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Inhaltsverzeichnis
Geleitwort des Fachgutachters
Vorwort
1 Einführung
2 Mathematische und technische Grundlagen
3 Hardware
4 Netzwerkgrundlagen
5 Betriebssystemgrundlagen
6 Windows
7 Linux
8 Mac OS X
9 Grundlagen der Programmierung
10 Konzepte der Programmierung
11 Software-Engineering
12 Datenbanken
13 Server für Webanwendungen
14 Weitere Internet-Serverdienste
15 XML
16 Weitere Datei- und Datenformate
17 Webseitenerstellung mit (X)HTML und CSS
18 Webserveranwendungen
19 JavaScript und Ajax
20 Computer- und Netzwerksicherheit
A Glossar
B Zweisprachige Wortliste
C Kommentiertes Literatur- und Linkverzeichnis
Stichwort

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IT-Handbuch für Fachinformatiker von Sascha Kersken
Der Ausbildungsbegleiter
Buch: IT-Handbuch für Fachinformatiker

IT-Handbuch für Fachinformatiker
Galileo Computing
ca. 1172 S., 5., aktualisierte und erweiterte Auflage, geb.
ca. 34,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1744-6
Pfeil 4 Netzwerkgrundlagen
Pfeil 4.1 Grundlagen
Pfeil 4.1.1 Was ist ein Netzwerk?
Pfeil 4.1.2 Entstehung der Netzwerke
Pfeil 4.2 Funktionsebenen von Netzwerken
Pfeil 4.2.1 Das OSI-Referenzmodell
Pfeil 4.2.2 Das Schichtenmodell der Internetprotokolle
Pfeil 4.2.3 Netzwerkkommunikation über die Schichten eines Schichtenmodells
Pfeil 4.3 Klassifizierung von Netzwerken
Pfeil 4.3.1 Die Reichweite des Netzwerks
Pfeil 4.3.2 Die Netzwerktopologie
Pfeil 4.3.3 Der Zentralisierungsgrad des Netzwerks
Pfeil 4.4 Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und Netzzugangsverfahren
Pfeil 4.4.1 Die verschiedenen Ethernet-Standards
Pfeil 4.4.2 Token Ring
Pfeil 4.4.3 Drahtlose Netze
Pfeil 4.4.4 Sonstige Zugangsarten
Pfeil 4.5 Datenfernübertragung
Pfeil 4.5.1 Netzwerkzugang per Modem (analoge Telefonleitung)
Pfeil 4.5.2 ISDN
Pfeil 4.5.3 DSL-Dienste
Pfeil 4.6 Die TCP/IP-Protokollfamilie
Pfeil 4.6.1 Netzzugang in TCP/IP-Netzwerken
Pfeil 4.6.2 IP-Adressen, Datagramme und Routing
Pfeil 4.6.3 Transportprotokolle
Pfeil 4.6.4 Das Domain Name System (DNS)
Pfeil 4.6.5 Verschiedene Internet-Anwendungsprotokolle
Pfeil 4.7 Andere Protokollstapel
Pfeil 4.7.1 Die AppleTalk-Protokollfamilie
Pfeil 4.7.2 Novell IPX/SPX
Pfeil 4.7.3 NetBEUI/SMB
Pfeil 4.8 Zusammenfassung

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4.7 Andere ProtokollstapelZur nächsten Überschrift

Der Schwerpunkt in diesem Buch liegt eindeutig bei den Internetprotokollen. Das ist auch kein Zufall, denn diese Protokollfamilie dominiert seit einigen Jahren in allen Netzwerken vom kleinsten LAN bis (natürlich) zum Internet. Dennoch gibt es einige interessante Alternativen, die Sie sich ansehen sollten. Sie werden teilweise noch immer in homogenen Netzwerken eingesetzt, die nicht über eine Internetverbindung verfügen, oder etwa für ältere Netzwerkanwendungen, die noch kein TCP/IP verstehen.


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4.7.1 Die AppleTalk-ProtokollfamilieZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Zu den bekanntesten Netzwerkprotokollen neben den Internetprotokollen gehört der in den 1980er Jahren von Apple entwickelte AppleTalk-Protokollstapel. Früher kam das Protokoll in reinen Macintosh-Netzen zum Einsatz, weil es eine sehr einfache und praktische Integration von Rechnern, Druckern und anderen Ressourcen im Netzwerk anbot. Der Konfigurationsaufwand für ein AppleTalk-Netz war erheblich geringer als der für ein TCP/IP-Netzwerk.

AppleTalk-Hardware

Für AppleTalk-Verbindungen existierten im Wesentlichen vier mögliche Hardwaregrundlagen:

  • verschiedene Formen von Ethernet; vornehmlich Twisted Pair (bei allen Macintosh-Rechnern neuerer Bauart ist ein solcher Anschluss bereits integriert)
  • Wireless LAN (unter der Apple-eigenen Bezeichnung »AirPort« ebenfalls schon seit Jahren in alle Macs eingebaut)
  • Einwahlverbindungen über Modem oder ISDN-Adapter
  • die klassische LocalTalk-Vernetzung über die seriellen RS-422-Anschlüsse älterer Macs – sehr langsam, aber dafür extrem kostengünstig

Ethernet, WLAN und Wählleitungen wurden in diesem Kapitel bereits beschrieben. Zur LocalTalk-Vernetzung soll kurz etwas gesagt werden: Bis zu den ersten G3-PowerMacs, den letzten im grauen Desktop-Gehäuse (»Pizzaschachtel«), wurde jeder Mac mit zwei integrierten seriellen Schnittstellen vom Typ RS-422 ausgeliefert. Diese dienten als Drucker- beziehungsweise Modemanschluss und wurden auch so bezeichnet. Über ein spezielles Anschluss-Kit, das im Prinzip einen dieser beiden Anschlüsse verdoppelte, wurde ein Kabel zum jeweils nächsten Rechner verlegt. Das Ganze ergab letztendlich ein busförmiges Netz, ähnlich Ethernet über Koaxialkabel. Auch hier mussten die ungenutzten Anschlüsse an den LocalTalk-Kits des ersten und des letzten Rechners jeweils durch einen Abschlusswiderstand terminiert werden (etwas teurere und zuverlässigere Anschluss-Kits erledigten das sogar automatisch).

LocalTalk

Ein LocalTalk-Netzwerk ist sehr langsam, die maximale Übertragungsrate beträgt nur 230,4 KBit/s. Allerdings wird das kollisionsfreie Netzzugangsverfahren CSMA/CA eingesetzt, das auch bei 802.11-WLANs Verwendung findet. Natürlich ist das nicht ausreichend, um die Geschwindigkeit von LocalTalk auch nur in die Nähe von 10BaseT-Ethernet zu rücken, aber immerhin funktioniert das Netz auf diese Weise ziemlich reibungslos. Abgesehen davon darf man nicht vergessen, dass die zu übertragenden Datenmengen bei der Einführung von LocalTalk nicht annähernd so umfangreich waren wie heute.

Auf das jeweilige Übertragungsmedium werden die Protokolle der höheren AppleTalk-Schichten aufgesetzt. Tabelle 4.25 zeigt eine Übersicht über den gesamten AppleTalk-Protokollstapel.

Tabelle 4.25 Der AppleTalk-Protokollstapel

OSI-Layer AppleTalk-Protokolle
7 Anwendungen
6 AFP PostScript
5 ASP ZIP PAP
4 ATP RTMP AEP NBP
3 DDP AARP
2 LLAP ELAP PPP
1 LocalTalk Ethernet Token Ring Modem/ISDN

Der AppleTalk-Protokollstapel

Die wichtigsten dieser Protokolle haben die folgende Bedeutung:

  • LLAP, ELAP und PPP sind die Netzzugangsprotokolle für die jeweiligen Arten der Netzwerkhardware. PPP wurde weiter oben im Abschnitt über Datenfernübertragung beschrieben; LLAP und ELAP sind einfach spezielle Protokolle, um über LocalTalk beziehungsweise Ethernet auf AppleTalk-Dienste der höheren Schichten zuzugreifen.
  • DDP (Data Delivery Protocol) ist ein verbindungsloses Vermittlungsprotokoll, dessen Aufgabe in etwa dem des IP-Protokolls entspricht.
  • AARP (AppleTalk Address Resolution Protocol) erledigt im Grunde dieselbe Aufgabe wie das ARP der Internet-Protokollfamilie: Es wandelt die willkürlich (bei AppleTalk zufällig) vergebenen logischen Netzwerkadressen in die MAC[19]-Adressen der Netzwerkschnittstellen um.
  • ATP (AppleTalk Transaction Protocol) ist ein verbindungsorientiertes Transportprotokoll, ähnlich TCP.
  • RTMP (Routing Table Maintenance Protocol) dient der Kommunikation zwischen AppleTalk-Routern zur Übermittlung von Routing-Tabellen.
  • AEP (AppleTalk Echo Protocol) dient wie ICMP oder ping der Internetprotokolle der Überprüfung, ob eine Station online ist.
  • NBP (Name Binding Protocol) ordnet die logischen Netzwerkadressen den benutzerdefinierten Rechnernamen zu.
  • ASP (AppleTalk Session Protocol) verwaltet die Steuerung der Kommunikation zwischen den beteiligten Anwendungen als zusammenhängende Sitzungen.
  • ZIP (Zone Information Protocol) ordnet die logischen Zonenadressen den benutzerdefinierten Zonennamen zu.
  • PAP (Printer Access Protocol) regelt den Zugriff auf AppleTalk-Netzwerkdrucker.
  • AFP (AppleTalk Filing Protocol) ist die technische Grundlage des AppleShare-Dateidienstes, dient also der Freigabe eigener und dem Zugriff auf fremde Dateisysteme.
  • PostScript ist die universelle Druckerbeschreibungssprache von Adobe. Drucker, die in AppleTalk-Netzen als zentrale Netzwerkdrucker betrieben werden, müssen sie beherrschen.

AppleTalk versus TCP/IP

Obgleich der AppleTalk-Protokollstapel komplexer aussieht als die Internetprotokolle, ist es aus Anwendersicht sehr leicht, ein AppleTalk-Netzwerk in Betrieb zu nehmen und zu nutzen. Da bei Macintosh-Rechnern Hardware, Betriebssystem und Netzwerkprotokolle vom gleichen Hersteller stammen, gibt es weder die von Windows oder Linux gewohnten Treiberprobleme noch die Komplexität der IP-Konfiguration. Dennoch wird auch auf Macs immer häufiger TCP/IP eingesetzt, weil sie zunehmend in heterogene Netzwerke integriert oder mit dem Internet verbunden werden.

Ähnlich wie bei TCP/IP wird auch bei AppleTalk zwischen logischen Netzwerkadressen und Hardware-(MAC-)Adressen unterschieden. Diese Adressen werden den Rechnern beim Einschalten zufällig zugewiesen. Sie gliedern sich in eine 16 Bit große Teilnetz-(Zonen-)Adresse und eine 8 Bit große Rechner-(Node-)Adresse. Zonen werden einfach durch die erste Nennung ihres Namens auf einem Rechner angelegt; die Zuweisung der numerischen Zonenadresse erfolgt wiederum automatisch. Zwischen verschiedenen AppleTalk-Zonen können Router eingerichtet werden. Wegen der zufälligen Adressvergabe und des nicht besonders belastbaren Routing-Protokolls RTMP ist es allerdings vollkommen ausgeschlossen, große internationale Verbünde von AppleTalk-Netzen einzurichten, die auch nur entfernt dem Internet nahekommen.

AppleTalk wird (beziehungsweise wurde) natürlich vornehmlich unter den beiden grundverschiedenen Mac OS-Versionen bis 9 beziehungsweise Mac OS X eingesetzt. Allerdings kommen zwei weitere wichtige Implementierungen zum Einsatz, um Macintosh-Rechnern Datei- und Druckdienste in heterogenen Netzen zur Verfügung zu stellen:

  • Windows NT- und Windows 2000-Server enthielten die »Services for Macintosh«, die AppleShare-Datei- und Druckdienste über AppleTalk oder TCP/IP anboten.
  • Dieselben Dienstleistungen für Unix-Server bietet die Open-Source-Implementierung netatalk. Sie ist unter netatalk.sourceforge.net verfügbar, wird aber auch mit den meisten aktuellen Linux-Distributionen geliefert.

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4.7.2 Novell IPX/SPXZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Seit Ende der 1980er Jahre und in der ersten Hälfte der 1990er Jahre war Novell NetWare das führende Serversystem in PC-Netzwerken. Es definierte seinen eigenen Protokollstapel, der wie TCP/IP nach seiner Vermittlungs- und Transportkomponente benannt wird. Seit den Tagen von MS-DOS kann man unter allen Microsoft-Betriebssystemen die NetWare-Protokolle verwenden; zunächst mussten sie zusätzlich als NetWare-Client installiert werden, seit Windows für Workgroups (3.11) beziehungsweise Windows NT 3.x sind sie im Lieferumfang von Windows enthalten.

Novell-kompatible Hardware

Die Novell-Protokollfamilie setzt auf viele verschiedene Arten von Hardware auf, dazu gehören Ethernet, Token Ring, FFDI oder serielle Wähl- und Standleitungen mit ihren jeweiligen Netzzugangsverfahren.

Das wichtigste Protokoll der Vermittlungsschicht ist das IPX (Internet Packet Exchange). Genau wie bei IP hat der Name zunächst nichts mit dem heutigen Internet zu tun, sondern soll die Routing-Fähigkeit über mehrere Netze hinweg betonen. Die Adressierung erfolgt anhand der MAC-Adresse der Netzwerkhardware. Im Grunde ist das kein Problem, weil diese Adressen – wie bereits besprochen – weltweit einmalig sind. Dennoch hat dieses Vorgehen zwei Nachteile gegenüber den logischen Adressen von IP oder AppleTalk:

  • Die Hardwareadresse ist von außen eindeutig einem bestimmten physikalischen Rechner zuzuordnen, was ein größeres Sicherheitsrisiko mit sich bringt als eine logische Adresse, die nur innerhalb eines Teilnetzes in die MAC-Adresse aufgelöst wird.
  • An der Adresse eines Hosts ist nicht zu erkennen, zu welchem Teilnetz er gehört. Dies macht die Verwaltung von Routing-Tabellen und andere Administrationsaufgaben ziemlich unhandlich.

Novell-Routing

Das Routing wird mit Hilfe eines Protokolls namens RIP erledigt, das seinem gleichnamigen TCP/IP-Gegenstück ähnelt. Ein moderneres Routing-Protokoll ist NLSP (NetWare Link Services Protocol), das für größere Netze besser geeignet ist.

Auf der Transportschicht kommt SPX (Sequenced Package Exchange) zum Einsatz, ein verbindungsorientiertes Protokoll, das TCP ähnelt. SPX wird vor allem von den NetWare-Serverdiensten RPRINTER für die Druckerfreigabe und RCONSOLE für die Fernwartung von Servern eingesetzt. Dagegen können gerade einige der wichtigsten NetWare-Dienste – zum Beispiel die Dateifreigabe – SPX umgehen und mit einem eigenen Streaming-Mechanismus direkt auf IPX zugreifen, wodurch der Transport effizienter wird.

Die Bedeutung von IPX/SPX ist in den letzten Jahren erheblich zurückgegangen. Erstens wurde NetWare als beliebtestes Serversystem für PC-Netzwerke durch Windows NT und seine Nachfolger sowie Linux abgelöst, und zweitens verwendet der NetWare-Server bereits seit der Version 5, der vorletzten Version, TCP/IP als Standardprotokollstapel. IPX/SPX kommt insbesondere noch in älteren, vom Internet getrennten LANs sowie für einige ältere Netzwerkspiele ohne TCP/IP-Fähigkeit zum Einsatz.


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4.7.3 NetBEUI/SMBZur vorigen Überschrift

Als Netzwerke in den 1980er Jahren in die Büros Einzug hielten, führten IBM und Microsoft ihre eigenen Protokolle für die typischen Bürodienste – insbesondere Datei- und Druckdienste – ein. Die erste Implementierung dieser Protokolle erfolgte über die Serversoftware LAN-Manager, wurde aber später auch in IBM OS/2 und Windows NT eingebaut.

Das grundlegende Netzwerkprotokoll ist NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface). NetBEUI umfasst die OSI-Schichten 2 bis 4. Es entwickelte sich aus dem Protokoll NetBIOS (Network Basic Input/Output System), dessen Funktionen dabei in höhere Schichten des OSI-Modells verlegt wurden. Die wesentlichste Einschränkung von NetBEUI gegenüber Protokollen wie TCP/IP und IPX/SPX besteht darin, dass es nicht routingfähig ist. Es kann nur für kleine, in sich abgeschlossene LANs verwendet werden, ist dort aber aufgrund des geringen Verwaltungsaufwandes sehr schnell. Die Adressierung erfolgt wie bei IPX nur anhand der MAC-Adresse.

SMB überTCP/IP

Das SMB-Protokoll (Server Message Blocks) arbeitet über NetBIOS. Mit Hilfe des SMB-Protokolls sind Windows-Rechner in der Lage, Datei- und Druckerzugriff als Freigaben bereitzustellen. Somit wurde NetBEUI als gemeinsames Protokoll der Schichten 2 bis 4 flächendeckend durch SMB ersetzt und hat mittlerweile in der Praxis sogar noch weniger Bedeutung als IPX/SPX. Windows XP und Vista bieten standardmäßig nicht einmal mehr die Möglichkeit, es zu installieren. Auch NetBIOS over SPX hat kaum noch Bedeutung; die einzig verbliebene wichtige Lösung ist NetBIOS over TCP. Übrigens verwendet Microsoft für SMB inzwischen meist die neuere Bezeichnung CIFS (Common Internet File System).

Interessant ist übrigens, wie ein SMB-Paket in die Protokolle der niedrigeren Schichten bis hinunter zum Ethernet-Frame verpackt wird. Schematisch betrachtet sieht dies so aus:

[ Ethernet-Frame [ IP [ TCP [ NetBIOS [ SMB ]]]] CRC-Prüfsumme ]


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