Netzwerksegmentierung und Subnetze

Netzwerksegmentierung und Subnetze

• Ein Netzwerk wird in Subnetze unterteilt, um einen besseren Überblick zu erhalten, besonders in Firmen, wo Subnetze nach Abteilungen aufgebaut sind.
• Dies ermöglicht die Zuordnung von Rechnern zu Abteilungen.
• Es resultiert in einem Gesamtüberblick über das Netzwerk und seine Hosts, welche sich voneinander unterscheiden lassen.

Gründe für die Aufteilung in Subnetze

• Kleinere Broadcast-Domänen reduzieren den Datenverkehr, da Broadcast-Nachrichten an weniger Clients gesendet werden.
• Die Unternehmensstruktur wird im Netzwerk abgebildet.
• Jede Abteilung kann ein eigenes Subnetz erhalten.
• Netzwerke unterschiedlicher Topologie können getrennt werden.
• Trennung von Netzwerken nach Standorten, Gebäuden und Etagen.
• Netzwerke können nach Abteilungen und Bereichen getrennt werden.
• Sensitive Bereiche werden vom Hauptnetz getrennt.
• Das Netzwerk wird in logische Arbeitsgruppen unterteilt.
• Reduzierung des Verkehrsaufkommens durch Trennung des Netzwerks.

Vorteile der Aufteilung in Subnetze

• Flexibilität bei der Adressierung für Administratoren.
• Broadcast-Unterteilung verbessert die Leistung.
• Erhöhte Sicherheit des LANs.

TCP/IP-Modell: Anwendungsschicht

• Die Anwendungsschicht ist die erste Schnittstelle zum Endbenutzer im TCP/IP-Modell.
• Endbenutzer interagieren und nutzen das Netzwerk durch Anwendungen.
• Anwendungsschichtprotokolle ermöglichen die Kommunikation und den Austausch von Nachrichten mit anderen Netzwerkgeräten und Applikationen.

Anwendungsschichtprotokolle (TCP/IP-Modell)

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
• FTP (File Transfer Protocol)
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
• MPEG und GIF arbeiten ebenfalls auf der Anwendungsschicht.
• TCP und UDP arbeiten auf der Transportschicht.
• IP arbeitet auf der Internetschicht.

DNS-Serverabfrage

• Der Befehl nslookup wird zur manuellen Abfrage eines DNS-Servers verwendet, um einen Hostnamen aufzulösen.
• ipconfig /displaydns zeigt nur bereits aufgelöste DNS-Einträge an.
• tracert dient zur Prüfung des Paketleitweges und zur Auflösung von Hostnamen.
• ping testet die Erreichbarkeit einer Station und kann auch Hostnamen auflösen.

Dynamische IP-Adressierung im Heimnetzwerk

• Ein Heim-Router stellt üblicherweise die dynamische IP-Adressierung für Clients im Heimnetzwerk bereit.
• ISPs weisen normalerweise die IP-Adressen der Internet-Schnittstelle des Heim-Routers zu, nicht den Clients im Heimnetzwerk.
• In Unternehmen können dedizierte Server oder Datei-Server DHCP-Dienste bereitstellen.
• Ein DNS-Server ist für die Ermittlung der IP-Adresse einer URL zuständig, nicht für dynamische Adressierung.

DHCP in großen Netzwerken

• DHCP wird in großen Netzwerken bevorzugt, da es eine effizientere Möglichkeit zur Verwaltung von IP-Adressen darstellt als die statische Adresszuweisung.
• Bei der statischen IP-Adresszuweisung müssen Mitarbeiter manuell Adressen auf jedem Netzwerk-Host konfigurieren.

Managementfunktionen von professionellen Switches

• VLAN-Konfiguration: Ermöglicht das Segmentieren des Netzwerks unabhängig von der physischen Verkabelung.

• Portsicherheit: Beschränkt die zulässigen MAC-Adressen über die ARP-Tabelle, um unautorisiertes Anschließen von Endgeräten zu verhindern; unbenutzte Ports können deaktiviert werden.

• Spanning Tree: Sorgt dafür, dass bei mehreren Switches nur ein Pfad zum jeweiligen Endgerät existiert, um Loops zu verhindern.

• Trunking: Einzelne Ports können als Trunk konfiguriert werden, um mehrere VLANs über dasselbe physische Netzwerkkabel zu senden.

• Überwachungsfunktionen (SNMP): Ermöglichen die Überwachung des gesamten Switches (Datendurchsatz, grundlegende Funktion) sowie einzelner Ports.

Funktionen eines SOHO-Routers (Home-Routers)

• DSL-, Kabelmodem- oder Glasfaseranschluss
• DHCP-Server
• Firewall
• Router
• Switch
• WLAN-Access-Point

Netzwerkkonfiguration unter Windows

• Die Ausgabe der Netzwerkkonfiguration wird mit dem Befehl ipconfig erzeugt.

Netzwerkkonfiguration: Beispielwerte

• Rechnername: DESKTOP-5KV4UNT
• MAC-Adresse: A2-20-B9-BA-38-98
• IPv4-Adresse: 172.17.10.10
• Net-ID: 172.17.0.0
• Broadcast-Adresse: 172.17.255.255
• IP-Adresse in CIDR-Notation: /16
• Netzklasse: Klasse B

Adressformate

• MAC-Adresse: 48 Bit
• IPv6-Adresse: 128 Bit
• IPv4-Adresse: 32 Bit
• MAC-Adressen werden üblicherweise im Hexadezimalsystem notiert.

DHCP Funktionsweise

• DHCP steht für Dyamic Host Configuration Protocol.
• Der Client sendet zunächst ein DHCPDISCOVER, woraufhin der DHCP-Server mit einem DHCPOFFER antwortet.
• Der Client bestätigt mit DHCPREQUEST und der DHCP Server weist dem Client eine IP-Adresse zu.
• Die einzelnen Schritte einer DHCP-Host-Konfiguration entsprechen DORA (Discover, Offer, Request, Acknowledge).
• Die IP-Adresse des DHCP-Servers ist 10.10.255.254/16.

Router-Funktionen

• Ein Router vermittelt Datenverkehr zwischen Netzwerken.
• Er kann Datenpakete empfangen, um den Verkehr zu lenken und die Bandbreite effizient zu nutzen.
• Er dient als Schnittstelle, um Netzwerkadressen zwischen Netzwerken umzuwandeln.
• Die meisten Router sind multipath-fähig und können mehrere Verbindungen zu anderen Netzwerken gleichzeitig herstellen.
• Ein wichtiger Aspekt ist die Datenübertragungsrate, denn ein schnellerer Router kann Daten schneller übertragen und somit eine höhere Bandbreite ermöglichen.
• Die meisten Router bieten Funktionen wie Firewall-Schutz, VPN-Unterstützung und Kindersicherung.

Adressen und Aufgaben von Routern

• Router verarbeiten IP-Adressen.
• Die Hauptaufgabe von Routern ist die Weiterleitung von Datenpaketen an das nächstgelegene Gateway laut Weiterleitungstabelle.
• In der Routing-Tabelle wird als Standard-Route die Adresse 0.0.0.0/0 angegeben, wenn keine spezielle Route definiert ist.
• Router arbeiten auf dem TCP/IP-Layer 3.

IP-Konfiguration eines Hosts

• Bei der IP-Konfiguration eines Hosts muss neben der IPv4-Adresse und der Netzwerkmaske auch die Gateway-Adresse angegeben werden.

Fehlersuche: Netzwerkkonfiguration

• Mögliche Ursachen, wenn ein Kunde keine Webseiten aufrufen kann:
  • Das Standardgateway wurde nicht angegeben.
  • Es wurde kein DNS-Server konfiguriert.

100Base-T-Notation

• BASE steht für Basisbandübertragung.
• T steht für Kabel mit verdrillten Leitungspaaren.
• 100 steht für Geschwindigkeit in Mbit/s.

Gemeinsame Elemente aller Kommunikationsmethoden

• Nachrichtenquelle
• Nachrichtenziel
• Übertragungsmedium

Netzwerkregeln

• Der Begriff, der die Regeln für die Funktionsweise eines Netzwerks definiert, ist der Standard.

OSI-Modell und TCP/IP-Modell: Anwendungsschicht

• Die Sitzungs-, Darstellungs- und Anwendungsschicht des OSI-Modells bilden die Anwendungsschicht des TCP/IP-Modells.

Layer-2-PDU

• Eine Layer-2-PDU wird als Frame bezeichnet.

Private IPv4-Adressen

• 10.0.0.0/8
• 172.16.0.0/16 - 172.31.0.0/16
• 192.168.0.0/24 - 192.168.255.0/24

Begriffe im Web

• Webserver: Hosten einer Webseite
• Web-Client: Anfrage einer Webseite
• HTTPS: Sicheres Protokoll, verwendendet Port 443
• HTML: Erstellen von Webseiten
• HTTP: Protokoll, das häufig von einem Webbrowser verwendet wird.

DNS-Server

• Benutzer können www.cisco.com anstelle einer IP-Adresse eingeben, um auf den Webserver zuzugreifen.

DNS: Fehlersuche

• Wenn ein DNS-Server keinen Eintrag für eine angefragte URL findet, fragt er einen anderen DNS-Server an um festzustellen ob dort ein Eintrag vorhanden ist.

IMAP

• Der Servertyp, der IMAP verwendet, ist der E-Mail-Server.