Praxiskurs Netzwerkgrundlagen

Datenpakete im Netz erreichen ihr Bestimmungsziel im Grunde noch wie zu Beginn des Internets: Man benötigt Standardprotokolle, einen Mechanismus zur Adressbestimmung sowie Netzwerkkomponenten wie Router und Switches, die als Weichen fungieren.

Dieses Buch richtet sich an angehende Netzwerktechniker und Admins, die sich in die Netzwerkgrundlagen einarbeiten oder ihre Kenntnisse auffrischen möchten. Es vermittelt ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Prozeduren, das die Arbeit als Netzwerk-Admin spürbar erleichtert.

Ethernet
Computer, die in einem Netzwerk miteinander verkabelt sind, sind fast immer per Ethernet verbunden. Machen Sie sich vertraut mit den Regeln für die Kommunikation zwischen LAN-basierten Systemen und lernen Sie die Struktur und den Betrieb des Ethernet-Protocols zu verstehen.

TCP/IP
TCP/IP gilt als Sprache des Internets und kommt in fast allen modernen Kommunikationssystemen zum Einsatz. Erkunden Sie die Architektur und den Betrieb dieser beiden Protokolle und erlangen Sie ein besseres Verständnis, wie die die Übertragung von Datenpaketen von der Quelle zum Ziel funktioniert.

Address Resolution Protocol
Die Adressierung von Datenpaketen erfolgt in modernen Netzen mithilfe des Address Resolution Protocols. Erfahren Sie mehr über den Vorgang der Adressauflösung und nehmen Sie Einblick in potenzielle Sicherheitsrisiken, die damit verbunden sind.

Netzwerkausrüstung
Beschäftigen Sie sich mit Hubs, Switches, Routern, Zugangspunkten und anderen Netzwerkkomponenten, die Pakete verarbeiten, und wählen Sie auf dieser Basis das bestmögliche Gerät für die von Ihnen ins Auge gefasste Operation aus.

Subnetting und Maskierung
Host- und Router-Routing, Classful- und Classless-Adressierung, Sicherheit, QoS-Sicherung und das Gesamtdesign werden durch die Masken beeinflusst, die auf den Knoten gelten. Erfahren Sie mehr über Subnetting und andere Maskierungen, die für die Adressierung von Datenpaketen sorgen.

Bruce Hartpence arbeitet am Network, Security, and System Administration Department (NSSA) des Rochester Institute of Technology (RIT), New York. Er verbringt gleichermaßen viel Zeit mit dem Unterrichten wie mit der Durchführung von Projekten und mit dem Schreiben von Fachpublikationen.


Leseprobe:

KAPITEL 2 Ethernet (S. 27-28)

Computer, die in einem Netzwerk miteinander verkabelt sind, sind fast immer per Ethernet verbunden. Ethernet ist eine Technik, die die Regeln für die Kommunikation zwischen LAN-basierten Systemen beschreibt, und wird als Protokoll von Schicht 2 betrachtet. In diesem Kapitel diskutieren wir die Struktur und den Betrieb des Ethernet-Protokolls, die Unterschiede zwischen Ethernet Typ II und 802.3, Kabelarten und Überlegungen hinsichtlich des Einsatzes. Ein Blick auf die Historie der aktuellen Standards ist unter Umständen ein bisschen verwirrend. Die Geschichte beginnt in den 1970er- Jahren mit Bob Metcalfe, der sich ein kabelbasiertes Netzwerk vorstellte, das sich später zu Ethernet Typ II entwickelte. Kurz nachdem sich Metcalfes Ideen verbreiteten, entwickelte das IEEEStandardkomitee 802.3 Ethernet. Beide Versionen sind heute im Einsatz und werden im Laufe dieses Kapitels beschrieben. Falls Sie dann immer noch nicht genug haben, können Sie sich die folgenden Dokumente zu Gemüte führen:

• »Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks« (Metcalfe und Boggs)
• »The Ethernet: A Local Area Network Physical Layer and Data Link Layer Protocol Specifications« (DEC, Intel und Xerox)
• »802.3-1985 IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (Original 10Mb/s Standard)« (IEEE Standards Association)

Das erste Papier, das von Bob Metcalfe und David Boggs geschrieben wurde, beschreibt Ethernet als ein LAN-System mit Eigenschaften wie verteilte Kommunikation, Broadcast-Paketvermittlung (alle Knoten hören die Übertragung), Erweiterung über Repeater, verteilte Kontrolle für die Paketübertragung und kontrolliertes Verhalten bei Störungen oder Kollisionen.

Das Papier beschreibt zwar den Betrieb über koaxiale Kabel, diese Eigenschaften gelten aber auch für nicht koaxiale Ethernet-Systeme. Der 802.3-Standard beschreibt die Kommunikation in einem Netzwerk, das die Zugriffsmethode Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) verwendet (Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionserkennung). Er enthält Abschnitte für Aggregation, mehrfache Geschwindigkeiten und den Voll-/Halbduplexbetrieb. Es gibt für dieses universelle Protokoll viele Versionen, darunter 10Base5, 10Base2, 10Base-FL, 10Base-T, 100Base-T und 100Base- FX. Von diesen sind 10Base-T, 100Base-T und 1000Base-T (Gigabit) am weitesten verbreitet, und wir werden uns in diesem Kapitel auch auf sie konzentrieren. Man bezeichnet Netzwerkausrüstung manchmal als 10/100/1000 (oder 10/100), da Ethernet die Fähigkeit besitzt, mit 10, 100 oder 1000 Mbps zu laufen. Die Beliebtheit von Ethernet als LAN-Protokoll hat dazu geführt, dass die Hersteller von Personal Computern und Laptops ihre Geräte mit Ethernet- Ports und/oder zusätzlichen Slots für Ethernet-Karten ausstatten.

Denken Sie an die Modelle

Ethernet regelt die beiden untersten Schichten (die Bitübertragungsschicht und die Netzzugangsschicht) des TCP/IP-Modells. Kapitel 1 stellte RFC 1122 vor, die Knoten erfordert, die auf einem TCP/IPbasierten Netzwerk arbeiten, um das Ethernet-Kapselungsschema zu unterstützen, das in RFC 894 beschrieben wird. Die Knoten im Netzwerk müssen außerdem in der Lage sein, Frames zu empfangen, die von RFC 1042 beschrieben werden (IEEE 802.3-Frames), und können die Übertragung dieser Frames unterstützen. Heute sehen wir, dass beide Arten von Frames friedlich im Netzwerk nebeneinander existieren, aber typischerweise werden RFC 894-(Ethernet II-)Frames von Hosts generiert. Wenn ein IEEE 802.3-Frame auftaucht, stammt es fast immer von einem Netzwerkkommunikationsgerät wie einem Router, einem Switch oder einem Zugangspunkt.