TCP/IP (Teil 2)

Wie versprochen, beschäftigen wir uns in dieser Ausgabe intensiv mit den TCP/IP Adressen, ihrer Einteilung in Klassen und ähnlichen Dingen. Dieser Teil wird sehr allgemein gehalten und ist auch auf andere Computer - und Betriebssysteme - anwendbar.

Beim letzten Mal haben wir erfahren, daß eine TCP/IP Adresse, die "Hausnummer" unseres Computers im Internet, derzeit aus vier Byte besteht, und zur leichteren Lesbarkeit dezimal und mit einem Punkt zwischen den Bytes dargestellt wird.

Da das Internet nicht aus einem einzigen langen Kabel besteht, wird ein Teil dieser Adresse zur Adressierung des Netzes verwendet, in dem der Computer hängt, der restliche Teil zur eigentlichen Rechneradressierung. Anhand des ersten Bytes können die IP Adressen in Klassen eingeteilt werden. Je nach Klasse werden mehr Bytes zur Netzadressierung oder zur Adressierung des einzelnen Rechners in einem Netz verwendet.

Diese Klasseneinteilung sieht folgendermaßen aus:

Klasse A: 1.x.x.x - 127.x.x.x

Hier wird nur das erste Byte zur Adressierung des Netzes verwendet, es kann also maximal zwischen 127 Netzwerken unterschieden werden, dafür können in jedem dieser Netze (theoretisch) 16.777.214 Rechner hängen. Die wenigen Klasse A Netze wurden schon lange vergeben, nur einige wenige Internetpioniere sind stolzer Besitzer einer solchen Adresse.

Klasse B: 128.x.x.x - 191.x.x.x

In dieser Klasse werden die ersten beiden Bytes für die Netzadresse, die restlichen zwei für die Rechneradresse verwendet. Dadurch steigt die Anzahl der verfügbaren Netze auf 16.384 mit maximal 65.534 angeschlossenen Computern.

Klasse C: 192.x.x.x - 223.x.x.x

Durch die Verwendung der ersten drei Bytes zur Adressierung des Netzes können hier 2.097.152 Netze mit jeweils 254 Rechnern adressiert werden.

Klasse D: 224.x.x.x - 239.x.x.x

Dieser Bereich ist für die sogenannte Multicast-Adressierung vorgesehen, bei der eine Gruppe von Computern auf einmal angesprochen werden kann. Die Multicast-Adressierung wird in zukünftigen Entwicklungen eingesetzt werden und soll hier nicht weiter erörtert werden.

Die Adressen zwischen 240.x.x.x und 255.x.x.x sind reserviert und werden z.B. im neuen IP6 (oder IPNG) verwendet werden.

Die obenstehende Aufstellung hat aber noch einen kleinen Fehler. Per Definition wurden einige Adressbereiche als Sonderadressen eingestuft, die wir uns auch noch kurz ansehen möchten:

127.x.x.x

Alle Adressen die mit 127 beginnen, sind sogenannte Loopback Adressen. Sie dürfen nur für interne Tests am Rechner verwendet werden und in keinem Fall am Kabel aufscheinen. Die wichtigste Adresse hier ist 127.0.0.1, die lokale Loopbackadresse. Da jeder Rechner sich selbst über diese Adresse ansprechen kann, wird sie zum Test der Installation verwendet. Die korrekte Funktion der Netzkarte kann damit aber nicht überprüft werden!

x.x.x.255

Sind alle Bits der Netzwerkadresse auf 1 gesetzt, werden alle Rechner im jeweiligen Netzwerk angesprochen. Diese Adressen werden Broadcast-Adressen genannt.

x.x.x.0

Sind alle Bits der Netzwerkadresse auf 0 gesetzt, wird das Netzwerk selbst adressiert.

Zusätzlich zu diesen Sonderadressen wurden noch einige Adressbereiche als privat gekennzeichnet. Diese Adressen werden im Internet nicht transportiert und sollten daher für die eigenen Netze benutzt werden. Sollte so ein privates IP Netzwerk dennoch mit dem Internet verbunden werden, muß ein Verbindungsrechner mit NAT (Network Address Translation, einer Technik zur Umwandlung von privaten in offizielle IP Adressen) verwendet werden.

Folgende private IP Adressen wurden definiert:

Klasse A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 Klasse B: 172.16.0.0 - 172.31.255.255 Klasse C: 192.168.0.0 - 192.168.255.255

Durch diese frei verfügbaren Adressen ist jeder in der Lage, ein privates Netzwerk zu konfigurieren, ohne erst eine offizielle IP Adresse beantragen zu müssen.

Da es aus diversen technischen Gründen nicht möglich ist, in ein einziges Netz (=Kabel) mehrere tausend Computer zu hängen, werden in der Praxis einzelne Netzwerke noch in weitere sogenannte Subnetze unterteilt. Hier wird durch die Angabe der Subnetmask angegeben, welche Bits der IP Adresse zur Adressierung des Netzes verwendet werden, und wieviele Bits noch zur eigentlichen Rechneradressierung frei bleiben. Dabei werden alle Bits zur Netzwerkadressierung auf 1, alle Bits zur Rechneradressierung auf 0 gesetzt. Die Subnetmask für ein Klasse A Netz wäre also 255.0.0.0, für ein Netz der Klasse C z.B. 255.255.255.0.

Neben dieser offiziellen Einteilung können auch Subnetze ausserhalb der Klasseneinteilung gebildet werden. Durch die Angabe der Netmask 255.255.255.240 wird z.B. angegeben, daß die letzten 4 Bit zur Adressierung des Computers verwendet werden. Mit 4 Bits sind 16 Kombinationen möglich, durch den Wegfall der Broadcast und Netzwerkadresse können also maximal 14 Computer in diesem Netzwerk installiert werden.

Um einzelne Netzwerke miteinander verbinden zu können, werden Router benötigt. Ein Router ist ein Gerät, daß aufgrund von Routingtabellen unterscheiden kann, an welches der angeschlossenen Netzwerke ein Datenpacket weitergeschickt (geroutet) werden muß. Ein Router kann ein Computer mit mehreren Netzwerkanschlüssen (Ethernet, Seriell, ISDN) oder eine speziell dafür konstruierte Blackbox sein. Das Defaultgateway gibt dabei an, zu welchem Interface der Router die Daten schicken soll, dessen Empfänger er nicht kennt. Über eigene Routingprotokolle können die einzelnen Router untereinander Informationen austauschen, um die einzelnen Computer im Netzwerk zu finden. Dabei wird je nach Datendurchsatz eine relativ hohe Rechenleistung benötigt. Die Router der Firma CISCO, die einen Großteil der Routingaufgaben im Internet bewältigen, sind z.B. je nach Einsatzgebiet mit 680x0 oder mit MIPS RISC Prozessoren ausgestattet.

Viele dieser Informationen sind aber in der Regel nur für die Betreiber eigener Computernetze (bis hin zu Teilen des Internet) notwendig. Der Enduser, der sich nur bei seinem Internetprovider einwählt, muß sich z.B. nicht um eine IP Adresse kümmern. Das ist Aufgabe seines Internetproviders, der aber nicht einmal für jeden Kunden eine eigene IP Adresse benötigt. Durch dynamische IP Adressvergabe wird jedem Kunden nach der Anwahl eine IP Adresse aus einem Pool von Adressen zugeordnet. Legt der Kunde wieder auf, kann diese Adresse wieder dem nächsten Anrufer übergeben werden.

Schon sehr bald nach der Entstehung der ersten auf TCP/IP basierenden Computernetze erkannte man, daß es sehr umständlich ist, sich alle benötigten IP Adressen zu merken. Das menschliche Gehirn merkt sich halt z.B. www.amigascene.com viel leichter als 195.12.193.31. Daher wurde damit begonnen, eigene Listen zu führen, die jeder IP Adresse einen Rechnernamen zuordnen. Aber durch den plötzlichen Internetboom wurde auch die Wartung dieser "hosts" genannten Datei sehr aufwendig. Kaum auf allen beteiligten Computersystemen installiert, sind schon wieder neue Rechner dazugekommen und die eben eingerichtete Datei war wieder veraltet. Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, wurden die Domain Name Services (DNS) entwickelt. Dabei wird die Zuordnung der Rechnernamen zu den IP Adressen über eine weltweit verteilte Datenbank geregelt. Jeder Internetprovider betreibt einen DNS Server, der bei Bedarf Auskunft über die von ihm verwalteten IP Adressen gibt. Sollte aber eine IP Adresse angefordert werden, die nicht im eigenen Bereich liegt, wird genau geregelt, über welche anderen DNS Server der gewünschte Rechner gefunden werden kann. Diese Suche wird vom DNS des Internetproviders durchgeführt, daher muß der Endbenutzer nur den ihm am nächsten liegenden DNS Server angeben, alles andere läuft von selbst im Hintergrund ab.

Anhand des Domainnamens kann man auch eine grobe Zuordnung des besuchten Rechners machen. Endet die Domain z.B. auf .at, so ist ein Rechner in Österreich angesprochen, .org bezeichnet den Rechner einer Organisation und unter .ac.at wird sich ein Uni-Rechner in Österreich melden (academic.austria).

So, genug der grauen Theorie, im nächsten Teil geht es wieder mehr in die Praxis. Wir werden uns die wichtigsten TCP/IP Stacks am Amiga ansehen und einige Tips zur Konfiguration geben.

Dieter Sabathi ...........

Workshop Teil 1

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