Switch_1 24 Ports

IP_V4_V6_Rel2.ppt14.07.2007Armin Dagenbach

Seite 1UnterrichtsvorlageJosef-Durler-Schule Rastatt

Auftrag: Es ist ein Netzwerk zu konzipieren (siehe Beispiel)!Hinweis: Die Netzadresse des Gesamtnetzes lautet 172.23.0.0

Switch_1 24 Ports Switch_2 24 PortsRouter

VLAN_OB1 (4 Hosts)

VLAN_OB2 (3 Hosts)

VLAN_OB3 (8 Hosts)

VLAN_OB4 (12 Hosts)

VLAN_DBS (1 Server)

Auftragsbeschreibung:

Geben Sie für die 5 verschiedenen Bereiche jeweils die Netzadresse, „Netz-Maske“, Gatewayadresse und den Adressbereich für die Clients/Hosts an.

Jedes Teilnetz soll die Größe eine Class-C-Netzes haben!

Trunk Trunk

Hier stecken viele Begriffe im Auftrag, die nachfolgend unter dem Thema Adressierung im Netzwerk erläutert werden. Hinweis: Das Thema VLAN wird später behandelt!



Einige dieser Begriffe sind bereits relevant, wenn ich unter Windows ein Netzwerk einrichten möchte:



Adressierung im Netzwerk am Beispiel der IP-Adresse

Bei TCP/IP werden Adressen eingesetzt, die aus einer 32-bit Adresse bestehen:

10101100000101110000000111111110

- Eindeutige (physikalische) Adresse jedes Teilnehmers (MAC-Adresse)

Diese 32 Bit werden auch in 4 Oktette aufgeteilt, durch Punkte getrennt und als Dezimalzahlen dargestellt.

Dual 10101100 . 00010111 . 00000001 . 11111110

Dezimal 172 . 23 . 1 . 254

Hexa-dezimal

AC . 17 . 01 . FE

Beispiel:

Logische Adressierung am Beispiel der IP-Adressen (IPv4):

- Eindeutige, logische Adresse eines Teilnehmers, damit Datenpakete selbständig, ohne Wissen (Zutun) des Senders an den Empfänger geleitet werden können (-> IP-Adresse beim Protokoll TCP/IP).

2 Arten von Adressierung in Netzen:




Um den Anforderungen an die Auffindbarkeit der Adressen in einem Netzwerkzu genügen, muss ähnlich der postalischen Adresse

Deutschland 76437 Rastatt Richard Wagner Ring 24 Josef-Durler-Schule

eine hierarchische Beziehung zwischen den IP-Adressen aufgebaut werden.

Zusammensetzung der IP-Adresse (I von II):

Die IP-Adresse setzt sich demnach aus dem Netzteil (Netz-ID) und dem Hostteil (Host-ID) zusammen.

Dezimal 172 . 23 . 1 . 254

Beispiel: Netz-ID Host-ID

Netz-ID: Mit Hilfe der Netz-ID der IP-Adresse wird ermittelt, ob das Paket im eigenen Netzsegment zugestellt werden kann (Wegefindung). Wenn nicht wird das Paket an das Default/Standard-Gateway zur Weitervermittlung geschickt.

Host-ID: Mit Hilfe der Host-ID der IP-Adresse wird der entsprechende Host im eigenen Netzsegment bestimmt.

Regionalteil = Netz-ID Persönlicher Teil = Host-ID




Zusammensetzung der IP-Adresse (II von II):

Der Rechner oder die Kopplungskomponente kann diese Unterteilung inNetz-ID und Host-ID nicht ohne weiteres durchführen.

Dezimal 172 . 23 . 1 . 254

Dual 10101100 . 00010111 . 00000001 . 11111110

Dezimal 255 . 255 . 0 . 0

Dual 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000

Netz-Anteil

172 . 23 . 0 . 0

Host-Anteil

- . - . 1 . 254

Netz-MaskeClass-B Netz

IP-AdresseClass-B Netz

Netz-ID

Host-ID

Die Netz-ID der IP-Adresse wird deshalb über eine Netzmaske und der Bitweisen UND-Verknüpfung mit der IP-Adresse ermittelt.




Übungsaufgabe:

Welche der folgenden Adressen liegen in demselben Netz?Geben Sie jeweils die Netzadresse an?

a) IP=172.16.18.121 Netzmaske=255.255.0.0

b) IP=172.17.18.121 Netzmaske=255.255.0.0

c) IP=192.168.18.121 Netzmaske=255.255.255.0

d) IP=192.168.18.1 Netzmaske=255.255.255.0

e) IP=10.11.12.101 Netzmaske=255.255.255.192

f) IP=10.11.12.61 Netzmaske=255.255.255.192




Übungsaufgabe:

Welche der folgenden Adressen liegen in demselben Netz?Geben Sie jeweils die Netzadresse an?

a) IP=172.16.18.121 Netzmaske=255.255.0.0

b) IP=172.17.18.121 Netzmaske=255.255.0.0

c) IP=192.168.18.121 Netzmaske=255.255.255.0

d) IP=192.168.18.1 Netzmaske=255.255.255.0

e) IP=10.11.12.101 Netzmaske=255.255.255.192

f) IP=10.11.12.61 Netzmaske=255.255.255.192




Netzklassen und Netzmaske:Die Netzmaske bestimmte sich früher aus den Netzklassen: A, B und C(siehe fett markierter Bereich, entweder 8, 16 oder 24 Bit)

Netz-klasse

Erste Bits

IP-Adressbereich Anzahl der Netzbits

Maximale Anzahl von Netzen2)

Maximale Anzahl von Hosts1)

A 0 0.0.0.0 – 127.0.0.0

7 126 16777214

B 10 128.0.0.0 – 191.255.0.0

14 16382(4) 65534

C 110 192.0.0.0 – 223.255.255.0

21 2097150(2) 254

D 1110 224.0.0.0 – 239.255.255.255.255

-- Multicast

E 11110 240.0.0.0 – 255.255.255.255

-- Reserviert

Bsp: 16.24.192.810 -> 00010000.00011000.11000000.000010002

-> Klasse A-Netz




Netzklassen und Netzmaske:

1) Es kann nicht jede IP-Adresse im Netz an Hosts vergeben werden:- Die niedrigste Adresse eines Netzwerks wird als Netz-Adresse bezeichnet: -> Alle Host-Bits sind auf 0 gesetzt!- Die höchste Adresse eines Netzwerks wird als Broadcast-Adresse bezeichnet: -> Alle Host-Bits sind auf 1 gesetzt!

Bsp für eine IP-Adresse der Netzklasse A:16.24.192.810 -> 00010000.00011000.11000000.000010002

Zugehörige Netzwerkadresse:

Zugehörige Broadcastadresse:

2) Auch bei den Netz-ID´s können unter Umständen nicht alle IP-Adressen vergeben werden, d.h. es sind nicht alle Netzwerke möglich, da bestimmte Adressen für einen speziellen Anwendungszweck reserviert sind:Bsp. aus dem Klasse A-Bereich: 0.0.0.0 Standard Route in Routing Tabellen

127.0.0.0 Loopback Netzwerk

16.0.0.010 -> 00010000.00000000.00000000.000000002

16.255.255.25510 -> 00010000.11111111.11111111.111111112




Anzahl der Netze:

Oft wird, da vielfach die 1. (191.255.0.0) u. letzte Netzadresse (191.255.255.255) für besondere Verwendungszwecke reserviert ist mit 2Anzahl Netzbits -2 gerechnet.

Die Anzahl der Netze berechnet sich über die zur Verfügung stehenden Netzbits:

Beispiel für Klasse B:Erste Bits des Oktett auf 102

Adressbereich z.B. bis 191.255.0.0Verbleibende Netzbits = 14 -> 10111111.11111111.0.0214 = 16384 bzw. 16382 (siehe nachfolgender Satz)

Anzahl der Hosts:

Die Anzahl der Hosts berechnet sich ähnlich:

Beispiel für Klasse B:Anzahl der Host-Bits = 32 – Erste Bit der Adressklasse – „restliche“ NetzbitsAnzahl der Host-Bits = 32 – Anzahl der Bits der Netzmaske (Netz-ID) -> 1610

Für 191.255.0.0 gilt somit: Anzahl der Host-Bits = 32 -16 = 16216 = 65536, abzgl. dem eigentlichen Netz 191.255.0.0 (Host-Bits auf 0) und der Broadcastadresse 191.255.255.255 (Host-Bits auf 1) = 65534oder allgemein 2Anzahl Bits der Hostadresse - 2

102 = 210 1410




Übungsaufgabe:

Geben Sie bei jeder Teilaufgabe den Bereich der Hostadressen, das Standardgateway und die Broadcastadresse an.

a) IP=172.16.18.121 Netzmaske=255.255.0.0

b) IP=172.17.18.121 Netzmaske=255.255.0.0

c) IP=192.168.18.121 Netzmaske=255.255.255.0

d) IP=192.168.18.1 Netzmaske=255.255.255.0

e) IP=10.11.12.101 Netzmaske=255.255.255.192

f) IP=10.11.12.61 Netzmaske=255.255.255.192




Netzklassen und Netzmaske:Die Netzmaske bestimmte sich „früher“ aus den Netzklassen: A, B und C!

Die IP-Adressen wurden aber sehr schnell knapp, da:- 126 große, - 16384 mittlere und - 2097152 kleineNetze weltweit gesehen zu wenig sind und ein Großteil der Adressen im amerikanischen und europäischen Raum vergeben wurde.Für die Boomregionen in Asien (Japan, China und z.B. Indien) blieb nur ein relativ kleiner Bereich übrig.

Lösung:-> Einzelne Adressbereiche werden als „privat“ deklariert und in firmeninternen bzw. privaten Netzwerken eingesetzt.

-> Feinere Granulierung der Netze mit Hilfe der Netzmaske. Mittels des Bildens von Subnetzen per VLSM (Variable Length Subnetting Mask) wird seit vielen Jahren das bitvariable Classless-Interdomain-Routing (CIDR) durchgeführt, das eine flexible bitweise Zuordnen der Netzmaske erlaubt!

Adressen aus diesem Bereich sind niemand zuzuordnen.




Privater Adressbereich:Damit in privaten Netzen keine Adresskollision mit dem Internet auftritt, empfiehlt es sich in lokalen Netzen oder Intranets Adressbereiche zu nutzen, die ausschließlich für private Zwecke reserviert wurden und im Internet nicht geroutet werden.

Festgelegt wurden:Ein Class-C Netz: 10.0.0.0 mit dem Adressbereich 10.0.0.1 – 10.255.255.254

Sechzehn Class-B Netze: 172.16.0.0 – 172.31.0.0mit dem Adressbereich von z.B. 172.12.0.1 – 172.16.255.254

256 Class-C Netze: 192.168.0.0 – 192.168.255.0mit dem Adressbereich von z.B. 192.168.123.1 – 192.168.123.254

Derartige Netze benötigen für den Internetzugang eine spezielle Funktion in Routern, mit deren Hilfe eine private IP in eine öffentliche IP umgesetztwird: NAT = Network Address Translation.

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