CCNA Powertraining

ICND1/CCENT (100-105)

Eric Amberg

• Verlag: MITP Verlag
• Jahr: 2016
• ISBN drucken:
  9783958454804
• eBook-ISBN:
  9783958454828
• Thema: Informatik
• Thema: Datenübertragungssysteme

Umfassendes, praxisorientiertes Intensiv-Training zur optimalen Prüfungsvorbereitung Zahlreiche Workshops mit Schritt-für-Schritt-Anleitungen Umfasst den gesamten Prüfungsstoff für ICND1/CCENT mit Prüfungstipps, Wiederholungsfragen und Übungen Mit diesem Powertraining werden Sie umfassend auf alle Prüfungsthemen der ICND1/CCENT-Prüfung vorbereitet. Dabei liegt der Fokus auf einer praxisorientierten Herangehensweise mit zahlreichen Schritt-für-Schritt-Anleitungen und Workshops, damit Sie den Prüfungsstoff nicht nur auswendig lernen, sondern direkt über die Praxis verstehen, sofort anwenden und dadurch verinnerlichen. Das Buch ist optimal auf die Anforderungen der Prüfung abgestimmt, sodass Sie keine zusätzlichen Lernmaterialien benötigen. Ziel dieses Buches ist es, Ihnen alle erforderlichen Kenntnisse und Erfahrungen an die Hand zu geben, damit Sie die Prüfung souverän bestehen können. Es werden insbesondere die Grundlagen der Netzwerktechnik intensiv behandelt, um nicht nur Support-Mitarbeitern sowie System- und Netzwerkadministratoren, sondern auch ambitionierten Einsteigern die Vorbereitung auf die anspruchsvolle Prüfung zu ermöglichen. Deshalb liegt auch ein Schwerpunkt auf den Hintergründen und Funktionsweisen der jeweiligen Technologien. Der Autor legt großen Wert darauf, dass Sie das erlernte Wissen auch in der Praxis unmittelbar und zielgerichtet einsetzen können. So werden Sie nicht nur optimal auf die Prüfung vorbereitet, sondern zugleich auch schon auf Herausforderungen, die Ihnen als Netzwerkadministrator im täglichen Arbeitsumfeld in Cisco-Netzwerken begegnen werden. So erfahren Sie an vielen Stellen auch, wie Profis die Technologie in der Praxis einsetzen. Auch wenn dieses Powertraining als klar definiertes Ziel die effektive und praxisorientierte Vorbereitung zur CCENT-Prüfung hat, werden Sie das Buch auch später als unentbehrliches Nachschlagewerk nutzen können, um sich in kurzer Zeit wieder in ein Themengebiet einzuarbeiten.

Kapitel 1: Einführung in Computernetzwerke

Dieses Kapitel dient allen Lesern, die noch keine große Vorerfahrung mit Netzwerken gesammelt haben, als Einstieg in die Welt der Computernetzwerke. Sollten Sie bereits mit den grundlegenden Netzwerkbegriffen vertraut sein, können Sie das Kapitel einmal überfliegen, vielleicht findet sich ja die eine oder andere interessante Information, die für Sie neu ist.

Wenn Sie jedoch zu den Lesern gehören, die sich in das Abenteuer Computernetzwerke stürzen, ohne große Vorkenntnisse mitzubringen, so legt dieses Kapitel die Grundlagen für Ihre Reise. Konkret beschäftigen wir uns mit den folgenden Themen:

• Wie sah die Welt aus, bevor es Netzwerke gab?
• Wie Netzwerke entstanden sind
• LAN und WAN
• Das Internet
• Netzwerk-Anwendungen
• Bandbreite und Übertragungsgeschwindigkeiten
• Normen und Gremien

Fast alle Bereiche, die ich in diesem Kapitel behandle, werden in weiteren Kapiteln vertieft. Hier geht es zunächst nur um einen Überblick aus 10.000 Metern Höhe. Machen Sie sich keine Sorgen, falls Sie den einen oder anderen Begriff noch nicht bis ins Detail verstehen, fast alle Themen greife ich zu einem späteren Zeitpunkt in diesem Buch noch einmal auf und erläutere Ihnen die Details.

1.1 Die Entwicklung von Computernetzwerken

Betrachten wir die rasante Entwicklung der EDV, so ist die Entstehung und Verbreitung von Computernetzwerken noch gar nicht so lange her – andererseits sehen wir auf rund 70 Jahre zurück, seit die ersten nennenswerten Computer das Licht der Welt erblickten. Zwar wurde das Internet in seinen Grundzügen bereits in den 1960er Jahren entwickelt, jedoch wurden Computernetzwerke in Unternehmen erst in den 1980er Jahren eingeführt. Nun, das ist inzwischen auch schon wieder rund 30 Jahre her – und angesichts der unglaublich schnellen Entwicklung in der Computertechnik kann man hier schon von Steinzeit sprechen.

1.1.1 Bevor es Netzwerke gab

Es war einmal vor langer, langer Zeit ...

Da gab es noch keine Computernetzwerke. Es war die Zeit der Lochkarten, Magnetbänder und (später) Disketten. Diese mehr oder weniger handlichen Speichermedien konnten Daten speichern, sodass es möglich war, diese Daten von einem Computer auf einen anderen zu übertragen. Dies war mitunter ein mühseliges Unterfangen, da Daten häufig auf mehreren Systemen benötigt wurden. Der Begriff Turnschuh-Administration​ kommt daher, dass der Administrator von System zu System hecheln musste, um lokal alle Arbeiten an dem jeweiligen System zu verrichten.

Um es allgemeiner auszudrücken: Alle Ressourcen, die auf einem Computer benötigt wurden, mussten auch auf diesem lokal verfügbar sein. Da Computertechnik damals sehr teuer war, wurden lediglich einige wenige Computersysteme zentral genutzt. Der Computer stand als riesiger Blechkasten in einem eigenen, klimatisierten Raum und konnte nur von Spezialisten bedient werden.

Abb. 1.1: Ein IBM-Großrechner Ende der 1950er Jahre (Quelle: Lawrence Livermore National Laboratory)

Im Laufe der Zeit wurden diese Großrechner-Systeme (Mainframes​ genannt) weiter ausgebaut und bedienerfreundlicher gestaltet. Über sogenannte Terminals​ konnten nun auch Anwender mit weniger Computerkenntnissen diese Systeme von ihrem Arbeitsplatz aus bedienen. Mussten jedoch Daten zwischen Filialen ausgetauscht werden, wurden Lochkarten​ (und später Magnetbänder) per Post verschickt. Dies nahm mitunter enorme Ausmaße an, da die Informationsflut ständig größer wurde. Aus heutiger Sicht enthielten diese Speichermedien eine unglaublich geringe Menge an Daten – eine Lochkarte nach IBM-Standard enthielt 80 Bytes.

Abb. 1.2: Lochkarte nach IBM-Standard (Quelle: Dr. Alexander Mayer, GIZEH Werke)

Zu diesem Thema hat Wikipedia einen sehr schönen Vergleich gezogen: Eine 80-GB-Festplatte kann den Inhalt von einer Milliarde Lochkarten speichern. Dies würde einem Lochkartenstapel von 170 km Höhe entsprechen ...

Durch die Erfindung der Datenfernübertragung​ (DFÜ)​ war es möglich, zwei Computersysteme an entfernten Standorten miteinander zu verbinden – diese Verbindungen waren jedoch Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen zwei dedizierten Systemen, die in der Regel über die Telefonleitungen realisiert wurden. Immerhin: ein wichtiger Meilenstein und der Beginn von Computernetzen in Unternehmen.

Das Wort »dediziert​« taucht in der Computerwelt immer wieder auf und bezeichnet etwas, das für genau diesen einen speziellen Zweck bereitgestellt wird.

Ein nächster Schritt bestand in der Entwicklung des IBM-PCs​ 1981. Nun wurde es möglich, einzelne Arbeitsplätze mit Computern auszustatten. Aber auch diese waren isoliert und benötigten alle Daten, Speicher, Rechenpower und Schnittstellen lokal im bzw. am Gerät. Aber immerhin waren diese jetzt an jedem Arbeitsplatz vorhanden und benötigten keinen eigenen Raum mehr ...

1.1.2 Die Entstehung des Internets

Ende der 1960er Jahre beauftragte das amerikanische Verteidigungsministerium (genauer die Abteilung Advanced Research Projects Agency​ oder kurz: ARPA) verschiedene Universitäten und Computerhersteller, ein Datennetz zu konzipieren, das redundante (also mehrfach vorhandene) Datenwege ermöglichte, um beim Ausfall eines Knotens (falls zufällig mal eine Atombombe oder etwas Ähnliches darauf fallen sollte) keinen Single-Point-of-Failure zu haben, der das gesamte Netzwerk lahmlegen würde.

Ein Single-Point-of-Failure​ ist eine einzelne notwendige Komponente in einem System, deren Ausfall den Ausfall des gesamten Systems zur Folge hat.

1969 wurde ein Testlauf mit einem halben Dutzend vernetzten Systemen gestartet und unter dem Projektnamen ARPANET​ in Betrieb genommen. Es hatte zum Ziel, verschiedene Universitäten und das Verteidigungsministerium dezentral miteinander zu verbinden, um Forschungsergebnisse untereinander auszutauschen. Die Verbindungen wurden über Telefonleitungen aufgebaut. Im Laufe der Jahre erweiterte sich das ARPANET und wurde mit neuen Technologien versehen. Die Verbindung über das Telefonnetz wurde durch sogenannte Packet Switching​-Technologien verdrängt, die die Datenübermittlung über Pakete ermöglichte, statt einen kontinuierlichen Datenstrom zu erzeugen. Damit konnten Verbindungen von mehreren Systemen gleichzeitig verwendet werden.

Beim Aufbau von dedizierten Verbindungen, wie es beim Telefon der Fall ist, spricht man dagegen von Circuit Switching​. Hierbei werden immer zwei Systeme direkt miteinander zusammengeschaltet.

Immer mehr Institutionen wurden an dieses neue Netzwerk angeschlossen. Schließlich wurde das Netzwerk auch von Unternehmen genutzt.

Abb. 1.3: Das ARPANET 1977 (Quelle: Wikipedia)

1.1.3 UNIX und C

Die weitere Entwicklung wurde durch zwei zentrale Komponenten ermöglicht: zum einen durch das Betriebssystem UNIX​ und zum anderen durch die Programmiersprache C, die von 1971 bis 1973 von Dennis Ritchie entwickelt wurde – übrigens, um genau dieses UNIX zu programmieren!

Kennen Sie den Spruch: »UNIX ist das Betriebssystem der Zukunft – schon seit 40 Jahren!«? Diese ironische Aussage entstammt einer interessanten Tatsache: Durch die Entwicklung von UNIX auf Basis der Programmiersprache C wurde eine einheitliche Betriebssystem-Plattform auf vielen verschiedenen Maschinenplattformen verfügbar und erleichterte so die Entwicklung von Netzwerkprotokollen und -anwendungen, da man nun endlich einen Quasi-Standard hatte. Dadurch wurde eine plattformübergreifende Kommunikation ermöglicht – das Internet war geboren!

UNIX schien eine goldene Zukunft bevorzustehen. Wie sich jedoch später herausstellte, sollte UNIX zwar die Zeit überdauern, jedoch diverse andere Betriebssysteme bezüglich der Bedeutung an sich vorbeiziehen lassen müssen.

1.1.4 Die TCP/IP-Protokollfamilie

Wozu eigentlich Protokolle? Ganz einfach: Ein Protokoll ist nichts anderes als eine Sprache, über die sich die kommunizierenden Partner einigen. Waren Sie schon einmal in Frankreich? Ein schönes Land, viele nette Menschen ... die oft jedoch ausschließlich Französisch sprechen. Sollten Sie der französischen Sprache nicht mächtig sein, hapert es mit der Kommunikation! Auch Englisch hilft Ihnen da nicht wirklich weiter, da es am gemeinsamen Nenner fehlt.

Dieser gemeinsame Nenner, diese Kommunikationsvereinbarung, ist das Protokoll. Da es verschiedene Ebenen und unterschiedliche Anwendungen innerhalb der Netzwerk-Kommunikation gibt, existiert eine große Anzahl von zusammenhängenden Protokollen, die als Protokollfamilie bezeichnet wird. TCP/IP ist daher eigentlich kein Protokoll, sondern eine ganze Protokollfamilie, wobei die beiden wichtigsten Protokolle, nämlich TCP (Transmission Control Protocol) und IP (Internet Protocol) lediglich die Namensgeber sind. Dennoch spricht man umgangssprachlich von dem TCP/IP-Protokoll.

Anfangs gab es im Internet (bzw. ARPANET) eine Reihe von konkurrierenden Protokollen – insbesondere die ISO​ (International Organization for Standardization​) entwickelte einen umfas...

Inhaltsverzeichnis

• Impressum
• Willkommen beim ICND1/CCENT-Powertraining
• Teil I: Netzwerk-Grundlagen
• Kapitel 1: Einführung in Computernetzwerke
• Kapitel 2: Die Netzwerk-Referenzmodelle
• Kapitel 3: Das Internetprotokoll und die IPv4-Adressen
• Kapitel 4: ARP und ICMP
• Kapitel 5: Die Transportprotokolle TCP und UDP
• Kapitel 6: Wichtige TCP/IP-Applikationen
• Kapitel 7: Allgemeines Troubleshooting in IP-Netzwerken
• Teil II: Ethernet-LANs
• Kapitel 8: Ethernet und Switching-Grundlagen
• Kapitel 9: LAN-Design – Topologie moderner Netzwerke
• Kapitel 10: Grundkonfiguration eines Cisco-Switches
• Kapitel 11: Grundlegende Switch-Funktionen verstehen
• Kapitel 12: VLANs und VLAN-Trunking
• Kapitel 13: Security
• Kapitel 14: Troubleshooting beim LAN-Switching
• Teil III: IPv4-Netzwerke planen und konfigurieren
• Kapitel 15: Subnetting
• Kapitel 16: VLSM und Routen-Zusammenfassung
• Kapitel 17: Einen Cisco-Router in Betrieb nehmen
• Kapitel 18: Wartung und Verwaltung der Geräte
• Kapitel 19: WAN-Technologien
• Kapitel 20: Grundlagen des Routings
• Kapitel 21: Dynamisches Routing mit RIPv2
• Teil IV: ACL und NAT
• Kapitel 22: Access Control Lists
• Kapitel 23: Network Address Translation (NAT)
• Teil V: IP Version 6
• Kapitel 24: Grundlagen von IPv6
• Kapitel 25: IPv6-Konfiguration
• Kapitel 26: ICMPv6
• Kapitel 27: Prüfungsvorbereitung