Rechnernetze ermöglichen die Kommunikation und den Datenaustausch zwischen mehreren Rechnern. Dies geschieht durch die Verbindung von Geräten über verschiedene Medien wie Kabel oder Funk.
suhail-bais-ananou / Osi Modell
June 16, 2025 22:46
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Osi Modell
Ein umfassendes Cheat Sheet zu Rechnernetzwerken, das die Grundlagen der Vernetzung, Adressierung und Netzwerkwerkzeuge wie `ping` abdeckt. Ideal für Studierende und Netzwerkadministratoren.
Grundlagen der Rechnernetze
Vernetzung von Rechnern
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Die Vernetzung ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Ressourcen wie Drucker, Dateien und Internetverbindungen. |
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Grundlegende Konzepte umfassen Protokolle, Adressierung und Topologien. |
Adressierung in Netzwerken
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IP-Adresse: |
Eine eindeutige numerische Adresse, die jedem Gerät in einem IP-Netzwerk zugewiesen wird. Ermöglicht die Lokalisierung und Kommunikation zwischen Geräten. |
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MAC-Adresse: |
Eine eindeutige Hardware-Adresse, die jedem Netzwerkadapter fest zugewiesen ist. Dient zur Identifizierung von Geräten auf der lokalen Netzwerkebene. |
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Beispiel IP-Adresse: |
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Beispiel MAC-Adresse: |
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IP-Adressen (IPv4)
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Eine IPv4-Adresse besteht aus 4 Oktetten (Bytes), die durch Punkte getrennt sind. Jedes Oktett kann einen Wert zwischen 0 und 255 haben. Beispiel: |
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Die Anzahl möglicher IPv4-Adressen beträgt 2^32, also 4.294.967.296 Adressen. |
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IP-Adressen können statisch (fest zugewiesen) oder dynamisch (automatisch zugewiesen durch DHCP) sein. |
Der `ping`-Befehl
Funktionsweise von `ping`
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Der |
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Die Zeit, die für den Round Trip benötigt wird (RTT), wird gemessen und angezeigt. Dies gibt Aufschluss über die Netzwerklatenz. |
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Paketverluste werden ebenfalls erfasst und angezeigt, was auf Netzwerkprobleme hinweisen kann. |
Anwendung von `ping`
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Befehl: |
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Ausgabe: |
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Interpretation: |
Zeigt die IP-Adresse des Zielrechners, die Sequenznummer der ICMP-Pakete, die TTL (Time To Live) und die Antwortzeit in Millisekunden. |
Beispielhafte Nutzung
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Überprüfung der Erreichbarkeit eines Servers: |
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Testen der Netzwerkverbindung zum Router: |
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Fehlerbehebung bei Netzwerkproblemen durch Analyse der Antwortzeiten und Paketverluste. |
Netzwerktopologien und Switches
Vernetzung mehrerer Rechner
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Um mehr als zwei Rechner zu vernetzen, werden Netzwerkgeräte wie Switches oder Router verwendet. Diese Geräte ermöglichen die Weiterleitung von Datenpaketen zwischen den Rechnern. |
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Ein Switch verbindet mehrere Geräte in einem lokalen Netzwerk (LAN) und leitet Datenpakete nur an den Zielrechner weiter. |
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Ein Router verbindet verschiedene Netzwerke miteinander (z.B. LAN mit dem Internet) und leitet Datenpakete zwischen diesen Netzwerken weiter. |
Aufgaben eines Switches
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Paketweiterleitung: |
Ein Switch analysiert die Ziel-MAC-Adresse eines Datenpakets und leitet es nur an den Port weiter, an dem sich der Zielrechner befindet. |
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MAC-Adressen-Tabelle: |
Der Switch lernt die MAC-Adressen der angeschlossenen Geräte und speichert diese in einer Tabelle, um die Paketweiterleitung zu optimieren. |
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Kollisionsvermeidung: |
In modernen Switches werden Kollisionen durch den Einsatz von Full-Duplex-Verbindungen vermieden. |
Netzwerktopologien
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Die Topologie eines Netzwerks beschreibt die physische oder logische Anordnung der Geräte und Verbindungen im Netzwerk. |
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Beispiele für Netzwerktopologien sind Bus-, Stern-, Ring- und Mesh-Topologien. Jede Topologie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile bezüglich Kosten, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit. |
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Die Wahl der Topologie hängt von den spezifischen Anforderungen des Netzwerks ab. |