Referenten: Fachinformatiker Timo Baumeister Dipl.-Ing. Norbert Voß Voß & Baumeister GbR Referenten: Fachinformatiker Timo Baumeister Dipl.-Ing. Norbert Voß

1. Tag: Netzwerke

Netzwerke

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Inhalte Topologien / Verkabelungen und Kabelarten Geschwindigkeiten im Netzwerk Netzwerkgeräte Protokolle Adressierungen Probleme bei der Einrichtung Topologien / Verkabelungen und Kabelarten Geschwindigkeiten im Netzwerk Netzwerkgeräte Protokolle Adressierungen Probleme bei der Einrichtung

Bus-Topologie Stern-Topologie Topologien Eine Topologie beschreibt den physikalischen Aufbau des Netzes, d.h. wie die einzelnen Netzwerkkomponenten miteinander verbunden sind oder, einfacher ausgedrückt, in welcher Form die Kabel verlegt werden. Bus-Topologie Stern-Topologie

Bus-Topologie Die Bus-Topologie ist gekennzeichnet durch ein einzelnes, zentrales Koaxial-Kabel. (BNC) Alle Geräte werden an diesen Bus angeschlossen. Alle Geräte teilen sich dieses einzelne Medium. Das Signal breitet sich in beide Richtungen aus. Beschränkte Länge des Busses (Kabel). ( 185m ) Abschlußwiderstände an den Enden zur Terminierung notwendig.(50 Ω)

(nicht mehr Stand der Technik) Bus-Topologie (nicht mehr Stand der Technik) Vorteile: Relativ niedrige Kosten, da die geringsten Kabelmengen gebraucht werden. Schneller und unkomplizierter Aufbau Nachteile: Eine Störung des Übertragungsmediums an einer einzigen Stelle im Bus (defektes Kabel, lockerer Stecker, defekte Netzwerkkarte) blockiert den gesamten Netzstrang. Die Suche nach der Fehlerquelle ist dann oft sehr aufwendig. Hoher Datenverkehr, da eine Station eine Nachricht an alle Stationen sendet. Alle Daten werden über ein Kabel (einen Leiter) übertragen.

Bus-Topologie 50 W Abschlußwiderstand mindest-Länge: 0.5m R = 50W 50 W Abschlußwiderstand BNC-Stecker Koaxialkabel T-Stück mindest-Länge: 0.5m Max.-Länge: 185 m

Koaxial-Kabel bei der Bus-Topologie

Stern-Topologie Switch Bei der Stern-Topologie wird jede einzelne Station über ein eigenes Kabel mit einem zentralen Verteiler verbunden. Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen dem Switch (Hub) und jedem angeschlossenen Gerät.

Stern-Topologie (Stand der Technik) Vorteile: Nachteile: Der Ausfall einer Station oder eines Kabels hat keine Auswirkung auf das restliche Netz. Bei entsprechender Funktionalität der Sternverteiler müssen sich die einzelnen Rechner für die Datenübertragung kein Kabel teilen. (Switch: Ja, Hub: Nein) Weitere Stationen und/oder Verteiler können problemlos hinzugefügt werden. Nachteile: Große Kabelmenge. Bei Ausfall des Sternverteilers ist kein Netzverkehr mehr möglich.

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Twisted-Pair Kabel Twisted-Pair ist ein achtadriges, paarweise verdrilltes Kupferkabel, bei dem zwischen Sender und Empfänger für jede Übertragungsrichtung zwei Kupferadern genutzt werden.

CrossOver-Kabel Will man 2 Computer direkt ohne Switch mit einem TP-Kabel verbinden, braucht man ein CrossOver-Kabel

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Geschwindigkeiten Bei Angaben zu Übertragungsgeschwindigkeiten werden die Werte in Bit und nicht in Byte pro Sekunde angegeben! Schreibweisen: bps = bit pro Sekunde (bit per second) auch bit/s Mbps = MegaBit pro Sekunde auch Mbit/s

Geschwindigkeiten Die Geschwindigkeiten der Datenübertragung hängen u.a. von verschiedenen Komponenten ab: Topologie (Bus/Stern) Kabelarten (BNC/Twisted Pair) Aktiven Komponenten (Switch/Hub) Netzwerkkarten

Geschwindigkeiten Gegenüberstellung BNC und Twisted Pair: BNC: 10 Mbit/s TP: 10 Mbit/s 100 Mbit/s 1000 Mbit/s Zum Vergleich: 56.6er Modem 0,056 Mbit/s ISDN 0,064 Mbit/s (A)-DSL 0,768 Mbit/s DWDM-LWL Backbone Verbindungen 7000000 Mbit/s (mehr als 100 Mio. Telefonate gleichzeitig) (Laborbedingungen)

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Geräte Die wichtigsten Geräte in der Netzwerktechnik sind: Hub Switch Netzwerkkarte (keine Billigkarten!) (Kabel)

Hub Ein Hub wird auch als Multiportrepeater bezeichnet. Er besitzt keine eigene Intelligenz und ist somit auch nicht in der Lage zu entscheiden, welches Paket an welchen Port geschickt werden muss. Deswegen wird ein Paket, das an einem Port ankommt, an alle Ports weitergeschickt. Hub A C B E D F

Hub Nachteile: Starke Belastung auf der Backplane, da alle Pakete an alle geschickt werden müssen => langsam bei Volllast Keine Abhörsicherheit Schlecht konfigurierbar Es dürfen bei 100BaseTX nicht mehr als 2 Hubs hintereinander geschaltet werden (Kollisionsdomäne)

Switch Ein Switch ist in der Lage in ein Paket reinzuschauen und den Empfänger zu ermitteln. Dadurch „weiss“ der Switch, zu welchem Port das Paket weitergeleitet werden muss. Switch A C B E D F

Switch Vorteile: Die Gesamtbandbreite ist wesentlich höher Volle 100Mbit/s auf allen Ports Abhörsicherheit wesentlich besser Meist weitaus bessere Konfigurationsmöglichkeiten

Netzwerkkarte (NIC) Die Netzwerkkarte oder auch Network Interface Card ist die Komponente im PC, an die das Netzwerk angeschlossen wird. Es gibt sie in diversen verschiedenen Ausführungen, abhängig vom Netzwerktyp, Übertragungsmedium und der Geschwindigkeit. Unterschiede zwischen billigen und teuren Netzwerkkarten machen sich vor allem dadurch bemerkbar, dass bei starker Last der Hauptprozessor des PC nicht beansprucht wird und das Betriebssystem nicht „hängt“.

Netzwerkkarten (BNC/TP) RJ-45-, AUI- und BNC-Anschluß (Combo-Karte für 10Base2 und 10BaseT) RJ-45-Anschluß (für 10BaseT oder 100BaseTX)

Netzwerkkarten (LWL) LWL-Anschluß für ST-Stecker (für 10BaseFL und 100BaseFX) LWL-Anschluß für SC-Stecker (für 10BaseFL und 100BaseFX)

Wireless LAN (WLAN) Statt der bislang beschrieben Kabel als Übertragungsmedium gibt es auch die Möglichkeit, Daten per Funk zu übertragen. Man spricht hierbei vom „Wireless LAN“, also vom „Kabellosen Lokalen Netzwerk“.

Wireless LAN (WLAN) Vorteile: Nachteile: Niedrige Kosten, da so gut wie keine Kabel gebraucht und verlegt werden müssen. Schneller und unkomplizierter Aufbau Laptops sind portabel und trotzdem vernetzt. Wesentlich einfacheres Hinzufügen einer neuen Station Nachteile: Innerhalb von Gebäuden geringere Reichweiten als Kabel (30m Radius; vom Gebäude abhängig !!!; oftmals geringere Reichweite) Schlechtere Abhörsicherheit (größerer Sicherheitsaufwand) Geschwindigkeit liegt bei 11 Mbit/s (22 Mbit/s), die von allen Stationen geteilt wird. Im Vergleich zu Netzwerkkarten sind WLAN-Karten noch deutlich teurer.

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Protokolle In einem Netzwerk gibt es die unterschiedlichsten Dienste. Jeder Dienst spricht seine eigene „Sprache“ und wird Protokoll genannt. Einige bekannte Protokolle sind: tcp/ip u.a. Adressierung und Flusskontrolle http Webseiten smtp Mail ftp File Transfer ...

Protokoll-Suite

TCP/IP TCP/IP = Transmission Control Protocol/Internet Protocol Bestehend aus dutzenden Unterprotokollen Sichert die fehlerfreie Übertragung Beinhaltet Routinginformationen (Adressen)

TCP/IP Um einen gesicherten Transport der Datenpakete zu ermöglichen, stehen folgende Leistungsmerkmale zur Verfügung: Verbindungsaufbau Bestätigung von Nachrichten Reihenfolgegewährleistung Zeitüberwachung Flusskontrolle Verbindungsabbau

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IP-Adressen Beispiel für eine IP-Adresse: 192.168.100.15 IP steht für Internet Protocol. Menschen kommunizieren über Namen. Rechner kommunizieren mit anderen Rechnern in entfernten Netzen über IP-Adressen. Läßt sich mit einer Postanschrift vergleichen: Ort  Straße  Gebäude  Hausnummer Besteht in der gebräuchlichen Schreibweise aus 4 Zahlenblöcken mit Zahlen von jeweils 0 bis 255. 0 und 255 im letzten Block dürfen nicht verwendet werden. Eine eindeutige IP darf nur einmal in einem zusammenhängenden IP-Netz vergeben werden.

Private IP Adressen Was sind private IP-Adressen und wie kann man sie erkennen ? Private IP-Adressen werden im Gegensatz zu öffentliche IP-Adressen von der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) keiner Organisation zugewiesen. Damit können sie von allen Organisationen für den internen Gebrauch verwendet werden. Voraussetzung dafür ist allerdings, daß diese Adressen weltweit nicht geroutet werden. Damit sind alle Rechner, die eine private IP-Adresse haben nur innerhalb der eigenen Organisation ansprechbar. Die von der IANA dafür vorgesehenen Bereiche sind: Maximale Anzahl Stationen: IP-Bereich: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 172.16.0.0 - 172.31.255.255 192.168.0.0 - 192.168.255.255 16.777.216 65.536 256

Subnetze Mit Hilfe von Netzmasken können Rechner zu logischen Gruppen zusammengefaßt werden. Logische Gruppen sind notwendig, um Netze miteinander verbinden oder auch trennen zu können. Die Netzmaske zeigt, welcher Teil der IP-Adresse das Netz und welcher Teil den Host definiert. Der Wert 255 zeigt an, daß dieser Teil der IP-Adresse zur Netzadresse gehört. Der Wert 0 zeigt an, daß dieser Teil der IP-Adresse zur Hostadresse gehört. Beispiel für eine Netzmaske: 255.255.255.0

Subnetze Bei der Beispiel-IP-Adresse 192.168.100.1 mit der Netzmaske 255.255.255.0 definieren die ersten drei Blöcke das Netz und der letzte Block den Hostbereich. Die Netzadresse ist die Adresse des kompletten Netzes. Es handelt sich in dem Beispiel also um die Summe aller Rechner, deren IP-Adresse mit 192.168.100.x anfängt. 192.168.100.1 255.255.255.0 Netzadresse: 192.168.100.0 Netz Host

Subnetze

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Typische Probleme im Netzwerk Fehlerdiagnose Hardwaredefekte Fehler in der Installation Fehler in der Konfiguration (Netzwerkeinstellungen)

Fehlerdiagnose „Pingen“ eines anderen PC „ping localhost“ „ping 127.0.0.1“ (Testen der TCP/IP-Bindung des lokalen PC)

IP-Konfiguration Start / Ausführen / „command“ / „ipconfig“

Hardwaredefekte Hat die Netzwerkkarte einen „Link“? (Brennt die grüne Diode an der Karte nach dem Einstecken des Netzwerkkabels) Leuchten/Flackern die Dioden am Hub/Switch? Zeigt das Kabel deutliche Quetsch- oder Rißspuren? Sind Knoten oder starke Biegungen im Kabel? Sind alle Anschlüsse fest eingesteckt?

Fehler in der Installation Im BNC-Netz: Enden terminiert? (50 Ω Abschluss-Widerstand) Y-Bildung statt Strang (T-Stück vom Rechneranschluß verlängert)? Überlänge ( Länge > 185m )? EAD Kabel nicht doppelt gezählt? Wackelkontakt an Steckern?

Fehler in der Installation Im Twisted Pair-Netz: Richtiges Kabel? ( Cat 5 ) Cross-Kabel statt Patchkabel oder umgekehrt? 2 Hubs mit Patchkabel verbunden? ISDN Kabel statt Patchkabel? ( auch RJ-45 Stecker ) Kabelbelegung in der Dose falsch? ( WireMap ) (Techniker!) 10 Mbit und 100 Mbit Komponenten gleichzeitig an einem Hub angeschlossen, der nur eine Geschwindigkeit kann? Gesamtlänge überschritten? ( 100m )

Fehler in der Konfiguration TCP/IP installiert? Alle IP‘s im selben IP-Bereich und im selben Subnetz? Datei- und Druckerfreigabe installiert? Keine identischen IP‘s vergeben!

Beispiel-Netzwerk 1

Beispiel-Netzwerk 2

Beispiel-Netzwerk 3

Ende Fragen Sie uns jetzt ! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit