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Adressierung als Voraussetzung

Eindeutige Identifikation und Adressierungskonzepte

Adressierung als Voraussetzung für Kommunikation

Einführung

Stellen Sie sich vor, Sie möchten einen Brief verschicken, aber der Umschlag hat keine Adresse. Wo soll er hin? Genauso ist es im Netzwerk: Ohne Adressen weiß niemand, wohin die Daten sollen.

Eindeutige Identifikation von Geräten

Warum Adressen notwendig sind

  1. Ziel finden: Wie soll das Netzwerk wissen, wohin die Daten sollen?
  2. Antwort zurückschicken: Der Empfänger muss wissen, woher die Daten kamen
  3. Vermittlung ermöglichen: Switches und Router brauchen Adressen zum Weiterleiten

Das Prinzip der Eindeutigkeit

  • Jedes Gerät braucht eine eindeutige Adresse
  • Keine zwei Geräte dürfen die gleiche Adresse im selben Bereich haben
  • Sonst: Chaos! Daten kommen beim falschen Empfänger an

Physische vs. logische Adressen

Im Netzwerk gibt es zwei Arten von Adressen, die zusammenarbeiten:

1. Physische Adresse (MAC-Adresse)

MAC = Media Access Control

  • Ist in der Hardware fest eingebaut (Netzwerkkarte)
  • 48 Bit lang (6 Bytes)
  • Darstellung: 00:1A:2B:3C:4D:5E
  • Herstellergebunden: Erste 3 Bytes = Hersteller-Code

Eigenschaften:

  • Wird vom Hersteller vergeben
  • Kann nicht (oder nur schwer) geändert werden
  • Gilt nur im lokalen Netzwerk
  • Wird von Switches verwendet

Beispiel:

Computer: MAC = AA:BB:CC:11:22:33
Drucker:  MAC = AA:BB:CC:44:55:66

2. Logische Adresse (IP-Adresse)

IP = Internet Protocol

IPv4-Adresse (meistverbreitet):

  • 32 Bit lang (4 Bytes)
  • Darstellung: 192.168.1.100
  • Besteht aus: Netzwerk-Teil + Host-Teil

IPv6-Adresse (neuerer Standard):

  • 128 Bit lang (16 Bytes)
  • Darstellung: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
  • Viel mehr mögliche Adressen

Eigenschaften:

  • Wird konfiguriert (manuell oder automatisch)
  • Kann geändert werden
  • Gilt global (über Netzwerkgrenzen hinweg)
  • Wird von Routern verwendet

Beispiel:

Computer: IP = 192.168.1.100
Drucker:  IP = 192.168.1.101

Warum zwei Adresstypen?

MAC-Adresse: Für lokale Zustellung

  • "Welches Gerät am Switch-Port ist gemeint?"
  • Wie die Wohnungsnummer in einem Haus

IP-Adresse: Für globale Zustellung

  • "In welches Netzwerk muss das Paket?"
  • "Welches Gerät in diesem Netzwerk?"
  • Wie Straße, Hausnummer und Stadt

Zusammenspiel

Brief verschicken:
1. Stadt und Straße (IP) → Post findet das richtige Gebiet
2. Hausnummer und Wohnung (MAC) → Brief kommt an die richtige Tür

Datenpaket verschicken:
1. IP-Adresse → Router leitet ins richtige Netzwerk
2. MAC-Adresse → Switch leitet zum richtigen Gerät

Lokale vs. entfernte Kommunikation

Lokale Kommunikation (im selben Netzwerk)

Beispiel: Computer A (192.168.1.10) → Computer B (192.168.1.20)

1. Computer A prüft: "Ist 192.168.1.20 im gleichen Netzwerk?" → JA
2. Computer A fragt: "Welche MAC-Adresse hat 192.168.1.20?" (via ARP)
3. Antwort: "MAC ist AA:BB:CC:11:22:33"
4. Computer A sendet Frame mit:
   - Ziel-MAC: AA:BB:CC:11:22:33
   - Ziel-IP: 192.168.1.20
5. Switch leitet aufgrund der MAC-Adresse weiter

Entfernte Kommunikation (anderes Netzwerk)

Beispiel: Computer A (192.168.1.10) → Server (8.8.8.8)

1. Computer A prüft: "Ist 8.8.8.8 im gleichen Netzwerk?" → NEIN
2. Computer A denkt: "Ich muss über den Router (Gateway)"
3. Computer A sendet Frame mit:
   - Ziel-MAC: MAC des Routers!
   - Ziel-IP: 8.8.8.8 (bleibt!)
4. Router nimmt Paket entgegen
5. Router sendet weiter zum nächsten Router
6. ... bis das Paket beim Ziel ankommt

Wichtig: Die IP-Adresse bleibt gleich, die MAC-Adresse ändert sich bei jedem Hop!

Adressierung in der Praxis

Beispiel-Netzwerk

Netzwerk: 192.168.1.0/24
├── Computer A:    192.168.1.10 (MAC: AA:AA:AA:11:11:11)
├── Computer B:    192.168.1.20 (MAC: BB:BB:BB:22:22:22)
├── Drucker:       192.168.1.100 (MAC: CC:CC:CC:33:33:33)
└── Router/Gateway: 192.168.1.1 (MAC: DD:DD:DD:44:44:44)

Kommunikation verstehen

Computer A druckt ein Dokument:

  • Anwendungsebene: "Drucke auf Drucker 192.168.1.100"
  • Netzwerkebene (IP): Ziel = 192.168.1.100
  • Verbindungsebene (MAC): Ziel = CC:CC:CC:33:33:33
  • Switch: Leitet zu Port, wo Drucker angeschlossen ist

Zusammenfassung

Grundprinzip

  • Adressen sind zwingend notwendig für Kommunikation
  • Eindeutigkeit muss gewährleistet sein

Zwei Adresstypen

  • MAC-Adresse: Physisch, fest, lokal, für Switches
  • IP-Adresse: Logisch, konfigurierbar, global, für Router

Zusammenspiel

  • MAC: Zustellung im lokalen Netzwerk
  • IP: Zustellung über Netzwerkgrenzen
  • Beide arbeiten zusammen für erfolgreiche Kommunikation

Wichtig

  • Lokale Kommunikation: Direkt über MAC-Adresse
  • Entfernte Kommunikation: Über Router, MAC ändert sich

In der nächsten Lektion lernen Sie, welche Regeln (Protokolle) die Kommunikation steuern.

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