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Grundlagen Computernetze
Prof. Jürgen Plate |
Praktische Übungen Kommunikationsnetze
Vorbereitung
Informieren Sie sich über den Namen Ihres Rechners. Die Praktikumsrechner
haben folgende Namen:
Merkur Venus Erde Mars
Jupiter Saturn Uranus Neptun
Pluto Ceres Eris
(wobei die letzten drei zu den sogenannten Zwergplaneten gehören).
Ausserdem spielt der Server blackhole bei einigen
Aufgaben eine Rolle.
Die Domain für alle Rechner ist da.private.fhm.edu.
Dabei steht "da" für den Standort Dachauerstr. und "private"
bedeutet, daß der Rechner im privaten (von aussen nicht
erreichbaren) Netz steht.
Das Einloggen erfolgt in der grafischen Benutzeroberfläche GNOME
mit dem XDM. Über Ihre Benutzeraccounts werden Sie im Praktikum
informiert. Für einige Aufgaben ist die Root-Berechtigung notwendig.
Der Wechsel in die Rolle des Superusers erfolgt mit dem Kommando
sudo. Um eine Root-Shell zu erlangen, geben Sie demnach
sudo bash ein. Der Login af anderen Rechnern erfolgt mittels
der Secure Shell (ssh <user>@<rechner>) und
zum Kopieren wird Secure Copy (scp) verwendet.
Das Abmelden erfolgt bei GNOME über das Menü Aktionen
am oberen Bildschirmrand: Aktionen --> Abmelden. Das Herunterfahren
des Rechners erfolgt mit dem Button rechts am oberen Bildschirmrand.
Einstieg
Es beginnt mit einer Demonstation eines managebaren Switches über
Webinterface. Neben einfachen Managementfunktionen werden auch virtuelle
LANs eingerichtet (Hintergrundinfo siehe Skript).
Switch/Bridge
Gegeben folgendes Netzwerk mit zwei selbstlernenden Bridges.
Die folgende Tabelle gibt an, in welcher Reihenfolge die Datenpakete im
Netzwerk versendet werden. Markieren Sie in den Spalten "Bridgex
Porty" mit einem "X", ob das entsprechende Paket über den Port
ausgegeben wird.
| Sender | Empfänger | Bridge 1
Port 1 | Bridge 1
Port 2 |
Bridge 1
Port 3 | Bridge 2
Port 1 | Bridge 2
Port 2 |
|---|
| A | B | | | | | |
| C | B | | | | | |
| E | A | | | | | |
| F | D | | | | | |
| D | C | | | | | |
| B | E | | | | | |
| D | B | | | | | |
| F | A | | | | | |
Internet
Die folgende Übung dient dazu, einige Möglichkeiten der Internet-Dienste
kennenzulernen. Es gibt verschiedene Angebote für die Informationsrecherche,
die aber alle per WWW-Browser erreichbar sind. Informationen kann man finden in
- Nameservern (Suche nach Domainnamen)
- News-Archiven (Suche nach News-Artikeln)
- WWW-Suchmaschinen (Suche nach WWW-Anbietern oder -Inhalten)
Letzteres sollte jedem geläufig sein, daher beschränkt sich die
Aufgabe auf die ersten beiden Quellen.
Domainsuche/Whois
- Finden Sie heraus, wem die vier zweibuchstabigen Domains innerhalb von
".de" gehören (bb,db,hq,ix) und ob die Einträge noch verwendet werden.
- Die Firmenleitung der Bayerischen Maschinenwerke meint es ernst
und will eine Domain beantragen. Der Name 'Bayerische Maschinenwerke' erscheint
aber zu lang. Überlegen Sie sich einen kurzen Domainnamen (4 Zeichen oder mehr)
und Informieren Sie sich bei www.nic.de, ob eine Domain dieses Namens
schon existiert.
- Informieren Sie sich über die Domain netzmafia.de und
stellen Sie fest, wer administrativ und technisch dafür zuständig ist.
- Wer verwaltet die Post der Domäne "netzmafia.de"? Wenn dieser
Server ausfällt, wer übernimmt dann den Postempfang?
(Benutzen Sie den Befehl "host".)
Suche in News-Archiven
Mit Hilfe des Servers www.google.de, Menü Groups kann man
News-Artikel per WWW recherchieren. Suchen Sie nach Hinweisen
auf die FAQ zur Programmiersprache C (C programming Frequently Asked Questions
(FAQ list pointer)). Versuchen Sie möglichst viele Verweise zu Informationen
zur C-Programmierung zu finden.
Netzplanung
Wiederholen Sie die Abschnitte "Netzverkabelung" und "Netzplanung" im Kapitel 9 des
Skripts (Twisted-Pair-Verkabelung, www.netzmafia.de/skripten/netze/twisted.html)
durch und bearbeiten Sie danach die folgende Aufgabenstellung. Eine Bearbeitung
in Kleingruppen (max. drei Personen) ist erwünscht.
Berücksichtigen Sie dabei die Tatsache, dass es nicht die eine, ultimative
Lösung gibt, sondern mehrere gleichwertige richtige Lösungen. Beachten Sie
auch Kosten-, Geschwindigkeits- und Sicherheitsaspekte (z. B. die Frage:
"Switch oder Hub?") und die Eventualität einer späteren Erweiterung.
Aufgabenstellung
Ein Bürogebäude mit 4 Stockwerken (siehe unten) und einer Grundfläche
von etwa 25 x 10 Metern soll komplett neu vernetzt werden. Planen Sie das Netzwerk
unter Verwendung von Hubs und Switches so, dass
- der Verkabelungsaufwand möglichst gering ist,
- die Abteilungen möglichst unabhängig voneinander sind und
- die Server für alle gleich schnell angebunden sind.
| 3. Stock: | 2 Chefbüros (Büro + Vorzimmer, je 1 PC),
Personalabteilung (2 PCs), Controlling (4 PCs) |
| 2. Stock: | Software-Entwicklung (4 Büros, je 4 PCs) |
| 1. Stock: | Vertrieb und Buchhaltung (4 Büros, je 3 PCs) |
| EG: | Empfang (1 PC), Konferenzraum (1 PC),
Serverraum (4 Server) |
- Skizzieren Sie einen Übersichtsplan des Netzes und kommentieren Sie ihn.
- Stellen Sie eine Liste der benötigten Netzwerkkomponenten, Kabel usw.
auf (Längen dürfen großzügig geschätzt werden).
- Informieren Sie sich über die Preise der benötigten Materialien
(z. B. bei Transtec oder
Lindy) und erstellen Sie eine Kostenschätzung
sowie eine Einkaufsempfehlung.
Routing
Gegeben ist das abgebildete Netz, das aus den vier Teilnetzen 10.1.10.0, 10.1.20.0,
10.1.30.0 und 10.1.40.0 besteht. Die IP-Adressen der einzelnen Router-Interfaces
sind ebenfalls eingetragen.
Beispiel: Routing-Tabelle des Rechners 10.1.10.1 (ganz links)
Destination Gateway Netmask Iface Bemerkung
10.1.10.1 0.0.0.0 255.255.255.0 eth0 Rechner-IP
127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 lo Loopback
0.0.0.0 10.1.10.254 0.0.0.0 eth0 Default-Gateway
Beispiel: Routing-Tabelle des Routers 1
Destination Gateway Netmask Iface Bemerkung
10.1.10.0 0.0.0.0 255.255.255.0 eth0 Netz an eth0
127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 lo Loopback
10.1.20.0 0.0.0.0 255.255.255.0 eth1 Netz an eth1
0.0.0.0 10.1.20.253 0.0.0.0 eth1 Default-Gateway
Ergänzen Sie die Routing-Tabellen für die Router 2 und 3
sowie für die Rechner 10.1.30.3 und 10.1.40.15.
TCP und höhere Protokolle
Schreiben Sie sich selbst mittels des Protokolls SMTP eine E-Mail und
holen Sie diese E-Mail mit dem Protokoll POP3 wieder ab.
- Versenden Sie per Telnet (Port 25) eine E-Mail an sich selbst.
Verwenden Sie hierzu den Mail-Server des Labors, blackhole
als Zielsystem.
Verwenden Sie dazu das SMTP-Protokoll (RFC 2821) sowie als
Format für die E-Mail den RFC 2822.
Kommando: telnet blackhole smtp.
- Holen Sie sich anschließend Ihre E-Mail wieder vom i
Mail-Server mittels
Telnet und verwenden Sie hierfür das POP3-Protokoll (RFC 1939).
Kommando: telnet blackhole pop3.
Netzwerk-Einrichtung
Vorbemerkung: Warum machen wir das unter Linux und nicht mit Windows? Weil man bei
Linux mit den paar unten angegebenen Kommandos ganz genau sehen kann, was bei den
einzelnen Schritten geschieht. Bei Windows würden Sie nur ein wenig
rumklicken und die meiste Zeit damit verbringen, zu warten, bis der Rechner
wieder gebootet hat.
Die Praktikums-Rechner sind für Adressen aus dem privaten A-Sub-Netz
10.27.210.x konfiguriert. Sie sollen nun für das Praktikum die Rechner so
umkonfigurieren, daß diese Rechner in einem privaten Netz mit Adressen aus
dem Bereich 172.20.20.x liegen. Das Ganze soll nur temporär erfolgen;
beim nächsten Restart des Rechners soll alles wieder so sein wie vorher.
- Planen Sie erst das gesamte Netzwerk (Vergabe der Adressen) gemeinsam. Sie
können als Anhaltspunkt die aktuelle Zuordnung der Datei /etc/hosts
verwenden:
# die Planeten im Labor
10.27.210.17 merkur.da.private.fhm.edu merkur
10.27.210.18 venus.da.private.fhm.edu venus
10.27.210.19 erde.da.private.fhm.edu erde
10.27.210.20 mars.da.private.fhm.edu mars
10.27.210.21 jupiter.da.private.fhm.edu jupiter
10.27.210.22 saturn.da.private.fhm.edu saturn
10.27.210.23 uranus.da.private.fhm.edu uranus
10.27.210.24 neptun.da.private.fhm.edu neptun
10.27.210.25 pluto.da.private.fhm.edu pluto
10.27.210.26 ceres.da.private.fhm.edu ceres
10.27.210.27 eris.da.private.fhm.edu eris
- Sehen Sie sich auch die aktuelle Konfiguration mit den Programmen ifconfig,
route und netstat an und beschreiben Sie diese.
- Testen Sie die Verbindung zwischen den Rechnern mit dem Programm ping.
- Löschen Sie die aktuelle IP-Zuordnung mit ifconfig und route.
Beobachten Sie das Verhalten, wenn Sie unterschiedliche Rechner vom Netz nehmen.
Welche Fehler- bzw. Statusmeldungen liefert Ihnen ping?
- Testen Sie nochmals die Verbindung zwischen den Rechnern. Nun darf keine
Verbindung mehr zustande kommen.
- Richten Sie nun mittels ifconfig die neue IP-Adresse und mittels
route das neue Netz ein. Protokollieren Sie alle Kommandoeingaben in
einer Textdatei. Diese Datei soll dann später als Shell-Script für die
automatische Umkonfigurierung verwendet werden können.
- Testen Sie nun die Verbindung zwischen allen Rechnern. Stellen Sie mit
Hilfe des Kommandos arp die Zuordnung zwischen IP-Nummer und MAC-Adresse fest.
- Leider sind die Rechner bisher nur über die numerische Adresse erreichbar.
Erweitern Sie die Datei /etc/hosts um eine Zuordnung zwischen IP-Adresse
und Namen zu erreichen. Nehmen Sie die ursprünglichen Namen und hängen Sie
einfach eine "1" an (doc wid also zu doc1).
- Tragen Sie nun mittels des route-Kommandos den Rechner blackhole
(172.20.20.254) als Default-Gateway ein. Versuchen Sie den Rechner
www.ee.hm.edu anzupingen und testen Sie danach den Zugang zum Internet.
- Verwenden Sie das traceroute-Kommando, um den Weg zu einem
entfernten Rechner im Internet anzuzeigen. Der Rechner blackhole
taucht nun als erster Router auf.