Grundlagen Netzwerke und TCP/IP
Werbung
Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Grundlagen Netzwerke und TCP/IP Tobias Wolter mit Folien von Lars Weiler Chaos Computer Club Cologne e.V. U23 2009 24. August 2009 Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Gliederung 1 Einführung 2 OSI-Modell 3 Netzwerkstruktur 4 TCP/IP-Referenzmodell Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Outline Einführung Meta Grundlagen 2 OSI-Modell 1: Physical (Bitübertragung) 2: Data Link (Sicherung) 3: Network (Vermittlung) 4: Transport (Transport) 5: Session (Sitzung) 6: Presentation (Darstellung) 7: Application (Anwendung) 3 Netzwerkstruktur Topologie Ethernet 4 TCP/IP-Referenzmodell Tobias Wolter <[email protected]> Internet Protocol (IP) U23 – Grundlagen 1 TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Meta • Konto-Nr.: 28582088 • Institut: Sparkasse Köln-Bonn • BLZ: 37050198 • Verwendungszweck: U23 - <euer Name> Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Grundlagen • Man hat mehrere Rechner, die alle irgendwas tun. • Was ist aber, wenn diese Rechner irgendwie Informationen austauschen sollen? • Menschen können Daten übertragen, sind aber sehr ineffektiv und langsa. • Daer vernetzt man Rechner direkt. Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Grundlagen • Früher wurden Computer meistens wie überdimensionierte Taschenrechner benutzt. • Amerikanisches Verteidigungsministerium wollte Informationen zwischen Rechner austauschen. • Die Strecken waren lang und die Information mehr, als Tippsen zuverlässig abtippen können. • So kam das ARPANET - ”Advanced Research Projects Agency Network” - zustande. Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Grundlagen • Früher was es teilweise ein ziemliche Akt, Netzwerke zu konfigurieren. • Heute hingegen ist es ziemlich einfach, und geschieht meist automagisch. • Wenn man es nur benutzen will muss man praktisch nichts mehr wissen. Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Grundlagen • Mehrere Rechner • Eine Methode, sie zu vernetzen: Netzwerkkarten und Kabel, WLAN-Adapter, etc. • Eventuell Zusatzgeräte wie Hubs/Switches, Repeater, und so weiter Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Grundlagen Am Häufigsten: • Ethernet über CAT.5-Kabel • 802.11 über die Luft • GSM/UMTS über die Luft Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Grundlagen Sonst noch: • Glasfaser-Anbindungen an Backbones bis hin zu Häusern • Laser-/richtfunkstrecken • Bluetooth • Infrarot • Netzwerkstruktur in Hardware: PCI Express, USB, etc Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Outline Einführung Meta Grundlagen 2 OSI-Modell 1: Physical (Bitübertragung) 2: Data Link (Sicherung) 3: Network (Vermittlung) 4: Transport (Transport) 5: Session (Sitzung) 6: Presentation (Darstellung) 7: Application (Anwendung) 3 Netzwerkstruktur Topologie Ethernet 4 TCP/IP-Referenzmodell Tobias Wolter <[email protected]> Internet Protocol (IP) U23 – Grundlagen 1 TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Die Grundlage: OSI-Modell Oder, ausgeschrieben: ”Open System Interconnection reference model” 7 Application (Anwendung) 6 Presentation (Darstellung) 5 Session (Sitzung) 4 Transport (Transport) 3 Network (Vermittlung) 2 Data Link (Sicherung) 1 Physical (Bitübertragung) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell 1. Physical: Media, Signal und binäre Übertragung • Elektrische und Physikalische Spezifikationen von Geräten • Elektrische Signale, optische Signale, elektromagnetische Wellen, Schall • Netzwerkkabel, Repeater, Antenne, Verstärker • Leitungsgebunden oder leitungslos • Definition von Bits zu den verwendeten Signalen Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur 2. Data Link: Physikalische Adressierung • Aufteilen des Bitdatenstroms in Blöcke • Hinzufügen von Folgenummern und Prüfsummen • Quittierungs- und Wiederholungsmechanismen • Flusskontrolle • Logical Link Control • Media Access Control • Ethernet, Token Ring, FDDI, HDLC • Switch, Hub Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell 3. Network: Pfadermittlung und logische Adressierung • Routing • Schalten von Verbindungen • Weitervermittlung von Datenpaketen • Flusskontrolle • Aufbau und Aktualisierung von Routingtabellen • IP, ICMP, X.25 Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur 4. Transport: End-zu-End-Kontrolle • Segmentierung • „Stauvermeidung“ • Fehlerkontrolle • TCP, UDP Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell 5. Session: Dialogkontrolle zwischen Computern • Aufbau, • Managen, • und Terminieren von Sitzungen Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell 6. Presentation: Repräsentation von Daten und Verschlüsselung • MIME • Komprimierung • Verschlüsselung • De-/Encodierung Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell 7. Application: Netzwerkprozess zur Anwendung • Telnet • FTP • SMTP • HTTP Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Einsatzgebiet • Hauptsächlich in der öffentlichen Kommunikationstechnik • Privat wird hauptsächlich das TCP/IP-Modell eingesetzt • Grundlage für die Modellierung weiterer Protokollfamilien Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Outline Einführung Meta Grundlagen 2 OSI-Modell 1: Physical (Bitübertragung) 2: Data Link (Sicherung) 3: Network (Vermittlung) 4: Transport (Transport) 5: Session (Sitzung) 6: Presentation (Darstellung) 7: Application (Anwendung) 3 Netzwerkstruktur Topologie Ethernet 4 TCP/IP-Referenzmodell Tobias Wolter <[email protected]> Internet Protocol (IP) U23 – Grundlagen 1 TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Topologie Unterscheidung • Physische Topologie → Aufbau der Netzverkabelung • Logische Topologie → Datenfluss zwischen Endgeräten Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Topologie Stern-Topologie • Vorteile • Bei Ausfall eines Nodes keine Auswirkungen auf die anderen • Hohe Übertragungsraten bei Switcheinsatz • Leicht erweiterbar • Leicht verständlich • Leichte Fehlersuche • Nachteile • Viel Kabelmaterial / aufwändige Verkabelung • Bei Verteilerausfall Komplettausfall • Niedrige Übertragungsraten bei vielen Hosts Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen • Fast Ethernet (physisch) • Token Ring (physisch) • Telefonnetz Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Topologie Ring-Topologie • Vorteile • Alle Stationen arbeiten als Repeater • Keine Kollisionen • Alle Rechner haben gleiche Zugriffsmöglichkeiten • Garantierte Übertragungsbandbreite • Deterministische Netzwerkkommunikation • Nachteile • Bei Ausfall einer Node fällt das gesamte Netz aus • Teure Komponenten Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen • Token Ring (logisch) • FDDI (physisch) Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Topologie Bus-Topologie • Vorteile • Ausfallbegrenzung • Geringe Kosten • Einfache Verkabelung und Netzerweiterung • Es werden keine zusätzlichen Komponenten benötigt • Nachteile • Ein einziges Kabel • Sniffing • Störung im Übertragungsmedium blockiert den gesamten Netzstrang • Immer nur ein Sender • Hohe Kollisionsgefahr Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen • Thick Ethernet (physisch) • Thin Ethernet (physisch) Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Topologie Baum-Topologie • Vorteile • Bei Ausfall eines Nodes keine Auswirkungen auf die anderen • Strukturelle Erweiterbarkeit • Große Entfernungen realisierbar • Nachteile • Bei Verteilerausfall ist der ganze Zweig betroffen Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen • Mehrere Stern-Netze Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Topologie Vermaschtes Netz • Vorteile • Sicherste Variante eines Netzwerkes • Bei Ausfall einer Node ist durch Umleitung die Datenkommunikation weiterhin möglich • Sehr leistungsfähig • Nachteile • Viel Kabel notwendig • Sehr hoher Energieverbrauch • Vergleichsweise komplexes Routing nötig Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen • Internet (nicht voll vermascht) Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Topologie Zell-Topologie • Vorteile • Keine Kabel nötig • Keine Störung durch Ausfall von Endgeräten • Nachteile • Äußerst störanfällig • Begrenzte Reichweite • Sehr unsicher, da jeder von Außen darauf zugreifen kann • IEEE 802.11 (Wireless LAN) • GSM Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet Ethernet • Meistverwendeter LAN-Standard • Verdrängte Token Ring, FDDI und ARCNET • Basis für Netzwerkprotokolle wie TCP/IP, AppleTalk und DECnet • IEEE-Norm 802.3 • OSI-Layer 1 und 2 • Jeder Teilnehmer hat einen globalen eindeutigen 48-bit-Schlüssel (MAC-Adresse) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet CSMA/CD • „Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection“ • Regelt den Zugriff auf ein gemeinsam genutztes Medium • Bei Kollision Übertragungsunterbrechung • Neustart der Sendung nach kurzer, zufälliger Zeit • Mindestlänge (64 Byte) von Datenframes notwendig Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet Broadcast und Sicherheit • Kommunikation auf derselben physikalischen Leitung • Alle Daten sind an allen Nodes zu empfangen • Vorteil → Broadcast • Nachteil (oder unser Vorteil) → Sniffing • Abhilfe durch Switching → Aushebelung durch APR-Spoofing oder MAC-Flooding • Wirksame Abhilfe → Kryptographie Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet Ethernet Medientypen I • 10 Mbit/s Ethernet mit Koaxialkabel 10Base2 aka Thin Wire Ethernet, Thinnet, Cheapernet; 50Ω Wellenwiderstand; Segmentlänge max. 185m; max. 30 Teilnehmer; Gesamtlänge mit Repeater max. 925m (fünf Segmente); T-Stücke, Abschlusswiderstände und EAD-Kabel 10Base5 aka Thicknet, Yellow Cable; 10mm dickes Koaxialkabel; 50Ω Wellenwiderstand; Vampirklemme zum Anschluss; 10MBit/s; 500m Reichweite bei 100 Teilnehmern; sogar heute noch in Benutzung Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet Ethernet Medientypen II • 10 MBit/s Ethernet mit Twisted-Pair-Kabel StarLAN 10 Von AT&T, wurde zu 10Base-T weiter entwickelt 10Base-T IEEE 802.3i; zwei verdrillte Adernpaare eines CAT-3 oder CAT-5 Kabels; Hub oder Switch ist notwendig; 10MBit/s; Segmentlänge max. 100m; Steckertyp RJ-45 • 10 MBit/s Ethernet mit Glasfaser-Kabeln FOIRL 10Base-F 10Base-FL 10Base-FB 10Base-FP Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Fiber-optic inter-repeater link IEEE 802.3j; allgemeine Bezeichnung Recht weit verbreitet Für Backbones Passives Sternförmiges Netzwerk Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet Ethernet Medientypen III 10Base-SX 10/100 MBit/s Ethernet über Glasfaser • Fast Ethernet 100Base-T Allgemeine Bezeichnung für die drei 100MBit/s-Ethernetstandards über Twisted-Pair-Kabel; Segmentlänge max. 100m; Steckertyp RJ-45 100Base-TX IEEE 802.3u; zwei verdrillte Adernpaare eines CAT-5 Kabels; 100MBit/s; heutige Standard-Ethernet-Implementation 100Base-T4 100MBit/s über alle vier Adernpaare eines CAT-3 Kabels; Halfduplex 100Base-T2 100MBit/s über zwei Adernpaare eines CAT-3 Kabels; Full-Duplex Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Ethernet Ethernet Medientypen IV 100Base-FX 100MBit/s Ethernet über Glasfaser • Gigabit Ethernet • 10 Gigabit Ethernet • Power over Ethernet • IEEE 802.3af • Ungenutzte Adern werden verwendet • Oder Gleichstrom zum Datensignal aufmoduliert • 48V • bis zu 15,4W • Wireless LAN • IEEE 802.11 • Drahtlose Vernetzung • Unterstützen das Ethernet-Datenblockformat Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame Präambel Synchronisation durch alternierende Bitfolge (101010. . . 1010) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame SFD Start Frame Delimiter – Setzt die Präambel fort (10101011) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame Ziel- und Quell MAC-Adresse Sechs Byte / 48 Bit Länge Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame VLAN-Tag 802.1q tag für VLANs Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame Typ-Feld Verwendetes Protokoll in der nächsthöheren Schicht innerhalb der Payload Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame Payload Zwischen 0 und 1500 Byte Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame PAD Bringt den Ethernet-Frame auf die Minimalgröße von 64 Byte (ohne Präambel und SFD) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Ethernet IEEE 802.3 Tagged MAC Frame FCS Frame Check Sequence – 32-Bit-CRC-Prüfsumme ohne Präambel, SFD und FCS Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Outline Einführung Meta Grundlagen 2 OSI-Modell 1: Physical (Bitübertragung) 2: Data Link (Sicherung) 3: Network (Vermittlung) 4: Transport (Transport) 5: Session (Sitzung) 6: Presentation (Darstellung) 7: Application (Anwendung) 3 Netzwerkstruktur Topologie Ethernet 4 TCP/IP-Referenzmodell Tobias Wolter <[email protected]> Internet Protocol (IP) U23 – Grundlagen 1 TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Vergleich OSI-Modell TCP/IP-Schicht Anwendungsschicht Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen ≈ OSI-Schicht 5-7 Beispiel HTTP TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Vergleich OSI-Modell TCP/IP-Schicht Anwendungsschicht Transportschicht Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen ≈ OSI-Schicht 5-7 4 Beispiel HTTP TCP TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Vergleich OSI-Modell TCP/IP-Schicht Anwendungsschicht Transportschicht Internetschicht Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen ≈ OSI-Schicht 5-7 4 3 Beispiel HTTP TCP IPv4, IPv6 TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Vergleich OSI-Modell TCP/IP-Schicht Anwendungsschicht Transportschicht Internetschicht Netzzugangsschicht Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen ≈ OSI-Schicht 5-7 4 3 1-2 Beispiel HTTP TCP IPv4, IPv6 Ethernet TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Die TCP/IP-Schichten Anwendungsschicht Alle Protokolle, die mit Anwendungsprogrammen zusammenarbeiten und die Netzwerkinfrastruktur für den Austausch anwendungsspezifischer Daten nutzen Transportschicht Ende-zu-Ende-Verbindung; TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol) Internetschicht Forwarding und Routing; Internet Protocol (IP) Netzzugangsschicht Platzhalter für verschiedene Techniken der Datenübertragung; Ethernet, FDDI, PPP, 802.11 Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Internet Protocol (IP) IPv4 • Vierte Version des Internet Protocol • Erstes IP mit weltweiter Verbreitung • Technische Grundlage des Internets • Wird hauptsächlich auf Ethernet eingesetzt • 32-Bit-Adressen, maximal 4.294.967.295 • Schreibweise in 8 Bit Blöcken • Unterteilung in Netz- und Hostadresse Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) Lokale/Private Netzwerkadressen 10.0.0.0–10.255.255.255 10.0.0.0/8; 16.777.216 Adressen 172.16.0.0–172.31.255.255 172.16.0.0/12; 1.048.576 Adressen 192.168.0.0–192.168.255.255 192.168.0.0/16; 65.536 Adressen 169.254.0.0–169.254.255.255 169.254.0.0/16; 65.536 Adressen; link local Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IP-Paket • IP-Paket besteht aus Header und Daten • Im Datenteil ist meist ein weiteres Protokoll wie TCP, UDP oder ICMP • Maximale Länge: 65.515 Bytes (216 -1-minimale Headerlänge) • Bei Ethernet durch die MTU von 1500 (oder weniger) Bytes begrenzt • Fragmentierung ist möglich Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 Version 24-27 28-31 IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Version IP-Version; z. Z. 4 und 6 möglich Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding IHL IP Header Length – Vielfaches von 32; Minimum 5 (20 Byte) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 Version 28-31 IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding TOS Type of Service – Priorisierung von IP-Datenpakete; Quality of Service Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Total Length Länge des gesamten Pakets in Bytes; Maximale Länge sind 65536 Bytes (64kB) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Identification Zur Identifizierung von fragmentierten Paketen Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 Version 16-19 20-23 24-27 28-31 IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Flags Kontrollschalter Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 Version 28-31 IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Fragment Offset Position innerhalb der Fragmente Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding TTL Time to Live – Lebensdauer des Pakets; Router verringern den Wert um eins; Verhindert, dass ein Paket ewig weiter geleitet wird Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Protocol Beinhaltet den Wert des Folgeprotokoll (z. B. TCP = 0x06) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Header Checksum Prüfsumme für den Header, denn die Korrektheit der Payload in der Transportschicht sichergestellt; wird an jedem Router neu verifiziert und berechnet (wegen TTL); Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Source Address Quelladresse des IP-Pakets; in network byte order, also Big Endian (most significant Byte first) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Destination Address Zieladresse des IP-Pakets; in networkn byte order, also Big Endian (most significant Byte first) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv4-Header 0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31 Version IHL TOS Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options and Padding Options and Padding Zusatzinformationen, die immer ein Vielfaches von 32 Bit groß sein müssen, ansonsten wird mit 0-Bytes aufgefüllt; maximal 40 Byte Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Internet Protocol (IP) IPv6 • Nachfolger von IPv4 • Adressraumvergrößerung von 232 auf 2128 (etwa 340 Sextillionen) Adressen • Autokonfiguration von Adressen • Mobile IP • Dienste wie IPSec, QoS und Multicast implementiert • Einfachere Header • Adressen in Hexadezimal, z. B. 2001:6f8:12f3:1:22b:2fff:fede:ad01 Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Transportprotokolle Transmission Control Protocol (TCP) • Virtueller Kanal zwischen zwei Endpunkten • Datenverluste werden erkannt und automatisch behoben • Datenübertragung ist in beiden Richtungen möglich • Netzwerküberlastung wird verhindert • Fast ausschließliches Transportmedium für WWW, E-Mail, P2P, usw. • Eine TCP-Verbindung hat zwei Endpunkte, bestehend aus IP-Adresse und Port (Socket) • Drei-Wege-Handshake (SYN→SYN/ACK→ACK bzw. (FIN→ACK,FIN→ACK) • Max. Größe 1500 Byte - 20 Byte TCP-Header - 20 Byte IP-Header Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Transportprotokolle User Datagram Protocol (UDP) • Verbindunglos und minimal • Keine sichere, aber dafür schnelle Übertragung Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur Transportprotokolle Ports • Bestandteil der Transportprotokolle • Zuordnung von Daten zum richtige Dienst • 16 Bit Größe (65536 Ports) • Port 0–1023: Well Known Ports • Port 1024–49151: Registered Ports • Port 49152–65535: Dynamic/Private Ports • Siehe /etc/services Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen TCP/IP-Referenzmodell Einführung OSI-Modell Netzwerkstruktur TCP/IP-Referenzmodell Referenzen • • • • • • • • • Hirnmasse. . . und zur Auffrischung http://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model http://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet http://de.wikipedia.org/wiki/TCP/ IP-Referenzmodell http://de.wikipedia.org/wiki/Transmission_ Control_Protocol http://de.wikipedia.org/wiki/IPv4 http://de.wikipedia.org/wiki/IPv6 http://de.wikipedia.org/wiki/User_Datagram_ Protocol http: //de.wikipedia.org/wiki/Port_(Protokoll) Tobias Wolter <[email protected]> U23 – Grundlagen
