Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing Inhaltsverzeichnis 1 2 3 4 5 6 7 Der Weg der Daten durch das OSI-7-Schichtenmodell ................................................................... 1 Protokolle ......................................................................................................................................... 2 2.1 ARP (Address Resolution Protocol) ........................................................................................... 2 2.2 IP (Internet Protocol) .................................................................................................................. 3 2.3 TCP (Transmission Control Protocol)......................................................................................... 3 Unterschied Hub, Switch und Router ............................................................................................... 4 Virtual Lan (VLAN - IEEE 802.1q).................................................................................................... 5 4.1 Konfiguration von VLAN auf dem Allied Telesyn 24 .................................................................. 6 4.1.1 Summary of VLAN tagging rules* ...................................................................................... 6 4.1.2 CREATE VLAN*................................................................................................................. 7 4.1.3 SHOW VLAN ..................................................................................................................... 7 4.1.4 ADD VLAN PORT* ............................................................................................................ 8 4.1.5 ENABLE IP* ....................................................................................................................... 9 4.1.6 ADD IP INTERFACE* ........................................................................................................ 9 Aufbau von IP-Adressen ................................................................................................................ 10 5.1 Aufbau der IP-Adressen der Version 4..................................................................................... 10 5.2 Aufbau der IPv6-Adressen ....................................................................................................... 12 Routing ........................................................................................................................................... 13 6.1 Statisches Routing.................................................................................................................... 13 6.2 Dynamisches Routing............................................................................................................... 13 6.2.1 Netzwerkkennung/-ziel .................................................................................................... 14 6.2.2 Netzwerkmaske ............................................................................................................... 14 6.2.3 Gateway/Nächster Abschnitt ........................................................................................... 14 6.2.4 Anzahl/Metrik ................................................................................................................... 14 6.3 Konfiguration von statischen Routing-Einträgen auf dem Allied Telesyn 24 ........................... 16 6.3.1 Routing* ........................................................................................................................... 16 6.3.2 ADD IP ROUTE* .............................................................................................................. 17 Konfiguration von Filter-Einträgen auf dem Allied Telesyn 24 ....................................................... 18 7.1 Filter anlegen............................................................................................................................ 18 7.1.1 ADD IP FILTER* .............................................................................................................. 18 7.1.2 Filter ändern..................................................................................................................... 18 7.1.3 Filter löschen.................................................................................................................... 18 7.2 Filter anwenden und entfernen................................................................................................. 19 7.2.1 Filter an Interface binden ................................................................................................. 19 7.2.2 Filter von Interface entfernen........................................................................................... 19 7.3 Rapier 24-Beispiel: ................................................................................................................... 19 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 1 Der Weg der Daten durch das OSI-7-Schichtenmodell In der unten stehenden Abbildung wird ein stark vereinfachtes Modell des OSI-7-Schichtenmodells dargestellt, das TCP/IP-Schichtenmodell. Entsprechend werden die Anwendungs-, die Darstellungsund die Sitzungsschicht als Process/Application Layer bezeichnet. Die Daten könnten zum Beispiel html-Dateien sein, die mittels eines Browsers von einem entfernten Webserver herunter geladen werden. Das dazu gehörige Protokoll ist HTTP. Die Transportschicht wird zu Host-to-host Layer, weil hier der Ende-zu-Ende-Verbindung stattfindet. In dieser Schicht liegen die Protokolle TCP und UDP. Ein entfernter Host (z. B. der Client mit dem Browser) baut über TCP eine Verbindung zum Webserver auf. Der entsprechende Empfänger-Port, den der Client hier benutzt ist meist 80. Der Port des Senders ist beliebig und liegt oberhalb von 1024. Die Vermittlungsschicht ist die Internet Layer, weil hier die Verbindung zwischen den verschiedenen Netzen realisiert wird. Der Client muss die IP-Adresse des Webservers kennen, um den Webserver kontaktieren zu können. Die Empfänger- und die Sender-IP-Adresse sind unter anderem Bestandteil des IP-Headers. Die Kombination aus IP-Adresse und Port (<IP-Adresse>:<Port>)wird auch als Socket bezeichnet. Die Network Layer besteht aus der Bitübertragungs- und der Vermittlungsschicht. Hier geht es um die Übertragung der Datenrahmen (frames). Als Adressierung dienen die jeweiligen HardwareAdressen (MAC-Adressen) von Sender und Empfänger (bzw. nächster Router). Außerdem wird eine Prüfsumme (CRC) über den ganzen Frame gebildet, um defekte Frames zu entdecken und eventuell zu verwerfen. Zuerst muss gegebenenfalls eine größere Datei in mehrere Teile aufgeteilt werden. Dann wird an die Daten (Im oben angenommen Beispiel ist dies eine html-Datei.)der TCP-Header angehängt. Jeder Teil, bzw. Segment erhält dann seinen eigenen TCP-Header. Dann erhält jedes Paket den IP-Header. Danach werden je nach Übertragungstechnik die Informationen des Übertragungsverfahrens angehängt. Nachdem der Ethernet-Header hinzugefügt wurde, wird der Frame entsprechend dem Codierungsverfahren in Signale verwandelt und über die Leitung übertragen. Der gesamte beschriebene Vorgang heißt Kapselung (engl. encapsulation). Pakete können so über unterschiedliche Transportmedien und Zugriffsverfahren sicher ankommen. PetraTreubel Seite 1 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 2 Protokolle 2.1 ARP (Address Resolution Protocol) Die Hardware-Adressen (MAC-Adressen) einer Schnittstelle (z. B. Netzwerkarte) erhält ein Host über das ARP. Mit Hilfe dieses Protokolls wird die Ermittlung einer Adresse der Schicht 2 (MAC) aus einer Adresse der Schicht 3 (IP) realisiert. Dafür müssen beide Hosts in einer Broadcast-Domäne sein, da der ARP-Broadcasts nicht über Router hinweg übertragen wird. ping 131.107.7.29 S-1 ARP Broadcast 131.107.3.1? 2 IP = 131.107.3.24/24 Hardware = 08004. . . PetraTreubel 1 A Router B MAC= 08005. . . IP = 131.107.3.1/24 Hardware = 08005. . . 4 ARP Broadcast 3 S-2 131.107.7.29? MAC= 08007. . . IP = 131.107.7.1/24 Hardware = 08006. . . IP = 131.107.7.29/24 Hardware = 08007. . . Seite 2 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 2.2 IP (Internet Protocol) IP ist ein verbindungsloses, unzuverlässiges Protokoll, welches für die Adressierung und dem Routing von Paketen zwischen Hosts verantwortlich ist. IP ist ein Protokoll der Vermittlungsschicht. Die Hauptaufgabe der Vermittlungsschicht ist die Leitwegsbestimmung von der Quelle zum Ziel. Es handelt sich beim IP um ein verbindungsunabhängiges Protokoll. Das bedeutet, jedes Datenpaket enthält im Steuerungsteil die volle und eindeutige Zieladresse und wird unabhängig von eventuellen Vorgängerpaketen im Netz (auf dem kürzesten Weg) umher geschickt. (Beispiel: Postdienst/Briefe) Bei IP handelt es sich also um ein Protokoll, das für alle anderen Protokolle der TCP/IP-Familie die Verteilung der Datenpakete übernimmt. Es stellt ein hocheffektives, verbindungsloses Verteilungssystem für Computer-Daten dar. Das bedeutet, dass für IP-Pakete weder das Eintreffen an ihrem Zielpunkt noch ihr Eingang in der Reihenfolge der Übertragung garantiert ist. Das im Protokoll enthaltene Prüfsummenverfahren dient lediglich zur Bestätigung der Integrität des IP-Vorspanns (IPHeader). Eine Gewähr für die Richtigkeit und die adäquate Reihenfolge der im IP-Paket enthaltenen Daten besteht daher nur bei Anwendung höherer Protokolle. In einem TCP/IP Netzwerk wird jeder Knoten (Computer mit zwei Netzwerkkarten haben zwei Knoten) durch eine eindeutige IP-Adresse identifiziert. Es handelt sich hierbei um logische Adressen, die jedem Knoten fest, bzw. dynamisch zugeordnet werden. 2.3 TCP (Transmission Control Protocol) Das am weitesten verbreitete höhere Protokoll der TCP/IP-Familie ist das Transmission Control Protocol. TCP ist ein Übertragungssteuerungsprotokoll der Transportschicht. Hier wird ein zuverlässiger, verbindungsorientierter Ende-zu-Ende-Transportdienst geleistet, der auf die Vermittlungsschicht aufbaut. Es gibt eine Verbindungsaufbauphase, eine Datentransferphase und eine Verbindungsabbauphase. TCP garantiert die Übertragung der Datenpakete, gewährleistet die Einhaltung der richtigen Reihenfolge der Daten und ist mit einer Prüfsummenfunktion ausgestattet, die sowohl den Paketvorspann als auch die Paketdaten auf Fehler hin überprüft. Für den Fall, dass ein TCP/IP-Paket bei der Übertragung über das Netzwerk beschädigt wird bzw. verloren geht, sorgt TCP für eine erneute Übertragung dieses Pakets. Aufgrund dieser Zuverlässigkeit ist TCP das ideale Protokoll für sitzungsbasierte Datenübertragungen, Client-Server-Anwendungen sowie wichtige Dienste, wie zum Beispiel E-Mail. Diese Zuverlässigkeit hat jedoch auch ihren Preis, da die TCP-Vorspanne (TCP-Header) zusätzliche Bits erfordern, um die Informationen in richtiger Reihenfolge zu liefern. Darüber hinaus ist eine Prüfsummenbildung obligatorisch, um die Genauigkeit von TCP-Vorspann und Paketdaten sicherzustellen. Des Weiteren muss der Empfänger den ordnungsgemäßen Eingang der Daten bestätigen, um eine erfolgreiche Datenübertragung zu gewährleisten. Durch diese Bestätigungsmeldungen (sogenannte „Acknowledgments“ oder ACKs) wird auf dem Netzwerk zusätzlicher Datenverkehr erzeugt, so dass die Sicherheit der Übertragung nur durch einen geringeren Datendurchsatz realisiert wird. Damit die Leistungsfähigkeit jedoch nicht allzu sehr beeinträchtigt wird, erfolgt eine Empfangsbestätigung auf den meisten Hosts nur für jedes zweite Segment bzw. nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls. Neben TCP als Transportprotokoll gibt es noch UDP (User Datagram Protocol), welches einen nicht zuverlässigen, verbindungslosen Transportdienst ohne Flusskontrolle zur Verfügung stellt. Bei beiden Protokollen identifizieren sich die Prozesse durch Portnummern. Es gibt 65.535 verschiedene Ports, dabei sind die Ports von 0 – 1024 mehr oder weniger fest bestimmten Prozessen zugeordnet. PetraTreubel Seite 3 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 3 Unterschied Hub, Switch und Router Ein Hub ist lediglich ein Verstärker und wird kaum noch eingesetzt. Da die Signale, die über einen Hub gesendet werden, an alle angeschlossenen Geräte übertragen werden, könnten Kollisionen auftreten (Collision Domain). Ein Switch dagegen leitet Datenpakete gezielt an den Port weiter, an dem die Station mit der angegebenen Ziel-Hardwareadresse angeschlossen ist. Dabei lernt er die Hardware-Adressen und speichert sie intern in Tabellen, die Ports mit den entsprechenden MAC-Adressen verbinden. Ein Router wird zwischen verschiedenen Netzen eingesetzt und erhöht die Zeit, die ein Paket vom Sender zum Ziel benötigt. Allerdings leitet sie auch keine Broadcasts mehr weiter PetraTreubel Seite 4 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 4 Virtual Lan (VLAN - IEEE 802.1q) Mit Hilfe von virtuellen Netzwerken können Arbeitsgruppen in logisch getrennte Einheiten aufgeteilt werden, die aber physikalisch an einem LAN angeschlossen sind. Soll zwischen den Arbeitsplatz-PC des Marketings und den Arbeitsplatz-PC der Abteilung Training keine Verbindung untereinander bestehen, könnten zwei Switches (für jeden Bereich einen) installiert werden. Eine andere Möglichkeit wäre es, dass zwei virtuelle LAN's, so genannte VLAN's eingerichtet werden. Mit VLAN's ist es möglich portbasierend Gruppen auf einem Gerät zu bilden, die untereinander nicht kommunizieren können. Auf einem Switch, der VLAN-fähig ist, muss man zuerst ein VLAN erzeugen, bzw. hinzufügen. Meist gibt es schon ein default-VLAN. Danach kann man die Ports den verschiedenen VLAN's zuordnen z. B. Port 1-10 auf vlan_1 und 11-20 auf vlan_2. Ein Gerät, das jetzt mit dem Port 11 verbunden ist, kann nun nicht mehr mit einem auf Port 1 Daten austauschen. In einem LAN, welches nach dem Prinzip der strukturierten Verkabelung aufgebaut wurde, wird es aber mehr als ein Kopplungselement (Switch o.ä.) geben. Das bedeutet, dass ein Switch A, auf dem VLAN 2, 3 und 4 eingerichtet wurden, mit einem Switch B, der die VLAN's 3 und 4 besitzt, kommunizieren muss. (siehe Abbildung unten) Für diesen Fall benötigen die Switches die Information, welches Packet zu welchem VLAN gehört. Diese Information muss mit den Datenrahmen (frames) mitgeliefert werden: Die Information wird "tag" genannt und ist ein kleiner 4 Byte großer Header, der an den Ethernet-Header angefügt wird. Darin enthalten ist die 12 bit lange VLAN-Nummer. Es gibt also 2^12= 4096 verschiedene VLANs. Da sich tagged Pakete durch die 4 zusätzlichen Header-Bytes stark von normalen Paketen unterscheiden, können normale Netzwerkkarten (oder Ports) diese "tagged" Pakete nicht mehr verstehen. Die "tagged" Pakete dienen nur zur Kommunikation zwischen VLAN-fähigen Switches, bzw. VLAN-fähigen NIC's. Dort wo "normale" Geräte angeschlossen werden, sagt man dem Switch, dass es sich um einen "untagged" Port handelt. Der Switch gibt dort das Packet ohne den 4 Byte langen Tag aus. VLAN ist auf Layer 2 (Ebene 2 des OSI-7-Schichtenmodells) angesiedelt. *Quelle: www.alliedtelesyn.com (Rapier 24i Manual) PetraTreubel Seite 5 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing Die zusätzlichen Felder im Tagged MAC Frame – – – – User Priority: Prioritäts-Level (0-7) des User-Verkehrs CFI (Canonical Format Identifier): gibt an, wie MAC-Adressen im Datenfeld zu interpretieren sind TPI (Tag Protocol Identifier): 129, 0 (Ethernet-Kodierung) VID: identifiziert eindeutig das zugehörige virtuelle LAN Die ersten drei Bits der Tag-Control-Information enthalten die Prioritätsstufe 0 bis 7, um die Quality of Service Profile festzulegen. Zu Quality of Service (QoS) gehört die Festlegung der Prioritäten und die Verteilung der zur Verfügung stehenden Bandbreite auf die Netzwerkteilnehmer. 4.1 4.1.1 Konfiguration von VLAN auf dem Allied Telesyn 24 Summary of VLAN tagging rules* When designing a VLAN and adding ports to VLANs, the following rules apply. 1. Each port, except for the mirror port, must belong to at least one VLAN. By default, a port is an untagged member of the default VLAN. 2. A port can be untagged for zero or one VLAN. A port that is untagged for a VLAN transmits frames destined for that VLAN without a VLAN tag in the Ethernet frame. 3. A port can be tagged for zero or more VLANs. A port that is tagged for a VLAN transmits frames destined for that VLAN with a VLAN tag, including the VID of the VLAN. 4. A port cannot be untagged and tagged for the same VLAN. 5. The mirror port, if there is one, is not a member of any VLANs. 1 bit *Quelle: www.alliedtelesyn.com (Rapier 24i Manual) PetraTreubel Seite 6 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 4.1.2 CREATE VLAN* Syntax CREATE VLAN=vlanname VID=2..4094 where: – vlanname is a unique name for the VLAN, 1 to 15 characters in length. Valid characters are uppercase letters (A-Z), lowercase letters (a-z), digits (0-9) the underscore character (“_”), and the hyphen character (-). The vlanname cannot be a number or ALL or DEFAULT. Description This command creates a VLAN with a unique name and VLAN Identifier (VID), and assigns it to the default STP. To change the VID of an existing VLAN, that VLAN must be destroyed and created again with the modified VID. On the Rapier 24, a maximum of 62 VLANs can be created with any VID in the range 2 to 4094. The VLAN parameter specifies a unique name for the VLAN. This name can be more meaningful than the VID, to make administration easier. The VLAN name is only used within the switch; it is not transmitted to other VLANaware devices, or used in the Forwarding Process or stored in the Forwarding Database. If the VLAN name begins with “vlan” and ends with a number, for instance “vlan1” or “vlan234”, then the number must be the same as the VID specified. This avoids confusion when identifying which VLAN subsequent commands refer to. The VID parameter specifies a unique VLAN Identifier for the VLAN. If VLAN-tagged ports are added to this VLAN, the specified VID is used in the VID field of the tag in outgoing frames. If VLAN-untagged ports are added to this VLAN, the specified VID only acts as an identifier for the VLAN in the Forwarding Database. The default port based VLAN has a VID of 1. Examples To create a VLAN named marketing with a VLAN Identifier of 2, use the command: CREATE VLAN=marketing VID=2 To create a VLAN named vlan42, which must have a VID of 42, use the command: CREATE VLAN=vlan42 VID=42 4.1.3 SHOW VLAN Syntax SHOW VLAN[={vlanname|1..4094|ALL}] where: – vlanname is a unique name for the VLAN, 1 to 15 characters in length. Valid characters are uppercase letters (A-Z), lowercase letters (a-z), digits (0-9) the underscore character (“_”), and the hyphen character (-). The vlanname cannot be a number or ALL or DEFAULT. Description This command displays information about the specified VLAN. If no VLAN or ALL is specified, then all VLANs are displayed *Quelle: www.alliedtelesyn.com (Rapier 24i Manual) PetraTreubel Seite 7 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 4.1.4 ADD VLAN PORT* Syntax ADD VLAN={vlanname|1..4094} PORT={port-list|ALL} [FRAME={TAGGED|UNTAGGED}] where: – vlanname is a unique name for the VLAN, 1 to 15 characters in length. Valid characters are uppercase letters (A-Z), lowercase letters (a-z), digits (0-9) the underscore character (“_”), and the hyphen character (-). The vlanname cannot be a number or ALL or DEFAULT. – port-list is a port number, a range of port numbers (specified as n-m), or a comma separated list of port numbers and/or ranges. Port numbers start at 1 and end at m, where m is the highest numbered Ethernet switch port, including uplink ports. Description This command adds ports to the specified VLAN. The VLAN parameter specifies the name or numerical VLAN identifier of the VLAN. The name is case insensitive, although the case is preserved for display purposes. The VLAN must already exist. By default, all ports belong to the default VLAN, with a VID of 1. The mirror port cannot be added to a VLAN. The FRAME parameter specifies whether a VLAN tag header is included in each frame transmitted on the specified ports. If TAGGED is specified, a VLAN tag is added to frames prior to transmission. The port is then called a tagged port for this VLAN. If UNTAGGED is specified, the frame is transmitted without a VLAN tag. The port is then called an untagged port for this VLAN. A port can be untagged for one and only one of the VLANs to which it belongs, or for none of the VLANs to which it belongs. A port can have the FRAME parameter set to TAGGED for zero or more VLANs to which it belongs. It is not possible to add an untagged port to a VLAN if the port is already present in any other port-based VLAN except the default VLAN. If the port is an untagged member of the default VLAN, adding it untagged to another VLAN deletes it from the default VLAN. The default setting is UNTAGGED. Examples To add port 4 to the port-based Marketing VLAN, use the command: ADD VLAN=Marketing PORT=4 To add port 25 to the Training VLAN as a tagged port, use the command: ADD VLAN=Training PORT=25 FRAME=TAGGED The Rapier switch provides Layer 3 switching and routing over VLANs. Once a VLAN has been created, the VLAN name can be used wherever a logical interface is required in commands for configuring routing protocols. VLAN names are of the form: VLAN-vlanname or VLANn where vlanname is the manager-assigned name of the VLAN, and n is the VLAN identifier (VID). For example, if a VLAN is created using the command: CREATE VLAN=admin VID=11 then the following names can be used to identify the VLAN in routing commands: vlan-admin vlan11 *Quelle: www.alliedtelesyn.com (Rapier 24i Manual) PetraTreubel Seite 8 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 4.1.5 ENABLE IP* Syntax ENABLE IP Description This command enables the IP routing module. The IP module must currently be disabled. The IP module is disabled by default. The operational mode of the IP module, SERVER or FORWARDING, is restored to the mode when the IP module was last disabled. The default mode is FORWARDING. The IP module operates in one of two modes, SERVER mode or FORWARDING mode. In SERVER mode the router will not route IP packets, but will provide Telnet services, respond to SNMP requests, and use TFTP to download software upgrades. In FORWARDING mode the router will route IP packets, as well as performing all the functions of SERVER mode. The default operational mode is FORWARDING. 4.1.6 ADD IP INTERFACE* Syntax ADD IP INTERFACE=interface IPADDRESS={ipadd|DHCP} [BROADCAST={0|1}] [DIRECTEDBROADCAST={YES|NO|ON|OFF}] [FILTER={0..99|NONE}] [FRAGMENT={YES|NO}] [GRE={0..100| NONE}] [MASK=ipadd] [METRIC=1..16] [MULTICAST={OFF| SEND|RECEIVE|BOTH|ON}] [OSPFMETRIC=1..65534] [POLICYFILTER={100..199|NONE}] [PRIORITYFILTER={200..299|NONE}] [PROXYARP={ON|OFF}] [RIPMETRIC=1..16] [SAMODE={BLOCK|PASSTHROUGH}][VJC={ON|OFF}] where: – interface is an interface name formed by concatenating a layer 2 interface type, an interface instance, and optionally a hyphen followed by a logical interface number in the range 0 to 15 (e.g. eth0, vlan1, ppp1-1). If a logical interface is not specified, 0 is assumed (i.e. ‘eth0’ is equivalent to ‘eth0-0’). – ipadd is an IP address in dotted decimal notation. Description This command adds a logical interface to the IP module. The INTERFACE parameter specifies the name of the logical interface, and implicitly, the attached layer 2 interface. The layer 2 interface must already be configured. The IP interface must not already be assigned to the IP module. At least two interfaces must be defined before the router can route IP packets, but only one interface (usually Ethernet) needs to be defined if the router is acting only as a server. A maximum of 512 interfaces can be added. When an interface is added it is automatically enabled. Only one logical interface may be configured to the same IP network or subnet. The FILTER parameter specifies the traffic filter to apply to IP packets transmitted or received over the logical interface. The filter must already have been defined with the ADD IP FILTER command on page 9-53. A logical interface may have a maximum of one traffic filter, one policy filter and one priority filter, but the same traffic, policy or priority filter can be assigned to more than one interface. Traffic filters are applied to packets received via the logical interface. The default is not to apply a filter. Examples To add PPP interface 0 (logical interface ppp0-0) with an IP address of 172.16.248.33, a subnet mask of 255.255.255.0, a metric of 5 and Van Jacobson’sheader compression, use: ADD IP INT=PPP0 IP=172.16.248.33 MASK=255.255.255.0 RIPMET=5 VJC=ON *Quelle: www.alliedtelesyn.com (Rapier 24i Manual) PetraTreubel Seite 9 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 5 Aufbau von IP-Adressen 5.1 Aufbau der IP-Adressen der Version 4 IP-Adressen bestehen bei IPv4 aus 32 Bits. Dabei werden 8 Bits zu einem Byte (auch Oktett) zusammen genommen und als Dezimalzahl geschrieben. Zusammen mit der Netzwerkmaske kann der Anteil der Netzwerkadresse (-kennung) und der Hostadresse (-kennung) ermittelt werden. IP-Adresse: 92.168.102.100 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Zum Beispiel: IP-Adresse: Subnet Mask: . . 1 255 2 255 Netzwerk-ID . . 3 0 . . 4 0 Host-ID Eine IP-Adresse besteht also immer aus zwei Teilen einer Netzwerk-ID und einer Host-ID. Die Netzwerk-ID identifiziert sämtliche Systeme, die physisch über ein Netzwerk miteinander verbunden sind. Innerhalb eines Netzwerkverbundes müssen alle Systeme eine identische Netzwerk-ID erhalten. Netzsegmente mit unterschiedlichen Netzwerk-ID's müssen durch einen Router verbunden sein, um miteinander kommunizieren zu können. Die Rechner haben die Host-ID 0.0.10, 0.0.11 und 0.0.12 10.0.0.10 10.0.0.11 10.0.0.12 10.0.0.0 Das Netz hat die Kennung 10.0.0.0 Die Subnet Mask ist hier 255.0.0.0 Durch die Host-ID wird eine Arbeitsstation, ein Server, ein Router oder ein anderer TCP/IP-Knoten innerhalb eines Netzwerkes identifiziert. In einem Netzwerkverbund darf jede Host-ID nur einmal vorkommen. Es ist die Aufgabe des Netzwerkadministrators hier Festlegungen zu treffen. PetraTreubel Seite 10 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing Außerdem wurden IP-Adressen in so genannte Klassen eingeteilt. Klasse (Class) A Netz-ID Klasse B Netz-ID Klasse C Netz-ID W Host-ID Host-ID Host-ID X Y Z Nach den Konventionen kann man schon mit dem 1. Byte der IP-Adresse bestimmen, zu welcher Klasse eine IP-Adresse gehört. Daraus ergeben sich dann folgende mögliche Bereich: Anfangsbereich 1.0.0.0 128.0.0.0 192.0.0.0 Endbereich 126.0.0.0 191.255.0.0 223.255.255.0 Die Adresse 127 ist für Schleifentests auf dem lokalen Computer reserviert und daher keine gültige Netzwerkadresse. Die Adressen ab 224 sind für spezielle Protokolle reserviert und können ebenfalls nicht als Host-ID verwendet werden. (Class E und D) Für ein privates Netz sollten die folgenden IP-Adressen verwendet werden. Ein so adressiertes Paket würde im Internet gar nicht erst weitergereicht werden. Class A: Class B: Class C: PetraTreubel 10.0.0.0 – 10.255.255.255 172.16.0.0 - 172.31.255.255 192.168.0.0 – 192.168.255.255 (0 und 255 am Ende sind reserviert!!!) Seite 11 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 5.2 Aufbau der IPv6-Adressen IPv6 unterscheidet zwischen Unicast (Adressierung an ein Interface), Anycast (das nächstgelegene Interface einer Gruppe von Interfaces) und Multicast (Gruppe von Interfaces). Ein Broadcast ist demnach nur eine bestimmte Art von Multicast. 1. 128. Subnetz Interface Identifier Die 128 bits werden in Gruppen zu 16 bits (2 Bytes) zusammengeordnet und durch Doppelpunkte getrennt. Dabei werden die 16 bits in hexadezimaler Schreibweise dargestellt. Beispiel 1a: 1122:3344:0000:0000:5566:7788:99AA:BBCC Diese Schreibweise wird noch vereinfacht. So werden im ersten Schritt führende Nullen entfernt Beispiel 1b: 1122:3344:0:0:5566:7788:99AA:BBCC Im zweiten Schritt können mehrere Blöcke, die aus Nullen bestehen einmalig entfernt werden und durch zwei Doppelpunkte ersetzt werden. Beispiel 1c: 1122:3344:: 5566:7788:99AA:BBCC So wird aus der Loopback-Adresse ::1 Zur Erleichterung in gemischten Umgebungen wurde eine gemischte Schreibweise definiert. Die alte IPv4-Adresse wird in dezimaler Form mit der neuen hexadezimalen Schreibweise auf 128 bits verlängert. X:X:X:X:X:X.d.d.d.d (X hexadezimale Zahl, d dezimale Zahl) Beispiel 2: 0:0:0:0:0:0:192.168.102.100, bzw. :: 192.168.102.100 PetraTreubel Seite 12 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 6 Routing Nachdem der Hostname in eine IP-Adresse aufgelöst wurde, muss das IP-Paket vom Senderhost an den Host mit der aufgelösten IP-Adresse (Zielhost) gesendet werden. Der Prozess zum Weiterleiten eines IP-Pakets wird als Routing bezeichnet. Je nachdem wie der Aufbau des Netzes ist, wird das Paket entweder direkt oder indirekt zugestellt. Bei der direkten Zustellung wird das Paket an das endgültige Ziel auf einem direkt verbundenen Netzwerk weitergeleitet. Es wird entweder vom Senderhost oder von einem IP-Router direkt an den Zielhost weitergeleitet. Der IP-Knoten kapselt das IP-Paket in ein entsprechendes Frameformat der Netzwerkschnittstellenschicht (zum Beispiel Ethernet). Von indirekter Zustellung wird gesprochen, wenn der IP-Knoten ein Paket an einen IP-Router weiterleitet, weil das endgültige Ziel kein dierekt verbundenes Netzwerk ist. A C B Damit ein Paket vom Empfänger über verschiedene Router weitergeleitet werden kann, braucht ein Router Informationen darüber, wohin ein Paket geschickt werden muss. Router müssen also Entscheidungen darüber treffen, an welchen anderen Router ein Paket geschickt werden muss, damit es früher oder später bei der Empfänger-IP-Adresse ankommt. Diese Entscheidung trifft der Router mit Hilfe von Routen. Man unterscheidet dabei zwischen statischem und dynamischem Routen bzw. statischen und dynamischem Routing. 6.1 Statisches Routing Die Routen müssen vom Administrator manuell eingegeben werden. Bei Änderungen am Netzwerk müssen die Routen wiederum per Hand angepasst werden. Statische Routen machen nur in kleinen Netzen (ein Router) Sinn oder wenn ein Teil des Netzwerks aus sicherheitstechnischen Erwägungen verborgen werden soll. 6.2 Dynamisches Routing Hier werden die Routen durch Protokolle erzeugt, die auf den Routern arbeiten. Das bedeutet, dass diese Routen sich automatisch an Veränderungen im Netz anpassen. Die meisten Routingprotokolle gehören dabei zur Kategorie der Distanzvektorprotokolle (z. B. RIP, IGRP) oder der Link-StateProtokolle (z. B. OSPF) oder basieren auf beiden (z. B. EIGRP). BGP ist ein externes Routingprotokoll für Internetprovider, um autonome Systeme zu verbinden. PetraTreubel Seite 13 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing Eine Routingtabelle ist auf allen IP-Knoten vorhanden, weil alle IP-Knoten eine gewisse Form von Routing durchführen (siehe oben "direkte Zustellung"). Wenn ein IP-Paket weitergeleitet werden soll, wird an Hand der Routingtabelle die Weiterleitungs-IP-Adresse (Ziel-IP-Adresse) und die Quell-IPAdresse bestimmt. in der folgenden Abbildung ist ein Ausschnitt einer Routingtabelle abgebildet. Netzwerkziel 0.0.0.0 192.168.102.0 127.0.0.0 192.168.1.0 192.168.178.0 Netzwerkmaske 0.0.0.0 255.255.255.0 255.0.0.0 255.255.255.0 255.255.255.0 Gateway 192.168.178.1 192.168.1.3 127.0.0.1 192.168.1.10 192.168.178.10 Schnittstelle 192.168.178.10 192.168.1.10 127.0.0.1 192.168.1.10 192.168.178.10 Anzahl 3 3 1 2 2 Die erste Zeile ist die Standardroute, die für alle Adressen gewählt wird, auf die keine andere Route zutrifft. Die zweite Zeile verweist auf einen anderen Router, an dem zum Netzwerk 192.168.102.0 weiter geleitet wird. Ein Verweis auf die Loopback-Schnittstelle ist Zeile drei. Die vierte und fünfte Zeile stellen das direkt verbundene Netzwerk dar und brauchen genauso wie Zeile drei nicht explizit eingerichtet zu werden. 6.2.1 Netzwerkkennung/-ziel Die Netzwerkkennung entspricht der Route. Der Bereich für das Netzwerkziel liegt zwischen 0.0.0.0 für die Standardroute und 255.255.255.255 für den eingeschränkten Broadcast. Beim eingeschränkten Broadcast handelt es sich um eine spezielle Broadcastadresse für alle Hosts in demselben Netzwerksegment. 6.2.2 Netzwerkmaske Bei der Netzmaske handelt es sich um die Subnetzmaske, die beim Vergleichen des Wertes für das Netzwerkziel auf die IP-Zieladresse bezogen wird. Für Hostrouten - also Routen, die einer IP-Adresse entsprechen - wird die Netzmaske 255.255.255.255 verwendet. 6.2.3 Gateway/Nächster Abschnitt Bei der Gatewayadresse handelt es sich um die IP-Adresse, die der lokale Host beim Weiterleiten von IP-Datagrammen an andere IP-Netzwerke verwendet. Dies ist entweder die IP-Adresse des lokalen Netzwerkadapters oder die IP-Adresse eines IP-Routers. 6.2.4 Anzahl/Metrik Eine Anzahl zeigt die Kosten an, die beim Verwenden einer Route entstehen. Üblicherweise entsprechen die Kosten der Anzahl der Abschnitte bis zu einem IP-Ziel. Ein Prozess entscheidet über den geeigneten Eintrag der Routingtabelle für die Weiterleitung. Dafür wird zuerst für jeden Eintrag in der Routingtabelle eine bitweise logisch Und-Verknüpfung zwischen Ziel-IP-Adresse und Netzmaske durchgeführt und die Route mit der längsten Entsprechung ausgewählt. (d.h. die Bits stimmen überein) Beispiel: Wenn der Host, auf dem diese Routingtabelle mit dem Befehl route print angezeigt worden ist, ein Paket an den Zielhost mit der IP-Adresse 192.168.1.8 und der Netzmaske 255.255.255.0 senden will, werden folgende Vergleiche durchgeführt: Standardroute: 0.0.0.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 PetraTreubel Seite 14 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing Die direkt verbundene Netzwerkroute: 192.168.1.0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Die Ziel-IP-Adresse: 192.168.1.8 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Die direkt verbundene Netzwerkroute hat die meisten Übereinstimmungen. Als Weiterleitung wird die direkt gewählt und als Ziel-IP-Adresse wird die des Zielhosts im IP-Paket eingetragen. Beispiel: Wenn der Host der oben abgebildeten Routingtabelle ein Paket an einen anderen Host mit der IP-Adresse 10.1.1.66 und der Netzmaske 255.255.0.0 senden will, werden folgende Vergleiche durchgeführt: Standardroute: 0.0.0.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Die direkt verbundene Netzwerkroute: 192.168.1.0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Die Ziel-IP-Adresse: 10.1.1.66 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Die Standardroute hat die meisten Übereinstimmungen. Als Weiterleitung wird die indirekte gewählt und als Ziel-IP-Adresse wird die des Gateways im IP-Paket eingetragen. Sollte es mehrere Routen mit der gleichen Übereinstimmung geben, wird die Route mit der niedrigsten Metrik ausgewählt. Werden mehrere gleiche Routen mit der gleichen Metrik gefunden, wählt IP willkürlich aus. PetraTreubel Seite 15 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing Netz 170.10.0.0 Netz 170.11.0.0 PDC 170.10.0.2 PDC 170.11.0.2 170.10.0.1 170.11.0.1 Router Workstation 170.10.0.3 6.3 6.3.1 Workstation 170.11.0.3 Konfiguration von statischen Routing-Einträgen auf dem Allied Telesyn 24 Routing* The process of routing packets consists of selectively forwarding data packets from one network to another. The router bases its decision to send the packet to a particular network on the information it can learn dynamically from listening to the selected route protocol, as well as the static information entered as part of the configuration process. In addition, user-defined filters can be used to restrict the way packets are sent. The router maintains a table of routes which tell the router how to find a remote network or host. The route table holds information about routes to destinations. A route is uniquely identified by IP address, network mask, next hop, ifIndex, protocol and policy. A list of routes comprises all the different routes to a destination. The routes may have different metrics, next hops, policy or protocol. A list of routes is uniquely identified by its IP address and net mask. When an IP packet is received, the routing table is scanned to find the lowest metric route to the destination. Provided that no filters are active which would exclude the packet, it is then forwarded to that route by sending it to the router specified by the next hop. If no route exists, the table is scanned for the default route (0.0.0.0) and forwarded as before. If no direct route or default route exists, the packet is discarded and an ICMP message to that effect is sent back to the source. The routing table is maintained dynamically by using one or more routing protocols such as RIP, EGP and OSPF. PetraTreubel Seite 16 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 6.3.2 ADD IP ROUTE* Syntax ADD IP ROUTE=ipadd INTERFACE=interface NEXTHOP=ipadd [CIRCUIT=mioxcircuit] [DLCI=dlci] [MASK=ipadd] [METRIC=1..16] [METRIC1=1..16] [METRIC2=1..65535] [POLICY=0..7] [PREFERENCE=0..65535] where: – – – – ipadd is an IP address in dotted decimal notation. interface is an interface name formed by concatenating a layer 2 interface type, an interface instance, and optionally a hyphen followed by a logical interface number in the range 0 to 15 (e.g. eth0, vlan1, ppp1-1). If a logical interface is not specified, 0 is assumed (i.e. ‘eth0’ is equivalent to ‘eth0-0’). miox-circuit is the name of a MIOX circuit defined for an X.25 interface, 1 to 15 characters in length. The name is not case-sensitive. dlci is the Data Link Connection Identifier (DLCI) of a Frame Relay DLC(circuit). Description This command adds a static route to the IP route table. Static routes can be used to define default routes to external routers or networks. A default route is one with a network address of 0.0.0.0. If the router receives data and can not find a route for it, the data will be sent to the default route. To define a default route IPADDRESS is set to 0.0.0.0 and NEXTHOP points to the network (router) to which default packets are to be directed. The static route must not already exist. However, if the route exists as a dynamic (e.g. RIP-derived) route, the static route may still be added. A maximum of 300 static routes can be defined. This command is also used to define subnets. Multiple routes can be defined for a single interface (usually a LAN). This is useful if it is desired to have more than one network or subnet present on a particular interface. *Quelle: www.alliedtelesyn.com (Rapier 24i Manual) PetraTreubel Seite 17 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 7 Konfiguration von Filter-Einträgen auf dem Allied Telesyn 24 7.1 7.1.1 Filter anlegen ADD IP FILTER* Syntax ADD IP FILTER=filter-number SOURCE=ipadd [SMASK=ipadd] [SPORT={port-name|port-id}] [DESTINATION=ipadd [DMASK=ipadd]] [DPORT={port-name|port-id}] [ICMPCODE={icmp-code-name|icmp-code-id}] [ICMPTYPE={icmp-type-name|icmp-type-id}] [LOG={4..1600| DUMP|HEADER|NONE}] [OPTIONS={YES|NO}] [PROTOCOL={protocol|ANY|EGP|ICMP|OSPF|TCP|UDP}] [SESSION={ANY|ESTABLISHED|START}] [SIZE=size] [ENTRY=entry-number] {ACTION={INCLUDE|EXCLUDE}| POLICY=0..15|PRIORITY=P0..P7} Filter Regeln in Layer 3 implementieren ✍ über Filter Regeln lässt sich der Traffic zwischen den VLAN‘s einschränken ✍ Filter-Regeln müssen Interfaces zugewiesen werden ✍ die Reihenfolge der Regeln ist entscheidend ✍ letzte Regel ist immer eine Regel, die jeglichen Traffic beschreibt und ihn verbietet ✍ Action = inclusion: Traffic wird erlaubt ✍ Action = exclusion: Traffic wird verboten ✍ es wird nur der incoming Traffic gefiltert Wichtige Filter Parameter: ✍ Source: IP-Adresse des Absenders ✍ SMask: Netzwerkmaske für den Absender ✍ Destination: IP-Adresse des Empfängers ✍ DMask: Netzwerkmaske für den Empfänger ✍ Action: Paket erlauben oder verbieten ✍ SPort: Absender Port ✍ DPort: Empfänger Port ✍ Entry: Position der Regel in dem Filter Filter definieren Manager > add ip filter=1 entry=1 source=192.168.2.0 smask=255.255.255.0 DESTINATION=192.168.3.0 DMask=255.255.255.0 action=include Info (105003): Operation successful. 7.1.2 Filter ändern Manager > set ip filter=1 entry=1 source=192.168.2.0 smask=255.255.255.0 DESTINATION=192.168.3.0 DMask=255.255.255.0 action=include Info (105003): Operation successful. 7.1.3 Filter löschen Manager > delete ip filter=1 entry=1 (Manager > delete ip filter=1 entry=all) Info (105003): Operation successful. PetraTreubel Seite 18 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing 7.2 7.2.1 Filter anwenden und entfernen Filter an Interface binden Manager > set ip interface=vlan2 filter=1 Interface Type IP Address Bc Fr PArp Filt RIP Met. SAMode IPSc Pri. Filt Pol.Filt Network Mask MTU VJC GRE OSPF Met. DBcast Mul. -------------------------------------------------------------------------------vlan2# Static 192.168.102.190 1 n 001 01 Pass No ----255.255.255.192 1500 --- 0000000001 No Rec -------------------------------------------------------------------------------- 7.2.2 Filter von Interface entfernen Manager > set ip interface=vlan2 filter=none Interface Type IP Address Bc Fr PArp Filt RIP Met. SAMode IPSc Pri. Filt Pol.Filt Network Mask MTU VJC GRE OSPF Met. DBcast Mul. -------------------------------------------------------------------------------vlan2# Static 192.168.102.190 1 n --- 01 Pass No ----255.255.255.192 1500 --- 0000000001 No Rec -------------------------------------------------------------------------------- 7.3 Rapier 24-Beispiel: 1. Create a filter to control the access of hosts A, B and C to the mainframe. Create filter 1 for interface ppp0 to control the access of hosts A, B and C on the remote network to the mainframe on the local network. To enable Telnet connections from host A, use the command: ENABLE IP ADD IP FILT=1 SO=192.168.2.4 SM=255.255.255.255 DEST=172.16.10.2 DM=255.255.255.255 DPORT=TELNET PROT=TCP SESS=ANY AC=INCLUDE To enable Telnet and FTP access from host B, use the commands: ADD IP FILT=1 SO=192.168.2.5 SM=255.255.255.255 DEST=172.16.10.2 DM=255.255.255.255 DP=FTPDATA PROT=TCP SESS=ESTA AC=INCL ADD IP FILT=1 SO=192.168.2.5 SM=255.255.255.255 DEST=172.16.10.2 DM=255.255.255.255 DP=FTP PROT=TCP SESS=ANY AC=INCL ADD IP FILT=1 SO=192.168.2.5 SM=255.255.255.255 DEST=172.16.10.2 DM=255.255.255.255 DP=TELNET PROT=TCP SESS=ANY AC=INCL To enable FTP access from host C, use the commands: ADD IP FILT=1 SO=192.168.2.6 SM=255.255.255.255 DEST=172.16.10.2 DM=255.255.255.255 DP=FTP PROT=TCP SESS=ESTA AC=INCL ADD IP FILT=1 SO=192.168.2.6 SM=255.255.255.255 DEST=172.16.10.2 DM=255.255.255.255 DP=FTPDATA PROT=TCP SESS=ESTA AC=INCL PetraTreubel Seite 19 Protokolle, VLAN, IP-Adressen und Routing The last entry in a filter is always an implicit entry (one which you do not have to enter) to exclude all sources, destinations and ports. It is equivalent to the command: ADD IP FILT=1 SO=0.0.0.0 SMASK=0.0.0.0 DEST=0.0.0.0. DMASK=0.0.0.0 SPORT=ALL ACT=EXCL 2. Create a filter to allow only replies from the mainframe to reach hosts A, B and C. Create filter 2 for interface eth0 to allow the replies from the mainframe to remote hosts A, B and C, but prevent other users on the local network from accessing remote hosts A, B and C: ADD IP FILT=2 SO=172.16.10.2 SM=255.255.255.255 SP=TELNET DEST=192.168.2.4 DM=255.255.255.255 PROT=TCP SESS=ESTA AC=INCL ADD IP FILT=2 SO=172.16.10.2 SM=255.255.255.255 SP=TELNET DEST=192.168.2.5 DM=255.255.255.255 PROT=TCP SESS=ESTA AC=INCL ADD IP FILT=2 SO=172.16.10.2 SM=255.255.255.255 SP=FTPDATA DEST=192.168.2.5 DM=255.255.255.255 PROT=TCP SESS=ANY AC=INCL ADD IP FILT=2 SO=172.16.10.2 SM=255.255.255.255 SP=FTP DEST=192.168.2.5 DM=255.255.255.255 PROT=TCP SESS=ESTA AC=INCL ADD IP FILT=2 SO=172.16.10.2 SM=255.255.255.255 SP=FTPDATA DEST=192.168.2.65 DM=255.255.255.255 PROT=TCP SESS=ANY AC=INCL ADD IP FILT=2 SO=172.16.10.2 SM=255.255.255.255 SP=FTP DEST=192.168.2.6 DM=255.255.255.255 PROT=TCP SESS=ESTA AC=INCL The explicit exclusion is not required. Other hosts on the local network will not be able to communicate with hosts on the remote network. 3. Add the filters to the interfaces. The filters that have been defined must be assigned to interfaces in order for them to take affect. Assign filter 1 to interface ppp0 and filter 2 to interface eth0, using the commands: CREATE PPP=0 OVER=SYN0 ADD IP INT=PPP0 IP=172.16.10.54 MASK=255.255.255.0 FILT=1 ADD IP INT=ETH0 IP=172.16.1.5 MASK=255.255.255.0 FILT=2 4. Test the Configuration The definitions of the filters can be checked with the command: SHOW IP FILTER The command: SHOW IP INTERFACE displays details of the IP interfaces defined, including the filter assigned to each interface. *Quelle: www.alliedtelesyn.com (Rapier 24i Manual) PetraTreubel Seite 20