7. Zwei LANs verbinden

Mehr Infos zu dem Thema auch hier und hier.

Wir haben nun verstanden, wie die Rechner innerhalb eines LANs miteinander kommunizieren können. Das Internet besteht letztlich aus vielen lokalen Netzen (= LANs), die sich zu einem globalen Netz (= Internet) zusammenschließen.

Auf dieser Seite schauen wir uns zunächst an, wie zwei nebeneinander liegende LANs verbunden werden können. Mit „nebeneinanderliegend“ ist hierbei gemeint, dass zwei LANs durch einen Router miteinander verbunden sind. Dieser Router befindet sich in beiden LANs gleichzeitig und kann zwischen diesen vermitteln.

Ein Router (deutsch: „Vermittlungsrechner“) ist ein Rechner, der mehrere LAN-Anschlüsse besitzt und somit Teil mehrerer LANs ist. Seine Aufgabe ist es, Pakete zwischen diesen LANs zu vermitteln.

Ein Endgerät besitzt im Gegensatz dazu nur einen einzigen LAN-Anschluss und ist somit nur Teil eines einzigen LANs.

Auf einem Router ist kein klassisches Betriebssystem (wie Windows oder macOS oder Linux) vorhanden, denn alles ist darauf ausgelegt, möglichst schnell Pakete an das richtige LAN weiterzuleiten. Ein Endgerät hingegen erfüllt verschiedenste Funktionen, weshalb man auf seinem Betriebssystem z.B. Web-Browser , Web-Server , Computerspiele etc. installieren kann.

Jeder LAN-Anschluss erhält eine separate Konfiguration, jeweils wie gehabt bestehend aus IP-Adresse und LAN-Präfix.

Die die Konfiguration der LAN-Anschlüsse eines Routers geschieht genau wie bei einem Endgerät. Per Tab kann der jeweilige LAN-Anschluss ausgewählt werden.

Ein IP-Paket dient dem Transport von Daten zwischen zwei Rechnern. Es besteht aus zwei Teilen.

  1. Kopfdaten (header), bestehend aus
    • IP-Adresse des Absenders
    • IP-Adresse des Empfängers
  2. Nutzdaten (payload), bestehend aus
    ...beliebigen Daten, z.B. E-Mails, Webseiten, Bilder, Video...

Der Versand eines IP-Pakets erfolgt entlang einer Route, welche eine Folge von Rechnern ist. Switches spielen dabei keine Rolle. Die Rechner in dieser Folge leiten das IP-Paket an den jeweils nächsten Hop (deutsch: „Hüpfer“) weiter, bis der Empfänger erreicht ist. Bsp.:

  • Versand eines Pakets : Die Route lautet ${\color{blue}A1} \rightarrow {\color{blue}A2}$. Es gibt einen Hop, nämlich ${\color{blue}A2}$.
  • Versand eines Pakets : Die Route lautet ${\color{blue}A1} \rightarrow {\color{green}R1} \rightarrow {\color{#FF7800}B3}$. Es gibt zwei Hops; erst ${\color{green}R1}$, dann ${\color{#FF7800}B3}$.

Bestimmung des nächsten Hop

Für eine unvollständige Route $... \rightarrow R \rightarrow ~?$ soll von Rechner „$R$“ aus der nächste Hop bestimmt werden. Es wird zwischen zwei Fällen unterschieden.

(A) Rechner $R$ und Empfänger im selben LAN

Bsp.: Rechner ${\color{blue}A1}$ soll zustellen.

Der zustellende Rechner ${\color{blue}A1}$ und der Empfänger ${\color{blue}A2}$ befinden sich im selben LAN.

Der gemeinsame LAN-Präfix lautet nämlich 192.168.0.0 / 24.

Das Paket wird lokal zugestellt, d.h. der nächste und letzte Hop lautet ${\color{blue}A2}$ und die Route wird mit ${\color{blue}A1} \rightarrow {\color{blue}A2}$ abgeschlossen.

(B) Rechner $R$ und Empfänger in verschiedenen LANs

Bsp.: Rechner ${\color{blue}A1}$ soll zustellen.

Der zustellende Rechner ${\color{blue}A1}$ und der Empfänger ${\color{#FF7800}B3}$ befinden sich nicht im selben LAN.

Die LAN-Präfixe lauten nämlich 192.168.0.0 / 24 und 20.0.0.0 / 12.

Das Paket kann nicht lokal zugestellt werden. Es gibt nun zwei Fälle.

(1) Gateway

Beim zustellenden Rechner, im Bsp. ${\color{blue}A1}$, wurde ein Gateway konfiguriert, z.B. ${\color{green}R1}$ (192.168.0.1).

Der nächste Hop lautet dann ${\color{green}R1}$. In unserem Beispiel wird die Route also mit ${\color{blue}A1} \rightarrow {\color{green}R1} \rightarrow ~?$ fortgeführt und die Bestimmung des nächsten Hop beginnt erneut.

(2) Kein Gateway

Beim zustellenden Rechner, im Bsp. ${\color{blue}A1}$, wurde kein Gateway konfiguriert.

Es gibt keinen nächsten Hop. In unserem Beispiel kann die Route also nicht abgeschlossen werden: ${\color{blue}A1} \rightarrow \times$ Es wird die Fehlermeldung „Zieladresse nicht erreichbar“ angezeigt.

Aufgaben

  1. Konstruiere das folgende Netz in Filius.

  2. Konfiguriere die Gateways auf den Rechnern, so dass die Verbindung zwischen den Rechnern erfolgreich ist.

  3. Prüfe die Verbindung, indem du einen Webserver auf dem Rechner mit der IP-Adresse 20.0.0.5 installierst, sowie einen Webbrowser auf dem Rechner mit der IP-Adresse 192.168.0.10, und du eine Webseitenabfrage startest.

  4. Installiere eine Befehlszeile auf dem Rechner mit der IP-Adresse 192.168.0.10.

  5. Führe auf der Befehlszeile den Befehl ping 20.0.0.5 aus. Ändere die Geschwindigkeit . Beschreibe, welche Auswirkung dies auf den ping-Befehl hat.

  6. Führe auf der Befehlszeile den Befehl traceroute 20.0.0.5 aus. Prüfe, dass alle Hops korrekt erfasst werden.

Damit nicht ein Router die gesamte Arbeit hat, soll ein zweiter Router zwischen zwei LANs wie folgt vermitteln:

  • Alle Pakete von links nach rechts sollen über den oberen Router laufen.
  • Alle Pakete von rechts nach links sollen über den unteren Router laufen.

Dies hat zur Folge, dass die Kommunikation „im Kreis“ abläuft.

Bilde das abgebildete Netz in Filius nach. Konfiguriere die Gateways auf allen Rechnern gemäß der oben beschriebenen Spezifikation (s.a. Pfeile). Prüfe die Verbindung, indem du einen Webserver auf dem Rechner mit der IP-Adresse 20.0.0.5 installierst, sowie einen Webbrowser auf dem Rechner mit der IP-Adresse 192.168.0.10, und du eine Webseitenabfrage startest.