275 lines
13 KiB
TeX
275 lines
13 KiB
TeX
% <#>-----------------------------------------------------------------------<#>
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\section{Netzwerk}%
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\label{sec:network}
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% #>------------------------------------------------------------------------<#
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\subsection{Netzwerkkonfiguration}%
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\label{sec:netzwerk.konfiguration}
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Bei der Installation des Basis-Systems (Fedora Server Edition) wird das Paket
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\textbf{network-manager} installiert. Dieses Paket ist für die einfache und
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weitgehend automatische Netzwerk-Konfiguration auf Endbenutzer-Systemen
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entwickelt worden. Daher ist es auf Serversystemen, bei denen eine statische
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Adressvergabe oder es zu komplexen Netzwerkstrukturen kommen kann,
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kontraproduktiv.
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Aufgabe 1a:} Stellen Sie mit dem Befehl \textit{yum list
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installed} fest, ob das Paket mit dem Namensbestandteil
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\textbf{network-manager} installiert ist.
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\item \textbf{Aufgabe 1b:} Falls Sie hierbei fündig geworden sind, stoppen und
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deaktivieren Sie den Dienst \textit{NetworkManager} per \textit{systemctl} und
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\dots
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\item \textbf{Aufgabe 1c:} überprüfen Sie mithilfe von \textit{systemctl}, ob
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der Dienst \textit{NetworkManager} gestoppt und deaktiviert ist.
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\end{itemize}
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Nachdem Sie den Dienst \textit{NetworkManager} entfernt haben, stellen Sie
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mithilfe von \textit{systemd} die Netzwerkkonfiguration ein und erstellen ggfl.
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notwendige virtuelle Netzwerkkarten. \textit{systemd} unterteilt die
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Netzwerkkonfiguration in drei unterschiedliche Dienste:
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textit{systemd-networkd:} Erstellt virtuelle Netzwerkkarten und richtet
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diese als auch physische ein. Dadurch ist die Zuweisung einer dynamischen per
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\acrshort{acr:dhcp} oder statischen IP-Adresse möglich.
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\item \textit{systemd-resolved:} Kümmert sich um die Namensauflösung per
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\acrshort{acr:dns}.
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\item \textit{systemd-timesyncd:} Richtet die Uhrzeit mithilfe des
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\acrfull{acr:ntp} auf dem System ein.
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\end{itemize}
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Die Dienste \textit{systemd-resolved} und \textit{systemd-timesyncd} rufen
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notwendige Informationen von anderen Diensten auf dem System ab. Ein anpassen
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des Standardverhaltens ist hier nicht notwendig.
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Aufgabe 1d:} Starten und aktivieren Sie die beiden Dienste
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mithilfe des Befehls \textit{systemctl}.
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\item \textbf{Aufgabe 1e:} Überprüfen Sie, ob die Dienste als \textit{active
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(running)} markiert sind.
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\item \textbf{Aufgabe 1f:} Zusätzlich überprüfen Sie, ob die Dienste auch als
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\textit{enabled} markiert sind, sodass diese bei einem erneusten Systemstart
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ausgeführt werden.
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\end{itemize}
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Die Netzwerkkonfiguration per \textit{systemd} wird über die unterschiedlichen
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Dateiendungen \textit{.netdev} und \textit{.network} im Verzeichnis
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\textit{/etc/systemd/network} geregelt.
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Aufgabe 1g:} Rufen Sie die Dokumentation von
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\href{https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/systemd.network.html}{systemd.network}
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und
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\href{https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/systemd.netdev.html}{systemd.netdev}
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auf und erklären Sie den Unterschied der beiden Konfigurationsdateien
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\textit{.netdev} und \textit{.network}.
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\end{itemize}
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Mit dem Befehl \textit{ip link show} werden alle Netzwerkkarten, welches Ihr
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System kennt ausgegeben.
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\begin{bashcode}
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$ ip link show
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1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
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link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
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2: enp1s0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc fq_codel state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
|
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link/ether 52:54:00:b3:95:e4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
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\end{bashcode}
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Das System, auf dem der Befehl ausgeführt wurde, kennt zwei Netzwerkadapter. Mit
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dem Index 1 ist das \textit{loopback device} \textbf{lo} aufgeführt. Über das
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\textit{loopback device} können Dienste, welche auf dem lokalen System
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ausgeführt werden, per Netzwerk sich selbst oder andere Dienste adressieren bzw.
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zugreifen. Dies ist durch die IP-Adresse \textit{127.0.0.1} oder den DNS-Namen
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\textit{localhost} möglich.
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Vorteil des \textit{loopback device} ist es, dass die Netzwerkpakete nicht den
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Rechner verlassen. Dadurch wird unnötiger Netzwerkverkehr, welcher über das
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physische Netzwerk geleitet wird, vermieden.
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Mit dem Index 2 wird der Netzwerkadapter \textbf{enp1s0} geführt. Dieser besitzt
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die MAC-Adresse \textit{52:54:00:b3:95:e4}. Der Netzwerkadapter ist als inaktiv
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bzw. ausgeschaltet markiert. Dies kann durch die Information \textit{state DOWN}
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entnommen werden. Dieser ist nicht konfiguriert und besitzt auch keine
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IP-Adresse.
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Aufgabe 1h:} Ermitteln Sie ihren Netzwerkadapter, welcher nicht
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konfiguriert wurde. Überprüfen Sie mit dem Befehl \textit{ip address show}, ob
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ihr Netzwerkadapter eine IP-Adresse zugewiesen wurde.
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\item \textbf{Aufgabe 1i:} Schauen Sie sich in der Dokumentation zu
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\href{https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/systemd.network.html}{systemd.network}
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die Beispielkonfigurationen an und erstellen Sie für ihren Netzwerkadapter
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eine passende Konfiguration.
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Falls Sie die Konfiguration ihres lokalen Netzwerks nicht kennen, um ihrem
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System eine statische IP-Adresse zu zuweisen, verwenden Sie
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\acrshort{acr:dhcp}.
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\item \textbf{Aufgabe 1j:} Starten und aktivieren Sie den Dienst
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\textit{systemd-networkd} mithilfe von \textit{systemctl}.
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\item \textbf{Aufgabe 1k:} Überprüfen Sie, ob der Dienst als \textit{active
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(running)} markiert ist und \dots
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\item \textbf{Aufgabe 1l:} ob dieser als \textit{enabled} markiert ist.
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\end{itemize}
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% #>------------------------------------------------------------------------<#
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\subsection{Routing}%
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\label{sec:netzwerk.routing}
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Das \acrfull{acr:ip} ist auf Schicht 3 des OSI-Modells angesiedelt. Es dient der
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Strukturierung von großen Netzwerken, d.h der Aufteilung dieser Netze in
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übersichtliche Teilnetze und der Verbindung dieser Teilnetze. \acrshort{acr:ip}
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ist für die Vermittlung eines Weges, einer Route, zwischen zwei
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Kommunikationspartnern zuständig. Diese Route muss auch über mehrere Teilnetze
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hinweg gefunden werden. Die Verbindungspunkte zwischen Netzen werden als Router
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oder Gateway bezeichnet.
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Jeder Rechner, auch solche, die keine Routingfunktion haben, muss Informationen
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zur Wegefindung im Netz speichern. Dies geschieht bei jedem
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\acrshort{acr:ip}-fähigen Betriebssystem in einer Routingtabelle, die statisch
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oder dynamisch verwaltet werden kann. In einem Maschennetz wie dem Internet ist
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eine dynamische Verwaltung sinnvoll, da so die Wegewahl der aktuellen
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Belastungssituation auf den verschiedenen Wegen angepasst werden kann. Auch bei
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Ausfall einer Verbindung kann so automatisch eine Ersatzroute konfiguriert
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werden. Bei einfachen Netzverbünden ohne Maschenstruktur wird statisches Routing
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verwendet, was auch ohne Zusatzsoftware von den üblichen Betriebssystemen
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geleistet werden kann.
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% >---------------------------------------------------------------------------<
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\subsubsection{Einfache Netze}%
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\label{sec:netzwerk.routing.einfache-netze}
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Selbst in \acrshort{acr:ip}-Netzen ohne Anbindung an andere Netze besitzt jeder
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Rechner eine statische Routingtabelle in minimaler Größe. Die Tabelle enthält
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mehrere Informationen, die wichtigsten sind in den ersten Spalten festgehalten.
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Darunter wird das Zielnetzwerk, die verwendete Schnittstelle und das verwendete
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Gateway aufgeführt. In diesem einfachsten Fall bleibt die Spalte für das Gateway
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leer und es gibt nur einen Eintrag in jeder Tabelle. Diese minimale
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Routingtabelle wird bei allen Betriebssystem mit der normalen
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Netzwerkkonfiguration automatisch erstellt.
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\begin{table}[H]
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\footnotesize
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|
\centering
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\begin{tabularx}{17cm}{p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}||p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}}
|
|
\multicolumn{3}{c||}{\textbf{PC}} & \multicolumn{3}{c}{\textbf{Laptop}} \\
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|
\hline
|
|
Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway & Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway \\
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|
\hline\hline
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|
192.168.178.0/24 & enp1s0 & - & 192.168.178.0/24 & wlp5s1 & - \\
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|
\end{tabularx}
|
|
\end{table}
|
|
|
|
\begin{table}[H]
|
|
\footnotesize
|
|
\centering
|
|
\begin{tabularx}{8.5cm}{p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}}
|
|
\multicolumn{3}{c}{\textbf{Server A}} \\
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|
\hline
|
|
Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway \\
|
|
\hline\hline
|
|
192.168.178.0/24 & eth0 & - \\
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|
\end{tabularx}
|
|
\end{table}
|
|
|
|
\begin{figure}[H]
|
|
\centering
|
|
\includegraphics[width=0.65\textwidth]{img/einfache-netze.png}
|
|
\end{figure}
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|
% >---------------------------------------------------------------------------<
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|
\subsubsection{Einfache Netze mit Internetanbindung}%
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\label{sec:netzwerk.routing.einfache-netze-mit-internetanbindung}
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Hat ein Netzwerk genau eine Anbindung an die anderen Netzwerke, erhält die
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Routingtabelle auf jedem Rechner eine zusätzliche Zeile, in der angegeben wird,
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auf welchem Weg die anderen Netzwerke erreicht werden können. Da alle Netzwerke
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über den gleichen ersten Router erreicht werden, wird diese Zeile der
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Routingtabelle als Standard- bzw. Default-Route bezeichnet. Dieses
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Standard-Gateway muss bei allen Betriebssystemen gesondert konfiguriert werden.
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\begin{table}[H]
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|
\footnotesize
|
|
\centering
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|
\begin{tabularx}{17cm}{p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}||p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}}
|
|
\multicolumn{3}{c||}{\textbf{PC}} & \multicolumn{3}{c}{\textbf{Laptop}} \\
|
|
\hline
|
|
Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway & Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway \\
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|
\hline\hline
|
|
192.168.178.0/24 & enp1s0 & - & 192.168.178.0/24 & wlp5s1 & - \\
|
|
0.0.0.0/0 & enp1s0 & 192.168.178.1 & 0.0.0.0/0 & wlp5s1 & 192.168.178.1 \\
|
|
\end{tabularx}
|
|
\end{table}
|
|
|
|
\begin{table}[H]
|
|
\footnotesize
|
|
\centering
|
|
\begin{tabularx}{8.5cm}{p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}}
|
|
\multicolumn{3}{c}{\textbf{Server A}} \\
|
|
\hline
|
|
Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway \\
|
|
\hline\hline
|
|
192.168.178.0/24 & eth0 & - \\
|
|
189.10.55.47/32 & ppoe1 & - \\
|
|
0.0.0.0/0 & ppoe1 & 189.10.55.47 \\
|
|
\end{tabularx}
|
|
\end{table}
|
|
|
|
\begin{figure}[H]
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|
\centering
|
|
\includegraphics[width=1\textwidth]{img/einfache-netze-mit-internetanbindung.png}
|
|
\end{figure}
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|
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|
% >---------------------------------------------------------------------------<
|
|
\subsubsection{Zwei Netze mit Internetanbindung}%
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\label{sec:netzwerk.routing.zwei-netze-mit-internetanbindung}
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|
|
\begin{table}[H]
|
|
\footnotesize
|
|
\centering
|
|
\begin{tabularx}{17cm}{p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}||p{2.6cm}|p{2.6cm}|p{1.9cm}}
|
|
\multicolumn{3}{c||}{\textbf{PC}} & \multicolumn{3}{c}{\textbf{Laptop}} \\
|
|
\hline
|
|
Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway & Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway \\
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|
\hline\hline
|
|
192.168.178.0/24 & enp1s0 & - & 192.168.178.0/24 & wlp5s1 & - \\
|
|
0.0.0.0/0 & enp1s0 & 192.168.178.1 & 0.0.0.0/0 & wlp5s1 & 192.168.178.1 \\
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|
\multicolumn{6}{c}{} \\
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|
\multicolumn{3}{c||}{\textbf{Server A}} & \multicolumn{3}{c}{\textbf{Server B}} \\
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|
\hline
|
|
Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway & Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway \\
|
|
\hline\hline
|
|
192.168.178.0/24 & eth0 & - & 192.168.178.0/24 & eth0 & 192.168.179.1 \\
|
|
192.168.179.0/24 & eth0 & 192.168.178.4 & 192.168.179.0/24 & eth1 & - \\
|
|
189.10.55.47/32 & ppoe1 & - & 0.0.0.0/0 & eth0 & 192.168.178.1 \\
|
|
0.0.0.0/0 & ppoe1 & 189.10.55.47 \\
|
|
\multicolumn{6}{c}{} \\
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|
\multicolumn{3}{c||}{\textbf{Tablet}} & \multicolumn{3}{c}{\textbf{Smartphone}} \\
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|
\hline
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|
Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway & Zielnetz & Netzwerkadapter & Gateway \\
|
|
\hline\hline
|
|
192.168.179.0/24 & wlp7s3 & - & 192.168.179.0/24 & wlp3s8 & - \\
|
|
0.0.0.0/0 & wlp7s3 & 192.168.179.1 & 0.0.0.0/0 & wlp3s8 & 192.168.179.1 \\
|
|
\end{tabularx}
|
|
\end{table}
|
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|
\begin{figure}[H]
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|
\centering
|
|
\includegraphics[width=1\textwidth]{img/zwei-netze-mit-internetanbindung.png}
|
|
\end{figure}
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\newpage
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Aufgabe 2b:} Ermitteln Sie mithilfe des Befehls \textit{ip} Ihr
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Gateway.
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\item \textbf{Aufgabe 2c:} Erstellen Sie anhand des folgenden
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Netzwerkdiagramms die Routingtabellen für alle abgebildeten Netzwerkgeräte.
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\end{itemize}
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\begin{figure}[H]
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\centering
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\includegraphics[width=1\textwidth]{img/aufgabe-netze-mit-internetanbindung.png}
|
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\end{figure}
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