Internet-Aufbau und Protokolle

Netzwerktechnik-Grundlagen
Präsentation 4
• Repetition Netzwerkelemente
• Organisationen
• Vergleich OSI-Modell / TCP/IP-Architektur
• Protokollköpfe
• Ethernet
• IP
• TCP / UDP
• Ausblick Prüfung
12.09.2008
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1
Standardisierung der
TCP/IP-Protokolle
ISOC
IAB
IRTF
Internet Society
Internet Architecture Board
IETF
IANA
Internet Research Internet Engineering Internet Assigned
Task Force
Task Force
Numbers Authority
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IAB
Internet Architecture (Activities) Board
Die IAB übernahm seit 1983 Aufgaben zur Realisierung
einer übergreifenden Internet-Architektur.
- Steuerung und Verwaltung von RFC‘s
- Überwachung und Vergabe von Internet-Adressen
- Besteht aus Spezialisten der unterordneten Gruppen
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IANA
Internet Assigned Numbers Authority
Die IANA übernahm in Zusammenarbeit mit der
amerikanischen Regierung die Kontrolle (Verwaltung
und Vergabe) über weltweit sämtliche Internet-Adressen
und Domänen.
Die tatsächliche Administration erfolgt aber über die
ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and
Numbers).
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ICANN
Internet Corporation for Assigned Names
and Numbers
ICANN
Réseaux IP Européen
RIPE
NIC.CH
Swisscom
APNIC
NIC.DE
Sunrise
NIC: Network Information Center
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Request For Comment
(RFC)
Für die Entwicklung von Protokollen im Internet-Umfeld
ist der RFC verantwortlich.
Es ist eine fortlaufend nummerierte Dokumentensammlung (Verwaltung IAB) bestehender Protokolle
gemäss ihres Entwicklungsstandes.
Unterscheidung nach:
- Entwicklungsstadien
- Status (zeigt die Bedeutung des RFC‘s)
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Entwicklungsstadien:
- Initial
- Proposed Standard
- Draft Standard
- Standard
- Experimental
- Historic
Status der RFC‘s:
- Required
- Recommended
- Elective
- Limited Use
- Not Recommended
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Layer 2-4 des OSI-Modells
im Detail
Ethernet / IP / TCP
Schicht Anwendung 1
TCP
IP
Anwendung 2
7
Application Layer
Application Layer
6
Presentation Layer
Presentation Layer
5
Session Layer
Session Layer
4
Transport Layer
Transport Layer
3
Network Layer
Network Layer
2
Link Layer
Link Layer
1
Physical Layer
Physical Layer
Anwendersystem
Transportsystem
Ethernet
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TCP/IP-Architektur
File
Application
Transfer
Level
Transmission
Level
Internet
Level
Network
Level
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Electronic Virtual
Mail
Terminal
Transmission
Control Protocol
Name
Server
User Datagramm
Protocol
Internet Protocol
Internet Control Message Protocol
ARPANET
Ethernet
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X.25 Token Ring
9
Zuordnung der Layer:
OSI-Layer:
7
6
5
4
3
2
1
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TCP/IP-Architektur:
Anwendung
Anwendung
Darstellung
Kommunikation
Transport
Transport
Vermittlung
Internet
Sicherung
Netzwerk
Bitübertragung
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4
3
2
1
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Ethernet-Entwicklung
Ethernet ist eine LAN-Technologie, die von der Firma
XEROX entwickelt wurde (1972).
Es gibt dazu zwei internationale Standards:
• IEEE 802.2
• IEEE 802.3 (1985)
Weitere Standards für LAN-Technologien:
• Token-Bus IEEE 802.4
• Token-Ring IEEE 802.5
IEEE: Institut of Electrical an Electronics Engineers
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Der Datenstrom im Ethernet
Präambel
64 bits
8 Byte
Empfangs- Sende- Typ
adresse
adresse
16
48 bits 48 bits bits
6 Byte 6 Byte 2 Byte
Sendedaten
CRC
304...12000 bits
32 bits
mind. 38 Byte
4 Byte
Jede Netzwerkkarte besitzt eine weltweit eindeutige
Ethernet-Adresse. z.B: 08:00:20:88:9a:87
Zuteilung durch IEEE.
Oft auch MAC-Adresse genannt (Media Access Control).
Die Datenpakete (frames) im Ethernet müssen mindestens
64 Byte lang sein. Maximale Länge: 1500 Bytes
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IEEE 802.3
Präambel
64 bits
Empfangs- Sende- Typ
adresse
adresse
16
48 bits 48 bits bits
Sendedaten
304...12000 bits
CRC
32 bits
Präambel: Jeweils 7 Bytes „10101010“ und das achte Byte
„10101011“.
Die Präambel dient zur Synchronisation des Datenstromes.
Diese Datenpakete sind als „IEEE 802.3“-Standard bekannt.
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Broadcast-Adressen:
Ein an alle Stationen im Netz gesendeter Rundspruch.
Dazu werden alle Bits im Netz auf „1“ gesetzt.
Die Adresse „FFFFFFFFFFFF“ wird von allen Stationen
im Netzwerk verstanden.
Multicast-Adressen:
Rundspruch an eine Gruppe von Stationen im Netz.
So werden Nachrichten zwischen Netzwerkkomponenten
mit bestimmten Eigenschaften (auch best. Hersteller) ausgetauscht.
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Der IP-Protokollkopf
1
4
8
16
24
32
Version Länge Servicetypen
Paketlänge
D M
Identifikation
Fragmentabstand
F F
Lebenszeit
Transport
Kopfprüfsumme
Senderadresse (IP-Nummer)
Empfängeradresse (IP-Nummer)
Optionen
Füllzeichen
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Fragmentierung eines IP-Pakets
IP-Kopf
IP-Kopf Fragment1
Daten
IP-Kopf Fragment 2
IP-Kopf Fragment 3
• Das MF-Fragment der beiden ersten Pakete wird „1“.
• Das Feld Fragment-Offset wird mit einem Wert versehen.
• Die Headerchecksumme muss neu berechnet werden.
• Das Feld Paketlänge wird neu eingetragen.
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IP-Nummern:
Adressklasse:
Klasse A
Klasse B
Klasse C
Anzahl Netze:
126
16384
2‘097‘152
Anzahl Hosts:
224
216
28
(1.Byte:)
1-126
128-191
192-223
IP-Adresse: 123.135.243.15
Netmask:
255.255.0.0
Was sagen Ihnen diese Angaben?
Lösung: A-Adresse mit 254 Subnets
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Repetition:
Wozu dient die Netmask?
1. Byte
Zieladresse:
Netmask:
AND-Verkn.:
Quelladr.:
2. Byte
3.Byte
4. Byte
0011 0011 0111 0011 0011 0011 0000 0001
1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000
0011 0011 0111 0011 0011 0011
0011 0011 0011 0011 0011 0011 1111 1110
Netzwerkbereich
Hostadresse
Paket routen
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TCP oder UDP auf Schicht 4
Transmission Control
Protocol
Schicht 4
Schicht 3
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TCP
User Datagram
Protocol
UDP
IP
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Der TCP-Protokollkopf
1
4
8
16
24
32
Senderport
DatenAbstand
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Empfängerport
Sequenznummer
Quittungsnummer
Reserviert
Flags
Fenstergrösse
Prüfsumme
Urgent Zeiger
Optionen
Füllzeichen
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Portnummern
Auf der Transportebene wird von TCP die
Kommunikation mit den übergeordneten Prozessen
mittels sogenannter Portnummern durchgeführt.
IP-Adresse + Portnummer ==> Socket
Portnummer = 16 Bit-Zahl (65535 Ports)
Ports >= 1024 für proprietäre Anwendungen
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Portnummern
Beispiele (Well-Known-Portnummern):
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Dienst:
Portnummer:
Telnet
FTP
SMTP
WWW
Gopher
POP3
23
21
25
80
70
110
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22
Portnummern
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23
Der UDP-Protokollkopf
1
4
8
16
Senderport
Länge
24
32
Empfängerport
Checksumme
Daten
Länge: Gesamtlänge von Daten und Header
Checksumme der gesendeten Daten.
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Vergleich TCP / UDP
Das TCP-Protokoll ist ein verbindungsorientiertes Protokoll,
das die TCP-Daten in Segmente unterteilt und zur Übertragung
an IP weitergibt.
Es wird also eine Verbindung aufgebaut und am Schluss wieder
abgebaut.
Es handelt sich um eine „sichere Verbindung“, weil alle Daten
quittiert werden.
Im Gegensatz zu TCP handelt es sich bei UDP um einen
verbindungslosen, unzuverlässigen Dienst.
Vergleich Briefpost!
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Das WWW-Protokoll HTTP
GET/suchen/index.html HTTP/1.0
Accept: text/html
Accept: image/gif
HTTP/1.0 200 OK
Date: Monday 7 Mai 01
Server: Apache Server 1.0
MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/html
Last-modified: Saturday 1 Mai 01
Content-length: 1234
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Anfrage
Antwort
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Webserver
26
Es ist nun Zeit für eine.....
Pause!
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