Einführung in TCP/IP

TCP/IP
Ti ßi pi ai pi
Wozu braucht man TCP/IP?










Um festzustellen, ob das Moorhuhn (oder andere Programme) sicher
sind.
Um nachzusehen, ob noch `ne Coke da ist
(http://www.cse.ucsd.edu/users/bsy/coke.html)
Um nachzusehen, wie kalt der Kühlschrank ist
(http://hamjudo.com/cgi-bin/refrigerator).
Um sich in ein System einzuhacken (telnet 192.168.1.201).
Um seine Freunde zu treffen (ICQ bei www.mirabilis.com)
Um mit den gefundenen Freunden zu Telefonieren (BuddyPhone bei
www.buddyphone.com)
Um nach Aliens zu suchen (setiathome.ssl.berkeley.edu)
Um bei seinen Kumpels anzugeben, wenn man von telnet, Voice over
IP oder fqdns spricht.
Um Eisenbahn zu spielen (http://rr-vs.informatik.uni-ulm.de/rr/).
... Oder um ganz simpel im Web zu surfen oder E-Mail zu verschicken
(aber wer tut das heute schon noch?).
Etwas Statistik...

Anteil der Deutschen, die 2001 im Internet sein werden:
Ein Drittel


Anzahl der Bundesbürger, die täglich im Netz shoppen:


Stand 1/01,7/01
170 000
Datenbestand der größten Online-Datenbank der Welt:

25 Terrabyte (25 000 000 Megabyte)
Durchschnittliche online-Zeit deutscher Surfer am Wochenende:



85 Minuten
Durchschnittliche online-Zeit deutscher Surfer an Werktagen:


Zahl der Hosts mit der Endung .com:


82 Minuten
Ca. 38 Millionen
Zahl der Hosts mit der Endung .de:

Ca. 4,6 Millionen
Hosts im Internet
RFC Alarm!

RFC (Request for Comment) sind Dokumente, die alles im Internet
und TCP/IP beschreiben. Sie finden sie bei www.nic.de. Schauen Sie
z.B. unter RFC 1918 nach, um zu sehen, warum man 192.168... als
interne Adressen verwendet.
Wenn Sie jemals eine
neue Protokoll/Anwendung/Dienst
Kombination für das Internet erstellen, halten Sie sich an
die Anweiseung in RFC 1543
(das wollten Sie doch schon immer, oder?).
Eine Liste der RFCs finden Sie
auf unserem Server.
Was bekomme ich?
IP = Internet Protocol


IP ist für die Netzwerkverbindung zuständig. IP arbeitet mit Internet-Adressen.
IP kümmert sich nicht darum, ob Pakete (in der richtigen Reihenfolge oder überhaupt)
ankommen.
TCP = Transmission Control Protocol
TCP sorgt dafür, daß nichts verloren geht.
TCP enthält den Port, damit die Anwendungen wissen, wer gemeint ist.
UDP = User Datagram Protocol
UDP überträgt größere Datenmengen als TCP.
UDP arbeitet ohne jegliche Fehlerkontrolle.
Eine UDP-Verbindung nennt man connectionless (verbindungslos), da keine
TCP-Verbindung besteht.
Noch mehr...
ARP = Address Resolution Protocol

Ermittelt die Hardware-Adresse aufgrund der IP-Adresse.
RARP = Reverse Address Resolution Protocol
Ermittelt die IP-Adresse aufgrund der Hardware-Adresse
ICMP = Internet Control Message Protocol
Überträgt netzwerkspeziefische Probleme. Wird z.B. von PING
benutzt.
FTP = File Transfer Protocol
Protokoll/Programm/Dienst für die Dateiübertragung (versuchen Sie
mal ftp 192.168.1.201).
TFTP = Trivial File Transfer Protocol
Wird z.B. zum remote-booten von thin-clients benutzt (cool, oder?).
Noch mehr...

SMTP = Simple Mail Transfer Protocol

Wird zum verschicken von E-Mails benutzt.
POP3 = Postoffice Protocol
(v3) Wird zum abholen von E-Mails benutzt.
IMAP4 = Internet Message Access Protocol
(v4) Wird zum abholen von E-Mails benutzt, bietet aber mehr
Verwaltungsfunktionen.
NTP = Network Time Protocol
Wird zum Abgleichen der Zeit im Netzwerk benutzt.
DHCP = Dynamic Host Configuration Protocol
Wird zum Konfigurieren von Clients benutzt.
Immer noch mehr...
PPTP
RIP,
OSPF
LDAP
BOOTP
HTTP
SSL
IP-Adressen

Über eine IP-Adresse wird ein Computer in einem Netzwerk
eindeutig identifiziert. Die Anwendung, mit der auf diesem Computer
kommuniziert werden soll, wird über einen Port identifiziert (dazu
später mehr).
Eine IP-Adresse besteht aus 4 Bytes (0..255),
0..255
0..255
0..255
0..255
Und einer Maske (die nur für den eigenen Computer interessant ist).
0..255
0..255
0..255
0..255
Die Maske bestimmt, welche Zahlen der Adresse das Netzwerk und
welche den Computer kennzeichnen.
IP-Adressen-Klassen
Klasse
Netz
A
1..127
0..255
0..255
0..255
255
0
0
0
Host
Netz
Host
B
128..191
0..255
0..255
0..255
255
255
Netz
0
C
192..255
0..255
0..255
0..255
255
255
255
0
0
Host
Ports...


Über die sogenannten Ports werden die Anwendungen auf
einem Computer adressiert.
Folgendes Schema wurde festgelegt:

well known: 0 bis 1023
registered ports: 1024 bis 49151
dynamic and/or private ports: 49152 bis 65535

Z.B.: http 80, telnet 23, ftp 21 und tftp 69.


Mit netstat -a sehen Sie,
welche Ports auf Ihrem
Computer offen sind.
Der IP-Header...
IP-Header
Version Länge
Servicetypen
Identifikation
Lebensz. TTL
(gesamte) Paketlänge
Flags
Transport
Fragment Abstand
Kopfprüfsumme
Senderadresse
Empfängeradresse
Optionen
Padding
Datenbereich
Der TCP-Header...
TCP-Header
Quellport
Zielport
Sequenzernummer
Acknowledgenummer
Offset
Res.
Flags
Fensteranzeiger
Prioritätsanzeiger
Prüfsumme
Optionen
Padding
Datenbereich
Zusammengefasst...
Ethernet-Frame
Header
IP-Frame
Header
TCP-Frame
Header
FTP-Frame
Header
Die wichtigsten Tools...
Prüfen Sie
vorher die Kabel!
65% der Fehler liegt
in der Hardware!
•Ping
•Traceroute
•Route
•Netstat
•Arp
tracert ip-adresse
Wenn Sie der Meinung sind, dass der Fehler nicht bei Ihnen liegt, können Sie
versuchen, mit einer Traceroute den Weg eines Paketes zu verfolgen.
Achten Sie dabei auf Folgendes:
•Nimmt das Paket das richtige Default-Gateway?
•Antworten irgendwelche Router auf dem Weg zum Ziel langsam?
•Antworten irgendwelche Router garnicht (Angezeigt durch * * *)?
Mit Traceroute können Sie auch
sehen, wo ein Server steht.
route [print]
Mit route (auf manchen Systemen mit netstat -r) kann man sich die RoutingTabelle ansehen. In der Routing-Tabelle wird festgelegt, welche Ziel-Adressen
welchen Weg nehmen. Das Default-Gateway taucht hier oft als 0.0.0.0 auf.
Achten Sie dabei auf Folgendes:
•Haben Sie genau eine Default-Route?
•Bei mehreren gleichen Routen: Haben die Routen unterschiedliche Prioritäten?
Bei zwei vollständig gleichwertigen
Routen kommt Ihr Computer durcheinander!
Schichten
Protokolle
ICMP
TCP
OSPF
DNS
DHCP
BOOTP
SNMP
TFTP
Telnet
FTP
Rlogin
Für jede Schicht existieren mehrere standardisierte Protokolle;
sie sind je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung mehr
oder weniger umfangreich.
Beispiel: Die Internet-Protokoll-Familie (IP-Suite)
HTTP

SMTP

UDP
RIP
Internet-Protocol
RARP
ARP
Sicherung (LLC)
Zugriffs-Steuerung
IEEE 802.2
IEEE 802.2
Bitübertragung (physikal. Verbindung)
...