 Übung ................................................ 115 66Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  67. 67. Netzwerke koppeln – Schicht 1 Repeater Hub – Multiport-Repeater Repeaterregel (5-4-3-Regel, Historie) bei 10Base5 oder 10Base2: 5 Segmente, 4 Repeater, bei 3 Segmenten mit Rechnern Verdrahtung (zentral – logische Topologie Stern) aber physische Topologie immer noch Bus! Alle Rechner bekommen alle Pakete! → einfaches Protokollieren / Logging 67Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-netzwerkverteiler.html
  68. 68. Netzwerke koppeln – Schicht 2 Bridge Switch – Multiport-Bridge 68Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:IP-Paket Switch.svg, User:T.seppeltQuelle: http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-netzwerkverteiler.html
  69. 69. Netzwerke koppeln – Schicht 3 Router auch: Layer-3-Switches mindestens 2 Netzwerkadapter (NICs) Routingtabellen Default Router Routingentscheidung (Reihenfolge) Herdt-Skript: s. Skript S. 110 bzw. nä Folie Interne (Intranet) vs. Externe (Internet/Wan) Routing-Protokolle • RIP (Routing Information Protocol) • OSPF (Open Shortest Path First) • BGP (Border Gateway Protocol) 69Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-router-und-gateways.html
  70. 70. Netzwerke koppeln – Schicht 3 – Routingentscheidung http://kompendium.infotip.de/netzwerkkomponenten-router-und-gateways.html 70Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  71. 71. Netzwerke koppeln – Schicht 7 Gateway Beispielhafte Anwendungen und ihre Protokolle: • Web-E-Mail-Gateway die klassischen Webdienste (z.B.web.de) Protokolle, die angpasst werden müssen: Web (http/https) vs. E-Mail (SMTP / POP3 / IMAP) • E-Mail-Fax-Gateway aus E-Mails werden Faxe und umgekehrt Beachten: beim Begriff „Standardgateway“ eigentlich Router gemeint (siehe MS NIC-Konf.)! 71Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Web Screenshot, Webmailer TU Braunschweig
  72. 72. Netzwerke koppeln – Schichten 2 bis 7 Firewall Lösungen: • Hardware-Firewall • Software-Firewall (Desktop-Firewall) Regeln: Allow, Deny, Reject siehe Linux Netfilter/iptables Paketfilter (Schichten 3 / 4) Stateful Inspection Firewall (SIF) Idee/Ansatz gegen DoS / DDoS Application Level Firewall (Schicht 7) Speziell: Proxy-Server („Stellvertreter“), MS Forefront Threat Management GW (früher: ISA-Server, abgekündigt) 72Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Gateway firewall.svg, User:Harald Mühlböck
  73. 73. Übungsfragen zum Kapitel 73Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  74. 74. Erweiterung der Geschwindigkeit Kap. 14 14 Erweiterung der Geschwindigkeit...................... 116 14.1 Gigabit-Ethernet .................................... 116 14.2 Weitere Überlegungen ................................ 119 74Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  75. 75. Netzwerkgeschwindigkeiten – GigaEthernet Varianten Gigabit-Ethernet (1GE) Standards: 1000BaseSX, 1000BaseLX, 1000BaseT (Empfohlen: CAT 6/6a) Glasfaser: Single- und Multimode 10 Gigabit-Ethernet (10GE) nur noch Vollduplex (802.3ak, 802.3an) Glasfaser: Single- und Multimode 10GBaseT mit CAT 6a/7 für 100m mit Singlemode LWL bis zu 40 km 40 Gigabit- und 100 Gigabit-Ethernet IEEE 802.3ba Kupferkabel als Twinax 200 Gigabit- und 400 Gigabit-Ethernet IEEE 802.3bs – Standards ab 2017 (?) 75Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia.org, Screenshot: Ethernet - Kabellängen
  76. 76. Netzwerküberwachung und Fehlersuche Kap. 15 15 Netzwerküberwachung und Fehlersuche ................... 122 15.1 Protokolle ............................................ 122 15.2 Hinweise zur Umsetzung ................................ 125 15.3 Begleitende Maßnahmen ................................ 126 15.4 Troubleshooting........................................ 127 15.5 Übung ................................................. 129 76Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  77. 77. Netzwerkanalyse - Protokolle SNMP (Simple Network Management Prot.) • Serverdienst auf Network Manager Station (NMS) • Clients mit SNMP-Agents • Network Manager mit MIB (Management Information Database) Versionen v2 und v3 Anm.: nur bei SNMPv3 Authentifizierung mit Passwort-verschlüsselung Software: in Systemen integriert (siehe Cisco), Nagios (OpenSource; Forks: Icinga, Shinken, Naemon), Zabbix, Wireshark Nutzen: Analyse, Logging, Dokumentation 77Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Monitoring.png, User:Diglinks
  78. 78. Netzwerkanalyse – Fehler erkennen / beheben → Übungen Dokumentation „Network“ zu Rate ziehen Kabeltester, Diagnosegeräte (Hardware) Netzwerkdiagnose „onBoard“ (OS / SW) • ipconfig (IP-Konfiguration) • arp („Leim“ zwischen 2+3) • getmac (MAC holen) • nslookup (DNS Analysieren) auch als interaktive Shell • ping („Sonaranalogie“, pathping) • route (Routen festlegen) • tracert (Traceroute) Übungen zu den Tools… 78Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Eingabeaufforderung (cmd), Tool: nslookup - interaktiv
  79. 79. Netzwerkanalyse – Wireshark (ehemals Ethereal) hier: Mitschnitt einer offenen FTP-Sitzung – Passwort im Klartext! 79Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  80. 80. Übungsfragen zum Kapitel 80Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  81. 81. Weitverkehrsnetze Kap. 17 17 Weitverkehrsnetze .................................... 132 17.1 Einführung in Weitverkehrsnetze ...................... 132 17.2 Begriffe.............................................. 135 17.3 Verbindungsarten ..................................... 137 17.4 Vermittlungsprinzip................................... 139 17.5 Netzneutralität ...................................... 140 17.6 Privatsphäre im Internet ............................. 140 81Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  82. 82. WAN (Wide Area Network) – eine Begriffesammlung… WAN vs. LAN, MAN, PAN, SAN, … Netz übermittelt Sprache, digitale Daten und wird durch unterschiedliche Basistechniken bereitgestellt: POTS (Plain Old Telephone Service), Digitale Dienste Netze (DSL, ISDN), Kabel-, Stromnetze Internet, Intranet, Extranet (VPN-Technik) Dienste und deren Qualität (QoS) „Last Mile“ (Kundenanbindung) Breitbandversorgung ab 2 Mbps (?!) VPN (Virtual Privat Network) techn.: L2TP, IPsec, OpenVPN RAS (Remote Access Service) Vermittlungen von Daten: • Paketvermittlung • Leitungsvermittlung Neutralität der Netze Privatsphäre im Internet • Verantwortung der ISP • Verantwortung der Nutzer • Techniken mit Bezug „Privacy“: Anonymisierung (Tor), Cookies / Flash- Cookies, HTML5 Web Storage (func localStorage), Browsereigene Techniken oder Erweiterungen (Extensions, Add- ons) 82Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  83. 83. Übertragung Kap. 18 18 Übertragung........................................... 142 18.1 Übertragungsverfahren ................................ 142 18.2 Analoge Übertragung .................................. 143 18.3 ISDN ................................................. 143 18.4 DSL................................................... 144 18.5 SDH/SONET ............................................ 147 18.6 Protokolle der Sicherungs-Schicht..................... 148 18.7 Weitere Übertragungsprotokolle ...................... 152 18.8 Übung................................................. 154 83Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  84. 84. Übertragungsverfahren – in das Internet „einwählen“ 84Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Verbindungen mit dem Internet Business User.jpg, User: Team RocketQuelle: Wikipedia, Verbindungen mit dem Internet Home User.jpg, User: Mirco Heise
  85. 85. Übertragungen – klassisch: Analog und ISDN POTS (Plain Old Telephone Service) Bandbreite: 300 Hz … 3,4 kHz letzte und schnellste Norm: V.92 mit 56 kbps / 48 kbps (down / up) Leitungen: 2-adrig ISDN (Integrated Services Digital Network) Basisanschluss vs. Multiplex 64 kbps pro Datenkanal (B-Kanal) 16 kbps pro Steuerkanal (D-Kanal) Leitungen: 4-adrig Rechnung Bandbreite ISDN Basisanschluss: 144 kbps = 2 * B-Kanal + 1 * D-Kanal 85Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:ISDN S0Bus.svg, User:Peter Zwosta
  86. 86. Übertragungen – DSL (Digital Subscriber Line) xDSL (DSL-Varianten) ADSL / ADSL2+ (Asymmetric DSL) Download- und Uploadsbandbreiten stark unterschiedlich: typisch 16 / 1 VDSL / VDSL2 (Very High Bitrate DSL) Diskussion: VDSL2-Vectoring SDSL (Symmetric DSL) Symmetrie bei Down- und Upload G.SHDSL mit bis zu 4 Mbps SHDSL mit bis zu 20 Mbps (ab 500 €/Mon.) Prinzip: Standleitung 86Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Docsis operating distance.jpg, User:unitymedia
  87. 87. Übertragungen – Protokolle (Schicht 2) „Einwählprotokolle“ allgemeine Technik: HDLC von der ISO normiertes Protokoll findet Verwendung bei PPP (Point-to-Point Protocol) PPPoE (PPP over Ethernet; siehe DSL) PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) IPsec (IP Secure – für IPv6 geplant) nicht mehr gebräuchlich (obsolet): SLIP, ATM, X.25, Datex-P, Frame Relay, B-ISDN 87Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:ADSL over PPTP+PPPoA.png, User:Sonos
  88. 88. Übertragungen – Verschlüsselungen Grundtechniken: • Symmetrisch (gleiche Schlüssel) DES, 3DES, IDEA, RC4, RC5, AES, Blowfisch Schlüssellängen: 128 … 256 Bit einfach, aber Schlüsselaustausch probl. • Asymmetrisch (privater, öffentlicher Key) Schlüssellängen: 1024 … 4096 Bit RSA, Diffie-Hellmann, DSA, ECDSA Anwendungen: OpenPGP (hybrid), HTTPS, SSH (Secure Shell) Verifizierung, Signierung Zertifikate (X.509, Smartcards) 88Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:Orange blue symmetric cryptography de.svg, Datei:Orange blue public key cryptography de.svg; User:Bananenfalter
  89. 89. Übungsfragen zum Kapitel 89Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  90. 90. Zugangsmöglichkeiten Kap. 19 19 Zugangsmöglichkeiten ................................. 156 19.1 Telefonnetz .......................................... 156 19.2 Mobilfunknetz ........................................ 158 19.3 Weitere Netze ........................................ 160 90Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  91. 91. Netzzugangstechniken – „Telefonanschluss“ Analoges Modem (Modulator-Demodulator) ISDN (digitales Dienstenetz) DSL-Router (mit DSL-“Modem“) techn. Komplettlösung inkl. WLAN-AP, TK- Anlage (analog, digital), LAN-Switch, Netzkomponenten per USB, … Mobilfunk (Generationen 2G, 3G, 4G): • GSM (2G, Global System for Mobile Communications; Groupe Spécial Mobile), GPRS (115 kbps), EDGE (220 kbps) • UMTS (3G) bis 14,4 Mbps (HSDPA) oder bis zu 42 Mbps (HSPA+) • LTE (LTE-Advanced 4G) bis zu 300 Mbps 91Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: https://avm.de/produkte/fritzbox/fritzbox-7490/technische-daten/
  92. 92. Netzzugangstechniken – Mobilfunktechniken logarithmisches Diagramm (siehe rechts) Generationen: • 2G - GPRS, EDGE • 3G - UMTS, HSDPA, HSUPA • 4G - LTE Advanced, LTE ist 3.9G • 5G - Next Generation Mobile Networks EU-Pläne: Marktreife bis 2020 LTE Gerätekategorien (siehe Smartphones, Tablets) Aktuell Sep. 2016: Heise Newsticker (siehe: http://tinyurl.com/jkmdj59 ) „Vodafone LTE-A Basis mit 375 MBit/s“ Anm.: benötigt LTE-Gerätekategorie 9 92Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:MobileBitRate-logScale.svg, User: McZusatz
  93. 93. Netzzugangstechniken – Alternativen • Satellit Problem: Rückkanal – Upload teuer • Kabelnetz Erfinder von „Triple Play“ (Fernsehen, Telefonie, Internet) DS (bzw. DS-Lite) – Dual Stack, also Mischung von IPv4 und IPv6 • Stromnetz (PowerLine, PowerLAN) in D nur als LAN-Lösung; in UK auch als Internet-Provider-Technik 93Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: Wikipedia, Datei:DSLite.svg, User:Mro
  94. 94. WAN-Anbieter Kap. 20 20 WAN-Anbieter ......................................... 162 20.1 Übersicht WAN-Zugänge ................................ 162 20.2 WAN-Standardangebote ................................. 165 94Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  95. 95. WAN – Anbieter Entscheidungskriterien: Kosten, Leistungsfähigkeit, Download-/Upload- Symmetrie, Erweiterbarkeit, Sicherheit, Ausfallsicherheit, Redundanz (Multihoming) ISP (Internet Service Provider) Bundesnetzagentur - als Wettbewerbs- hüter und Regulierungsbehörde aktuelle Diskussionsthemen / Probleme: DSL-Vectoring, Datenvolumen bei Breitbandzugängen, Managed Services, Breitband aus 2. oder 3. „Hand“, Netzneutralität Hosting – Services: Web/Domains, Root/Vserver, E-Mail, FTP, Groupware 95Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: http://www.bundesnetzagentur.de
  96. 96. Quellen Herdt-Skript Netzwerke – Grundlagen 9. Ausgabe, Oktober 2014, Matchcode: NW Screenshots: (hier häufig Windows OS) individuelle Quellen in Folien Online-Portale (Recherche) • Wikipedia (deutsch / englisch) https://www.wikipedia.org/ • Diverse Online-Portale (Quellen in Folie) z.B.: http://kompendium.infotip.de oder http://www.netzmafia.de , … Bildmaterial • siehe Quellenangaben in Folien • Freie Bilder: unsplash.com 96Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016 Quelle: http://www.herdt.de
  97. 97. Literatur – Bibliothek Trainer J. Brandes Rechnernetze Wolfgang Riggert Gebundene Ausgabe: 280 Seiten Verlag: Carl Hanser Verlag Auflage: 4 (2. August 2012) Sprache: Deutsch ISBN-10: 3446431640 ISBN-13: 978-3446431645 Computernetzwerke Klaus Debowski Taschenbuch: 352 Seiten Verlag: Addison-Wesley Verlag; Auflage: 1 (1. März 2012) Sprache: Deutsch ISBN-10: 3827330920 ISBN-13: 978-3827330925 TCP/IP Der Klassiker Protokollanalyse Aufgaben und Lösungen W. Richard Stevens Broschiert: 696 Seiten Verlag: VDE VERLAG; Auflage: 1. Auflage. (17. Februar 2004) Sprache: Deutsch ISBN-10: 3800732238 ISBN-13: 978-3800732234 und natürlich unser Herdt-Skript Netzwerke – Grundlagen Matchcode: NW 97Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  98. 98. Haben Sie noch Fragen? 98Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
  99. 99. Bitte geben Sie uns noch Feedback… Hierzu haben Sie ein digitales Feedbacksystem als Symbol/Icon auf Ihrem Desktop! 99Netzwerktechnik - Grundlagen | Trainer J. BrandesStand: 19.09.2016
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