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TCP/IP Networking Basics - PowerPoint PPT Presentation


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TCP/IP Networking Basics. b y [SoDB]|thrawn thrawn@thedigitalbrotherhood.org. Adressen und Adressklassen Teilnetze, Subnet- und Network-Masks DNS und ARP TCP/IP und UDP/IP-Protokollstapel Aufbau von Paketen Dienste und Ports NAT. Was erwartet Euch?. Installationsanleitungen

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Presentation Transcript
tcp ip networking basics

TCP/IP NetworkingBasics

by [SoDB]|thrawn

thrawn@thedigitalbrotherhood.org

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

Was erwartet Euch?
was erwartet euch nicht
Installationsanleitungen

Informationen zur Betriebssystem-spezifischen Implementierung

Details zu auf TCP/IP basierenden Diensten

Einführung in Netzwerk-Hardware

Was erwartet euch nicht?
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

Kurze Geschichte
adressen
TCP/IP(v4)-Adresse = 32Bit-Nummer

Wird zur besseren Leserlichkeit als Dezimaladresse mit 4 durch . getrennten Oktetten (8Bit-Zahlen) dargestellt.

z.B.: 00001010 00000000 00000000 00000001= 10.0.0.1

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

Adressen
exkurs das bin rsystem
Zeichenvorrat von lediglich 2 Zeichen: 0 und 1

Jede Position repräsentiert den doppelten Wert der ihr vorhergehenden:128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1z.B. 0 1 0 0 0 0 1 0 = 66

Konversion:

Binär -> Dezimal: Addition der Positionswerte

Dezimal -> Binär:

Exkurs: das Binärsystem
adressklassen berblick
Adressklassen unterscheiden sich in der Anzahl der Oktette zur Netzwerkidentifikation:

 Anzahl Netzwerke ->  Anzahl Hosts

 Anzahl Hosts ->  Anzahl Netzwerke

Adressklassen - Überblick
netzwerkklassen zusammenfassung
Nicht erlaubt:

127.x.x.x (Loopback)

Nur aus 0en oder 1en bestehende Host- oder Netz-Ids (Broadcast) z.B. 191.255.255.255

Netzwerkklassen - Zusammenfassung
adressen f r die interne verwendung
Werden von der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) keiner Organisation zugewiesen und im Internet nicht geroutet (=ignoriert)Adressen für die interne Verwendung

10.0.0.0-10.255.255.255

172.16.0.0-172.31.255.255

192.168.0.0-192.168.255.255

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

Die Subnet-Mask
teilnetze und network mask
Zur besseren Nutzung des Adressraumes und besseren Organisation großer Netzez.B.: Class A-Netz: 16777214 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

Teilnetze und Network-Mask
dns und arp
Logische Adressierung DNS foo.org

IP-Adresse Internet 123.123.123.1

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 und ARP

DNS

ARP

protokollstapel
Protokollstapel

Anwendungsschicht

FTP

Telnet

HTTP

TCP

UDP

Transportschicht

IP

ICMP

IGMP

Internetschicht

ARP

NDIS

Netzzugangsschicht

Netzwerkkarten-Treiber

enkapsulierung
Enkapsulierung -> Abstrahierung:Jede Schicht fügt den Daten ihren header hinzu und übergibt an die nächste Schicht:Enkapsulierung

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

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

Wichtige Informationen im IP-Header
slide20

Informationen im TCP-Header

  • TCP-Quellport
  • TCP-Zielport
  • TCP-Flags:
    • URG (Urgent)
    • ACK (acknowledgement)
    • PSH (push)
    • RST (reset)
    • SYN (synchronize)
    • FIN (finish)
tcp handshake
TCP-Handshake

CLIENT

SERVER

ACK=0,SYN=1

ACK=1,SYN=1

ACK=1,SYN=0

ACK=1,SYN=0

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

Dienste und Ports
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)

NAT (=IP-Masquerading)
nat beispiel
NAT - Beispiel

Quelladresse: 152.61.72.14

Quellport: 1780

Quelladresse: 10.0.0.66

Quellport: 1985

10.0.0.1

152.61.72.14

Zieladresse: 10.0.0.66

Zielport: 1985

Zieladresse: 152.61.72.14

Zielport: 1780

166.75.19.12

10.0.0.66

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

IPv6 – kurzer Ausblick
ressourcen
Entsprechende RFCs (z.B. von www.internic.net)

Newsgroup comp.protocols.tcp-ip

Div. HOWTOs (z.B. von http://www.linuxdoc.org)

Diverse Bücher, z.B.:Hunt, Craig: TCP/IP Netzwerk-Administration (O‘Reilly) Einrichten von Internet Firewalls (O‘Reilly)

Ressourcen