CCNA 1 Module 9 TCP/IP Protocol Suite and IP Addressing

Chapter 9 –
TCP/IP
-Protokoll und
TCP/IP-Protokoll
IP
-Adressierung
IP-Adressierung
CCNA 1 version 3.0
Wolfgang Riggert, FH Flensburg auf der Grundlage von
Rick Graziani Cabrillo College
Vorbemerkung
Die englische Originalversion finden Sie unter :
http://www.cabrillo.cc.ca.us/~rgraziani/
Der username ist cisco und das Password perlman
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Viele der Informationen ergänzen das Online-Curriculum
Die Zusatzinformation ist zur Verdeutlichung und weiteren Erklärung
der Themen eingefügt.
Die Originalversion ist um viele eigene Folien erweitert, um das
Verständnis zu fördern
Gliederung
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Einführung in das TCP/IP-Protokoll
Internetadressen
TCP/IP Referenzmodell
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Das U.S. Department of Defense
(DoD) entwarf das TCP/IP
Referenzmodell mit dem Ziel, ein
Netzwerk zu besitzen, das alle
Bedingungen kriegerischer
Auseinandersetzungen übersteht.
Einige der Schichten des TCP/IPModells entsprechen denen des
OSI-Modells
Application Layer
•
Diese Schicht fasst die Funktionen der Darstellung,
der Verschlüsselung, der Dialogkontrolle und die
Beschreibung von Anwendungsprotokollen zusammen.
Application Layer
Beispiele
Transport Layer
Diese Schicht bietet fünf Dienste:
• die Segmentierung der Anwendungsdaten
• die Einrichtung von Ende-zu-Ende-Diensten
• die Übertragung der Segmente zwischen Endstationen
• die Sicherung der Zuverlässigkeit der Übertragung
• eine Datenflusskontrolle
Transport Layer
Protokolle
Internet Layer
Der Zweck dieser Schicht besteht in der Wegewahl der Pakete durch
das Netzwerk und in der logischen Adressierung der Netzteilnehmer.
Network Access Layer
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Diese Schicht behandelt alle physischen Gesichtspunkte des
Pakettransportes
Dabei handelt es sich um LAN und WAN Spezifikationen wie Stecker
oder Schnittstellen, die analog auf den Schichten 1 und 2 des OSIModells betrachtet werden
OSI vs. TCP/IP Modell
Übereinstimmungen von
OSI und TCP/IP Modell
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Beide Modelle basieren auf Schichten
Beide besitzen einen Application Layer zur
Beschreibung unterschiedlicher Anwendungen.
Transport und Network Layer führen vergleichbare
Funktionen aus
Packet-switched und nicht circuit-switched
Technologien werden unterstellt.
Unterschiede zwischen OSI
und TCP/IP Modell
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TCP/IP führt die Darstellungs- und Sessionschicht des OSI-Modells im
Application Layer zusammen
TCP/IP verbindet die Data Link und den physikalischen Layer des OSIModells zu einer Schicht.
TCP/IP erscheint durch weniger Schichten einfacher in der
Handhabung.
TCP/IP Transport Layer unter UDP garantieren keine zuverlässige
Übertragung wie der Transport Layer des OSI-Modells unterstellt.
Internet Architektur
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Zwei Rechner unabhängig vom Standort lassen sich über gewisse
Hardware- und Software-Standards sowie Protokollspezifikationen
zuverlässig miteinander verbinden.
LANs sind nicht übe gewisse Grenzen hinaus ausweitbar und in der
Teilnehmerzahl begrenzt.
Funktion von IP
IP liefert einen globalen Zustelldienst
von Rechner zu Rechner nach dem
„Best-Effort“-Prinzip auf der Ebene
3 des OSI-Modells.
Problem : Wie wird ein Rechner global
eindeutig identifiziert ?
Lösung : eine IP-Adresse ist ein einem
Rechner weltweit eindeutig
zugewiesene Identifikation
IP Pakete
IP Adressierung
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Eine IP-Adresse ist eine 32-Bit-Sequenz
Zur besseren Lesbarkeit werden die 32 Bit in vier
Blöcke zu je 8 Bit gruppiert und durch einen Punkt
getrennt = dotted decimal-Darstellung
IP-Adressaufbau
1 Octet
1 Octet
1 Octet
1 Octet
8 Bits
8 Bits
8 Bits
8 Bits
IP-Adressschreibweise
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Eine IP-Adresse kann in
binärer und dezimaler
Schreibweise
ausgedrückt werden
Zur Unterscheidung der
vier Blöcke werden bei
dezimaler Schreibweise
Punkte benutzt
Dezimal- und BinärUmwandlung
IPv4 Adressierung:
Klassen und Anzahl
IPv4 Adressierung:
Klassenkennung
Byte 1 zur
Klassenidentifikation
Class D ist für Multicast-Gruppen reserviert. Damit
besteht keine Notwendigkeit der Unterscheidung in
Network- und Hostteil.
Class E-Adressen sind für Forschungszwecke vorgesehen
IP-Adresshierarchie
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Netzwerk-ID = Identifikation des physikalischen Netzwerkes
Host-ID
= Identifikation des Rechners am Netzwerk
Netzwerk der Firma XY
Rechner des Mitarbeiters
der Firma XY
Netzwerk- und
Hosteinteilung der
Adressklassen
Reservierte IP Adressen
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Eine IP-Adresse mit
ausschließlich Nullen im
Hostteil ist für die
Netzwerkkennung reserviert.
Eine IP-Adresse mit nur Einsen
im Hostteil dient als
Broadcastadresse
Beide Nummern dürfen nicht
vergeben werden
Öffentliche und Private
IP Adressen
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Öffentliche IP-Adressen sind weltweit eindeutig, so dass zwei Rechner
niemals die gleiche IP-Adresse besitzen.
Private Netzwerke, die keine Verbindung zum Internet besitzen, können
jedoch IP-Adressen nutzen, für die diese Einschränkung nicht gilt.
RFC 1918 reserviert für jede Klasse IP-Adressblöcke zur privaten
Nutzung
Zur Umwandlung von privaten in öffentliche IP-Adressen muss das
Network Address Translation (NAT) genutzt werden
Subnetzbildung
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Um eine feinere Strukturierung der Netze zu ermöglichen, kann
der Netzadministrator Bits vom Hostteil zur Bildung von
Unterstrukturen verwenden
IPv4 versus IPv6
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IP Version 6 (IPv6) ist
standardisiert
IPv6 nutzt 128 Bit anstelle
von 32 Bit zur Adressbildung
IPv6 verwendet zur
Darstellung die hexadezimale
Schreibweise.
IPv4
Adresszuweisung
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Statische Adressierung
– Jedes individuelle Device muss mit einer IPAdresse konfiguriert werden
Dynamische Adressierung
– Reverse Address Resolution Protocol (RARP)
– Bootstrap Protocol (BOOTP)
– Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
Statische Zuweisung
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Adresseingabe unter Windows
BOOTP IP
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Das Bootstrap Protocol (BOOTP) arbeitet in einer Client-/ServerUmgebung und verwendet lediglich ein Paket, um IP-Informationen
auszutauschen
BOOTP Pakete enthalten die IP-Adresse, die Adresse des Routers,
Die Serveradresse und Herstellerangaben
Dynamic Host Configuration
Protocol
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Erlaubt die Zuweisung einer IP-Adresse aus einem zuvor
definierten Adresspool.
Zur Zuweisung stellt der Rechner Kontakt zu einem DHCP-Server
her und fordert dynamisch eine Adresse an.
Address Resolution
Protocol (ARP)
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Jede Station verwaltet eine gesonderte
ARP-Tabelle
Eine Station, die zu einer IP-Adresse die
zugehörige MAC-Adresse sucht, versendet
eine Broadcast
Erkennt eine lokale Station seine IPAdresse, antwortet sie mit der gesuchten
MAC-Adresse.
Wendet die Anfrage sich an ein anderes
IP-Netz, führt der Router ein proxy ARP
aus.
Dazu sendet der Router als Antwort die
MAC-Adresse seines Interfaces an dem er
die Anfrage des Rechners erhalten hat.
ARP-Probleme
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Im TCP/IP Kommunikationsablauf muss das IP-Paket sowohl die MAC- als
auch die IP-Adresse tragen
Dazu bedarf es einer automatischen Abbildungen einer IP-Adresse auf
eine MAC-Adresse und umgekehrt
In der TCP/IP-Umgebung dienen dazu ARP und RARP
TCP/IP nutzt mit Proxy ARP eine ARP-Variation, das die MAC-Adresse
eines Zwischenknotens liefert, um die Kommunikation mit Stationen
außerhalb des lokalen Netzes zu gestatten
Reverse Address Resolution
Protocol (RARP)
MAC HEADER
IP HEADER
RARP REQUEST MESSAGE
Destination
FF-FF-FF-FF-FF-FF
Source
FE:ED:FD:23:44:EF
Destination
255.255.255.255
Source
????????
What is my IP address?