Galileo Computing < openbook > Galileo Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Einleitung
2 Die Installation
3 Erste Schritte
4 Linux als Workstation für Einsteiger
5 Der Kernel
6 Die Grundlagen aus Anwendersicht
7 Die Shell
8 Reguläre Ausdrücke
9 Konsolentools
10 Die Editoren
11 Shellskriptprogrammierung mit der bash
12 Die C-Shell
13 Benutzerverwaltung
14 Grundlegende Verwaltungsaufgaben
15 Netzwerkgrundlagen
16 Anwendersoftware für das Netzwerk
17 Netzwerkdienste
18 Mailserver unter Linux
19 LAMP
20 DNS-Server
21 Secure Shell
22 Die grafische Oberfläche
23 Window-Manager und Desktops
24 X11-Programme
25 Multimedia und Spiele
26 Prozesse und IPC
27 Bootstrap und Shutdown
28 Dateisysteme
29 Virtualisierung und Emulatoren
30 Softwareentwicklung
31 Crashkurs in C und Perl
32 Einführung in die Sicherheit
33 Netzwerksicherheit überwachen
A Lösungen zu den einzelnen Aufgaben
B Kommandoreferenz
C X11-InputDevices
D MBR
E Die Buch-DVDs
F Glossar
G Literatur
Stichwort

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Linux von Johannes Pl&ouml;tner, Steffen Wendzel
Das umfassende Handbuch
Buch: Linux

Linux
geb., mit 2 DVDs
1302 S., 39,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-8362-1704-0
Pfeil 15 Netzwerkgrundlagen
  Pfeil 15.1 Grundlegendes zu TCP/IP
    Pfeil 15.1.1 Network-Access-Layer
    Pfeil 15.1.2 Internet-Layer
    Pfeil 15.1.3 Transport-Layer
    Pfeil 15.1.4 Application-Layer
  Pfeil 15.2 Grundlegendes Netzwerk-Setup
    Pfeil 15.2.1 Hostname setzen
    Pfeil 15.2.2 Netzwerkadressen für alle
    Pfeil 15.2.3 Wireless LAN
    Pfeil 15.2.4 DHCP
    Pfeil 15.2.5 /etc/hosts
    Pfeil 15.2.6 /etc/networks
    Pfeil 15.2.7 /etc/resolv.conf
    Pfeil 15.2.8 Nun gibt es aber ein Problem ...
    Pfeil 15.2.9 Windows und Namensauflösung
  Pfeil 15.3 Grundlagen des Routings
    Pfeil 15.3.1 Routing-Administration: route
    Pfeil 15.3.2 Router aufsetzen
  Pfeil 15.4 Netzwerkverbindungen
    Pfeil 15.4.1 Datenaufkommen von Schnittstellen
    Pfeil 15.4.2 Protokollstatistiken
    Pfeil 15.4.3 Aktive TCP-Verbindungen
    Pfeil 15.4.4 Listen-Ports
    Pfeil 15.4.5 ARP-Cache
    Pfeil 15.4.6 tcpdump
  Pfeil 15.5 Mit Linux ins Internet
    Pfeil 15.5.1 Das Point-to-Point Protocol
    Pfeil 15.5.2 Einwahl mit einem Modem
    Pfeil 15.5.3 Einwahl über DSL
  Pfeil 15.6 Zusammenfassung
  Pfeil 15.7 Aufgaben


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15.3 Grundlagen des Routings  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Wir werden uns an dieser Stelle mit den Grundlagen des Routings auseinandersetzen – genauer gesagt mit den Grundlagen des statischen Routings, also des Routings, bei dem die Routing-Einträge von Hand konfiguriert werden müssen. Es gibt auch dynamisches Routing, bei dem sogenannte Routing-Protokolle verwendet werden, um die Routing-Administration zu automatisieren. [Dabei unterscheidet man zwischen verschiedenen Arten von Routing-Protokollen wie internen und externen Protokollen, Protokollen mit Link-State- und Protokollen mit Distanzvektor-Algorithmus und so weiter. Die wichtigsten dieser Protokolle sind wohl OSPF, RIP und BGP sowie diverse kommerzielle Protokolle von Cisco.]

Doch was bedeutet Routing? Routing ist die Funktionalität, die Datenpakete in Netzwerken an ihr Ziel bringt. Dieses Ziel kann mehrere Knotenpunkte (also andere Rechner, die auf der Strecke liegen, oder Hops) vom eigentlichen Absender entfernt sein. Routing sorgt in diesem Fall dafür, dass das Datenpaket von einem Rechner über den nächsten zum Ziel gesendet wird.

Routing-Tabelle

Die auf Ihrem System installierten Routen werden in einer Datenstruktur gespeichert, die sich Routing-Tabelle nennt. Sie können den Inhalt dieser Tabelle mit zwei verschiedenen Programmen abfragen: netstat und route. [Für alle technisch Interessierten: Die Routing-Tabelle befindet sich im Speicher des Kernels und wird in der Regel über eine (doppelt) verkettete Liste implementiert.]

netstat liefert Ihnen generelle Informationen über den Netzwerkstatus des Systems – die Routing-Tabelle stellt nur einen kleinen Teil dieser Tabelle dar und wird mit dem Parameter -r abgefragt. Fügt man noch -n hinzu, wird die DNS-Auflösung der einzelnen Einträge unterdrückt, sodass die IP-Adressen angezeigt werden.

openbsd$ netstat -nr
Routing tables
Internet:
Destination  Gateway          Flags Refs Use Mtu  Int
default      192.168.0.2      UGS   0    24   –   ne3
127/8        127.0.0.1        UGRS  0    0  33224 lo0
127.0.0.1    127.0.0.1        UH    1    0  33224 lo0
192.168.0/24 link#1           UC    3    0    –   ne3
192.168.0.1  0:50:bf:11:35:a5 UHLc  0    1048 –   lo0
192.168.0.2  0:60:8:77:1b:b2  UHLc  1    30   –   ne3
192.168.0.5  0:0:cb:59:fd:be  UHLc  0    6    –   ne3
224/4        127.0.0.1        URS   0    0  33224 lo0
Internet6:
Destination Gateway Flags Refs Use Mtu Interface
::/104         ::1  UGRS  0    0   –   lo0 =>
::/96          ::1  UGRS  0    0   –   lo0
::1            ::1  UH    12   0 33224 lo0
::127.0.0.0/104 ::1 UGRS  0    0   –   lo0
::224.0.0.0/100 ::1 UGRS  0    0   –   lo0
::255.0.0.0/104 ::1 UGRS  0    0   –   lo0
::ffff:0.0.0.0/96 ::1 \
UGRS 0   0   –   lo0
2002::/24      ::1  UGRS  0    0   –   lo0
2002:7f00::/24 ::1  UGRS  0    0   –   lo0
2002:e000::/20 ::1  UGRS  0    0   –   lo0
2002:ff00::/24 ::1  UGRS  0    0   –   lo0
fe80::/10      ::1  UGRS  0    0   –   lo0
fe80::%ne3/64 link#1 UC  0    0   –   ne3
fe80::250:bfff:fe11:35a5%ne3 0:50:bf:11:35:a5 \
UHL   0    0   –   lo0
fe80::%lo0/64 fe80::1%lo0 \
U     0    0   –   lo0
fe80::1%lo0 link#5 UHL   0    0   –   lo0
fec0::/10      ::1  UGRS  0    0   –   lo0
ff01::/32      ::1  UC    0    0   –   lo0
ff02::%ne3/32 link#1 UC  0    0   –   ne3
ff02::%lo0/32 ::1  UC    0    0   –   lo0
Encap:
Source Port Destination Port Proto SA(Address/Proto \
/Type/Direction)

Listing 15.18  netstat lädt die Routing-Tabelle

Die Ausgabe von netstat ist in diesem Fall wie die Ausgabe der Routing-Tabelle durch route aufgebaut. Von System zu System kann die Ausgabe leicht variieren, die grundsätzlichen Inhalte sind jedoch gleich.

Die Ausgabe ist hierbei (was nicht immer der Fall ist) in drei (manchmal sind es nur zwei oder gar nur eine) Sektionen aufgeteilt: Internet (IPv4), Internet6 (IPv6) und Encap (Tunneling). In jeder Sektion findet man die protokollspezifischen Routing-Einträge aufgelistet. Später sehen Sie, wie Sie explizit bestimmte Sektionen zur Anzeige auswählen können.

Die Form eines Routing-Eintrags (wir mussten aufgrund der Beschränkung der Seitenbreite leider eine etwas unübersichtlichere Darstellung der Routing-Tabelle wählen) teilt sich in folgende Spalten auf:

  • Destination
    Die Zieladresse eines Datenpakets. Die Destination Default gibt das sogenannte Default-Gateway an. Dieses Gateway wird verwendet, wenn das System keine spezielle Route für ein Ziel kennt. Dann wird ein Datenpaket nämlich immer zum Default-Gateway weitergeleitet.
  • Gateway
    Gibt den zur Erreichung des Ziels zu verwendenden Rechner im Netzwerk an, der weiß, wie er die Datenpakete zum Ziel weiterleiten kann. Man bezeichnet solche routing-fähigen Systeme als Router oder Gateways. [Wir möchten auf den kleinen, aber feinen Definitionsunterschied zwischen den Begriffen Router und Gateway hinweisen: Ein Router leitet Datenpakete auf Layer 2 im TCP/IP-Modell (Internet-Layer) weiter, ein Gateway leitet Datenpakete auf Layer 4 (Application-Layer) weiter. In der Spalte Gateway wird der Begriff jedoch synonym zu Router verwendet.]
  • Flags
    Die Flags signalisieren grundlegende Eigenschaften einer Verbindung und sind in der Manpage nachzulesen.
  • Refs
    Diese Spalte gibt die aktuelle Anzahl der Nutzungen dieser Route an.
  • Use
    Gibt die Anzahl der Datenpakete an, die seit der letzten Netzwerkinitialisierung über diese Route gesendet wurden.
  • Mtu
    Die Maximum Transmission Unit gibt die maximale Größe für Datenpakete an, die über ein Interface gesendet werden können.
  • Interface
    Gibt die Schnittstelle an, die dieser Routing-Eintrag betrifft.

Möchten Sie nur die Routing-Tabelle einer bestimmten Adressfamilie ausgeben, so kann diese bei einigen Implementierungen (etwa unter OpenBSD) durch -f <Protokollfamilie> festgelegt werden. Mögliche Werte entnehmen Sie der folgenden Tabelle:


Tabelle 15.1  Protokollfamilien

Keyword Makro Protokoll

inet

AF_INET

IPv4

inet6

AF_INET6

IPv6

ipx

AF_IPX

Novell IPX

atalk

AF_APPLETALK

AppleTalk

ns

AF_NS

Xerox NS

encap

PF_KEY

IPSec (VPN-Tunneling)

local

AF_LOCAL

lokale Sockets (etwa Fifo)

unix

AF_UNIX

lokale Sockets (etwa Unix-Domain-Socket)


netstat unterstützt noch zahlreiche weitere Features. Diese können wir im Rahmen dieses Buches allerdings nicht erläutern, zudem bietet die Manpage eine hervorragende Dokumentation zu diesem Programm.


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15.3.1 Routing-Administration: route  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Möchte man nun selbst das Routing in einem Netzwerk einrichten, müssen die einzelnen Hosts und Router dementsprechend konfiguriert werden. Dazu werden wir erneut das Tool route verwenden.

Eine Route einfügen

Um eine Route in die Routing-Tabelle einzufügen, müssen zwei Eigenschaften dieser Route bekannt sein: das Ziel (dies kann eine einzelne Adresse oder auch ein ganzes (Sub-)Netzwerk sein) und die Adresse des direkt erreichbaren Rechners, über den man diese Route erreichen kann. Wenn wir »direkt erreichbar« sagen, dann meinen wir damit, dass zwischen dem Router und dem Host, auf dem die Route konfiguriert werden soll, kein weiterer Host steht – beide Rechner befinden sich also im gleichen (Sub-)Netzwerk, denn IP-Pakete werden von Host zu Host weitergeleitet.


Nun konfigurieren wir eine Beispielroute. Es soll das gesamte Netzwerk 192.168.1.0 (Netzmaske 255.255.255.0) [Man kann diese Schreibweise im Übrigen auch verkürzen, indem man die Subnetzmaske in Bit-Form angibt. In diesem Fall wäre dies 192.168.1.0/24.] erreicht werden. Der Host selbst befindet sich im Netzwerk 192.168.0.0. Das Zielnetzwerk soll über den lokalen Router 192.168.0.5 erreicht werden.


Abbildung Tux

Unter Linux fügt man eine Route entweder für einen einzelnen Host (-host) oder für ein gesamtes Netzwerk (-net) in die Routing-Tabelle ein. Die Netzmaske gibt man via netmask, das Gateway via gw an.

# route add -net 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 \
gw 192.168.0.5

Listing 15.19  Linux route add

Abbildung Teufelchen

Um unter BSD via route eine Route hinzuzufügen, wird der Parameter add verwendet. Als zweiter Parameter folgt das Zielsystem bzw. -netzwerk und als dritter Parameter der zu verwendende Router. Es ergibt sich für unser Beispiel also folgender Aufruf:

# route add 192.168.1.0 192.168.0.5
add host 192.168.0: gateway 192.168.0.5

Listing 15.20  route add

Fragt man nun die Routing-Tabelle erneut ab und greift sich via grep das Netzwerk 192.168.1.0 heraus, findet man auch gleich die entsprechende Route:

linux# route | grep 192.168.1.0
192.168.1.0 192.168.0.5 255.255.255.0 UG 0  0  0 eth0
openbsd$ netstat -nr | grep 192.168.1.0
192.168.1.0       192.168.0.5      UGHS  0  0  –  ne3

Listing 15.21  route

Metrik und Hops

route gibt unter Linux eine Spalte mit der Überschrift Metric aus. Dieser Wert gibt die Distanz des Routing-Ziels an, wenn man Daten über die jeweilige Route schickt. Daher wird die Routing-Metrik verwendet, um kürzere Routen zu bevorzugen. Meist ist es so, dass die Metrik für einen Rechner, der direkt an einer Schnittstelle angeschlossen ist (etwa durch ein serielles Kabel oder einen Switch), den Wert »1« hat, ein Rechner, der hingegen zwei Router entfernt ist, bekommt meist die Metrik »3«. Die Router-Entfernung zwischen den Systemen nennt man Hops.

Routen löschen oder ändern

Um eine bestehende Route wieder aus der Routing-Tabelle zu löschen, wird statt des Parameters add unter Linux del und unter BSD delete verwendet. Via change kann man Routen unter BSD nachträglich verändern; unter Linux verwendet man hierzu ebenfalls add.

# route del -net 192.168.13.0

Listing 15.22  Eine Route löschen


Lässt man route im Monitoring-Modus laufen (wird unter Linux jedoch nicht unterstützt), wird man im Übrigen über Veränderungen und neue Einträge in der Routing-Tabelle auf dem Laufenden gehalten.


openbsd$ route monitor
got message of size 76 on Mon Aug 22 19:20:34 2005
RTM_ADD: Add Route: len 76, pid: 32686, seq 1, errno
22, flags:<UP,GATEWAY,STATIC>
locks:  inits:
got message of size 108 on Mon Aug 22 19:21:29 2005
RTM_ADD: Add Route: len 108, pid: 6086, seq 1, errno
0, flags:<UP,GATEWAY,HOST,DONE,STATIC>
locks:  inits:
sockaddrs: <DST,GATEWAY>
192.168.1.0 yorick
got message of size 148 on Mon Aug 22 19:30:09 2005
RTM_ADD: Add Route: len 148, pid: 0, seq 0, errno 0,
flags:<UP,HOST,DONE,LLINFO,CLONED>
locks:  inits:
sockaddrs: <DST,GATEWAY,IFP,IFA>
faust link#1 00:50:bf:11:35:a5 eygo

Listing 15.23  Monitor-Modus


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15.3.2 Router aufsetzen  topZur vorigen Überschrift

Um einen Router aufzusetzen, muss man die obigen Schritte zur Routing-Konfiguration ebenfalls entsprechend durchführen. Allerdings ist es oftmals zusätzlich notwendig, die Schnittstellen, über die geroutet werden soll, mit anzugeben. Unter Linux wird bei route mit dem Parameter add über das Keyword dev die Schnittstelle mit angegeben, also etwa dev eth1.

Um aber das Routing seitens des Kernels definitiv zu veranlassen, muss das System wissen, dass es auch Pakete anderer Hosts weiterleitet. Das wird von System zu System unterschiedlich konfiguriert.

Abbildung Tux

Linux regelt solche Verhaltenskonfigurationen des Kernels beispielsweise über das Proc-Dateisystem. Je nachdem, ob in der Datei ip_forward in /proc/sys/net/ipv4 (das gilt auch analog für IPv6) eine »0« oder eine »1« steht, ist das Weiterleiten von TCP/IP-Datenpaketen entweder explizit unterbunden oder explizit erlaubt.

# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

Listing 15.24  Routing unter Linux aktivieren

Abbildung Blowfish

Unter BSD hingegen erledigt man solche Einstellungen mit dem Tool sysctl. Dabei wird je nach System eine andere Variable auf »1« oder »0« gesetzt. Unter OpenBSD heißt diese beispielsweise net.inet.ip.forwarding bzw. für IPv6 net.inet6.ip6.forwarding.

# sysctl -n net.inet6.ip6.forwarding
0
# sysctl -w net.inet6.ip6.forwarding=1
0 -> 1

Listing 15.25  forwarding abfragen und setzen


Solche Einstellungen sind sowohl unter Linux als auch unter BSD nur temporär. Nach dem nächsten Neustart müssen diese Parameter neu konfiguriert werden. Das erledigt man am besten über ein Shellskript oder über distributions- bzw. derivatspezifische Konfigurationsdateien wie /etc/sysctl.conf.




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