Aufbau und Verwaltung von Netzwerken

1. Netzwerkadressierung

IPv4 vs. IPv6: Aufbau und Unterschiede

IPv4

  • Ein IPv4-Adresse besteht aus 32 Bits, z. B. 192.168.1.1.
  • In Dezimalnotation dargestellt: vier Zahlen von 0 bis 255.
  • Begrenzung: Nur etwa 4,3 Milliarden Adressen verfügbar.

IPv6

  • Ein IPv6-Adresse besteht aus 128 Bits, z. B. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.
  • Hexadezimale Schreibweise: Acht Gruppen von vier hexadezimalen Zeichen.
  • Begrenzung: Praktisch unendlich viele Adressen.

Subnetting und CIDR

Subnetting

  • Aufteilen eines Netzwerks in kleinere Subnetze, um Adressen effizient zu nutzen.
  • Beispiel: 192.168.1.0/24 bedeutet 256 Adressen im Subnetz.

CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

  • Ermöglicht flexiblere Adressierung ohne feste Klassen (A, B, C).
  • Beispiel: 192.168.1.0/27 = 32 Adressen (30 nutzbar).

Private vs. öffentliche IP-Adressen

  • Private Adressen: Lokal im LAN, nicht direkt im Internet (z. B. 192.168.0.0/16).
  • Öffentliche Adressen: Direkt erreichbar im Internet.

2. Netzwerkdesign

Netzwerk-Topologien

Stern-Topologie

  • Jedes Gerät ist direkt mit einem zentralen Switch verbunden.
  • Vorteil: Ausfall eines Geräts beeinträchtigt das Netzwerk nicht.

Ring-Topologie

  • Geräte sind in einem Ring verbunden.
  • Vorteil: Gleichmäßige Lastverteilung, aber Ausfall eines Geräts unterbricht das Netzwerk.

Mesh-Topologie

  • Jedes Gerät ist mit mehreren anderen Geräten verbunden.
  • Vorteil: Hohe Redundanz und Ausfallsicherheit.

VLANs (Virtual LANs)

  • Logische Aufteilung eines physischen Netzwerks in mehrere Subnetze.
  • Beispiel: Trennung von IT- und Gastnetzwerken in einem Unternehmen.

3. Netzwerkmanagement

SNMP (Simple Network Management Protocol)

  • Ermöglicht das Überwachen und Steuern von Netzwerkgeräten.
  • SNMP-Komponenten:
    • Manager: Überwacht das Netzwerk (z. B. Zabbix).
    • Agent: Läuft auf jedem überwachten Gerät.
    • MIB (Management Information Base): Datenbank der verwaltbaren Netzwerkparameter.

Netzwerküberwachung

  • Tools wie Nagios, Zabbix oder Prometheus bieten detaillierte Einblicke in den Netzwerkstatus.

QoS (Quality of Service)

  • Priorisierung von Datenverkehr, z. B. für Videoanrufe oder kritische Dienste.
  • Beispiel: Reservierung von Bandbreite für bestimmte Anwendungen.

Fazit

Netzwerkadressierung und -design sind die Grundlagen für effiziente und sichere Netzwerke. Im nächsten Kapitel geht es um Netzwerksicherheit, inklusive Firewalls und VPNs.