TCP/IP Networking Basics

Präsentation zum Thema: "TCP/IP Networking Basics"—  Präsentation transkript:

1 TCP/IP Networking Basics
by [SoDB]|thrawn

2 Was erwartet Euch? Adressen und Adressklassen
Teilnetze, Subnet- und Network-Masks DNS und ARP TCP/IP und UDP/IP-Protokollstapel Aufbau von Paketen Dienste und Ports NAT

3 Was erwartet euch nicht?
Installationsanleitungen Informationen zur Betriebssystem-spezifischen Implementierung Details zu auf TCP/IP basierenden Diensten Einführung in Netzwerk-Hardware

4 Kurze Geschichte Entstammt der Forschung des US-Verteidigungsministerium im Bereich packet-switched networks. 1969 erstmals im Arpanet eingesetzt Entwicklung des heutigen Protokollsatzes in den frühen 80ern Aktuell verbreitete Version: IPv4

5 Adressen TCP/IP(v4)-Adresse = 32Bit-Nummer
Wird zur besseren Leserlichkeit als Dezimaladresse mit 4 durch . getrennten Oktetten (8Bit-Zahlen) dargestellt. z.B.: = IP-Adresse = Kombination von Netz-ID und Host-ID 3 Klassen: A, B und C: unterscheiden sich in der Anzahl der Oktette, die zur Netzwerkidentifikation verwendet werden

6 Exkurs: das Binärsystem
Zeichenvorrat von lediglich 2 Zeichen: 0 und 1 Jede Position repräsentiert den doppelten Wert der ihr vorhergehenden: | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 z.B = 66 Konversion: Binär -> Dezimal: Addition der Positionswerte Dezimal -> Binär:

7 Adressklassen - Überblick
Adressklassen unterscheiden sich in der Anzahl der Oktette zur Netzwerkidentifikation:  Anzahl Netzwerke ->  Anzahl Hosts  Anzahl Hosts ->  Anzahl Netzwerke Klasse Netz-ID Bits Host-ID Bits Adress-Schema A 8 24 NNN.HHH.HHH.HHH B 16 NNN.NNN.HHH.HHH C NNN.NNN.NNN.HHH

8 Netzwerkklassen - Unterscheidung
Können anhand des ersten Oktettes erkannt werden: Klasse Anfang Ende Binär Dezimal A 1 127 B 128 191 C 192 223

9 Netzwerkklassen - Zusammenfassung
von bis # Netzwerke # Hosts A 126 B 16384 65534 C 254 Nicht erlaubt: 127.x.x.x (Loopback) Nur aus 0en oder 1en bestehende Host- oder Netz-Ids (Broadcast) z.B

10 Adressen für die interne Verwendung
Werden von der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) keiner Organisation zugewiesen und im Internet nicht geroutet (=ignoriert)

11 Die Subnet-Mask Dient zur Zerlegung einer Adresse in Netz-ID und Host-ID. Es werden die Bits der Netz-ID mit 1 maskiert, die Host-ID-Bits sind auf 0 gesetzt Durch eine logische AND-Verknüpfung von Subnet-Mask und Adresse kann die Netz-ID ausgelesen werden. Wichtig für Routing: wird z.B. verwendet, um auf einfache Weise zu ermitteln, ob sich der Zielrechner im lokalen Netz befindet

12 Subnet-Mask Beispiel AND-Verknüpfung: beide 1 -> 1 ansonsten -> 0 Zerlegung einer Class C-Adresse: Resultat:

13 Standard Subnet-Masks
Klasse Standard-Subnetmask A B C

14 Teilnetze und Network-Mask
Zur besseren Nutzung des Adressraumes und besseren Organisation großer Netze z.B.: Class A-Netz: mögliche Hosts alle in einem Netzwerksegment unterzubringen theoretisch und praktisch unmöglich `-> Aufteilung in unabhängige Teilnetze Subnet-Mask wird um zusätzliche Bits erweitert um Host-ID-Bits als zusätzliche Netz-ID-Bits zu verwenden -> Network-Mask.  Anzahl Teilnetze ->  Anzahl Hosts  Anzahl Hosts >  Anzahl Teilnetze

15 Teilnetze-Beispiel 1 Class A-Netz soll in Teilnetze aufgeteilt werden:
Network-Mask: # Teilnetze # Hosts (Standard) 1 2 4 256 65534

16 DNS und ARP DNS = Domain name system:
Logische Adressierung DNS foo.org IP-Adresse Internet Physische Adressierung Ethernet 00:00:0C:07:AC:E0 DNS = Domain name system: Dient zur Namensauflösung, findet also zu jedem Domainnamen die entsprechende IP zu. ARP = Adress Resolution protocol: Ordnet IP-Adressen die entsprechende MAC-Adresse der lokalen Netzwerkkarte zu, findet also den Zielrechner im Ethernet DNS ARP

17 Netzwerkkarten-Treiber
Protokollstapel Anwendungsschicht FTP Telnet HTTP TCP UDP Transportschicht ICMP IGMP IP Internetschicht ARP NDIS Netzzugangsschicht Netzwerkkarten-Treiber

18 Enkapsulierung Enkapsulierung -> Abstrahierung: Jede Schicht fügt den Daten ihren header hinzu und übergibt an die nächste Schicht: Anwendungsschicht DATEN DATEN Transportschicht (TCP) Header DATEN DATEN Header Internetschicht (IP) Header Header DATEN DATEN Header Header Netzzugangschicht (Ethernet) Header Header Header DATEN DATEN Header Header Header

19 Wichtige Informationen im IP-Header
IP-Quelladresse IP-Zieladresse IP-Protokolltyp: Gibt den Protokolltyp an, um den es sich beim IP-Body handelt (TCP,UDP,ICMP..) IP-Optionen: z.B. Source-Routing, allerdings fast immer leer

20 Informationen im TCP-Header
TCP-Quellport TCP-Zielport TCP-Flags: URG (Urgent) ACK (acknowledgement) PSH (push) RST (reset) SYN (synchronize) FIN (finish)

21 TCP-Handshake CLIENT SERVER ACK=0,SYN=1 ACK=1,SYN=1 ACK=1,SYN=0

22 Dienste und Ports Um mehreren Applikationen den Zugriff zu ermöglichen bzw. mehrere TCP/IP-Dienste auf einem Rechner anbieten zu können Unterschiedliche Dienste auf unterschiedlichen Ports -> eingehende Pakete können einer Verbindung zugeordnet werden Paketfilter-Firewalls leiten u.a. nur Pakete an bestimmte Ports weiter

23 NAT (=IP-Masquerading)
NAT = Native Adress Translation Router verändert Daten in Paketen, um die Netzwerkadressen anzupassen Adressen auf der anderen Seite werden verborgen Häufig zur gemeinsamen Nutzung einer Internet-Verbindung verwendet (Gateway versieht Pakete der Clients mit untersch. Port-Nummern -> gemeinsame Nutzung einer IP)

24 NAT - Beispiel Quelladresse: Quellport: 1780 Quelladresse: Quellport: 1985 Zieladresse: Zielport: 1985 Zieladresse: Zielport: 1780

25 IPv6 – kurzer Ausblick 128Bit Adressraum (2128 Adressen sollten ausreichen um jeder Glühbirne auf unserem Planeten eine IP für einen embedded webserver zu verpassen ;-) Flows: virtuelle Verbindungen auf IP-Ebene Verschlüsselung u. Authentifizierung auf IP-Ebene Dynamische Konfiguration und source routing Noch stärker („next protocol-field“) geschachtelte Header PROBLEM: IPv4-Hardware nicht kompatibel, muß getunnelt werden -> Verbreitung nur langsam

26 Ressourcen Entsprechende RFCs (z.B. von www.internic.net)
Newsgroup comp.protocols.tcp-ip Div. HOWTOs (z.B. von Diverse Bücher, z.B.: Hunt, Craig: TCP/IP Netzwerk-Administration (O‘Reilly) Einrichten von Internet Firewalls (O‘Reilly)