Filius-Labor 2: Netze mit Router verbinden
IT 12.4 – Netzwerke · Teil C „Filius-Labor“ · Labor 2 · passt zu den Einheiten 7, 8 und 11
Lernziele
Abschnitt betitelt „Lernziele“- Du kannst in Filius zwei oder mehr Netze über einen Router verbinden und seine Schnittstellen einstellen.
- Du kannst bei allen Geräten das passende Gateway eintragen und begründen.
- Du kannst für ein Netz mit anderer Subnetzmaske Adressen planen und einstellen (Einheit 8).
- Du kannst Fehler bei Gateway und Adressen vorhersagen, finden und erklären.
Zwei Netze, ein Router
Abschnitt betitelt „Zwei Netze, ein Router“In Labor 1 lagen alle Geräte im selben Netz, und ein Switch hat gereicht. Jetzt kommt ein zweites Netz dazu, zum Beispiel für ein zweites Gebäude. Aus Einheit 5 und 7 weißt du: Ein Switch verbindet nur Geräte desselben Netzes. Für den Weg in ein anderes Netz braucht man einen Router.
Öffne dein gespeichertes Netz aus Labor 1. Falls du es nicht mehr hast, baue Netz A aus dem Plan unten neu auf.
In Filius heißt der Router je nach Version Router oder Vermittlungsrechner. Beim Hinstellen fragt Filius, wie viele Schnittstellen er haben soll. Jede Schnittstelle bekommt eine eigene IP-Adresse und Subnetzmaske, du stellst sie im Entwurfsmodus per Doppelklick auf den Router ein.
Laboraufträge
Abschnitt betitelt „Laboraufträge“Laborauftrag 1: Ein zweites Netz leicht
a) Baue Netz B aus dem Plan auf: drei Geräte mit den angegebenen Adressen, Subnetzmaske 255.255.255.0, und einen eigenen Switch.
b) Stelle einen Router mit zwei Schnittstellen zwischen die beiden Switches. Gib ihm im Netz A die Adresse 192.168.0.1 und im Netz B die Adresse 192.168.1.1, jeweils mit der Maske 255.255.255.0.
c) Teste von Notebook A aus ping 192.168.1.10. Beschreibe das Ergebnis und stelle eine Vermutung auf, was noch fehlt.
Tipp 1
Zu c): Woher soll Notebook A wissen, an wen es eine Nachricht in ein anderes Netz schicken soll? Schau dir die Einstellungen von Notebook A an.
Lösung
Laborauftrag 2: Gateways eintragen mittel
a) Trage bei allen sechs Geräten das passende Gateway ein. Begründe, warum die Geräte in Netz A und in Netz B ein unterschiedliches Gateway bekommen.
b) Teste noch einmal ping 192.168.1.10 von Notebook A aus.
c) Sieh dir im Datenaustausch von Notebook A die ARP-Anfrage an. Ermittle, nach welcher IP-Adresse Notebook A fragt, und erkläre, warum es nicht die Adresse von Notebook C ist.
d) Verbinde einen Einfachen Client auf Notebook C mit dem Echo-Server auf Server A (192.168.0.12) und teste ihn.
Tipp 1
Zu a): Das Gateway muss für jedes Gerät im eigenen Netz liegen (Einheit 7).
Tipp 2
Zu c): An wen schickt Notebook A die Nachricht tatsächlich über das Kabel, an Notebook C oder an den Router?
Lösung
Laborauftrag 3: Ein drittes Netz mit anderer Maske schwer
Für einen Drucker und ein Notebook E soll ein kleines drittes Netz 10.10.10.0/28 entstehen.
a) Berechne Subnetzmaske, Broadcast-Adresse und nutzbaren Bereich dieses Netzes und gib an, wie viele Geräte hineinpassen (Einheit 7).
b) Plane die Adressen: eine für die dritte Schnittstelle des Routers, eine für den Drucker, eine für Notebook E. Gib für Drucker und Notebook E auch das Gateway an. Stelle deine Planung in einer Tabelle dar.
c) Gib dem Router eine dritte Schnittstelle (in den Einstellungen des Routers), baue Netz C auf und stelle alles nach deiner Planung ein.
d) Überprüfe mit ping, dass Notebook E sowohl Notebook A als auch Notebook C erreicht.
Tipp 1
Zu a): /28 bedeutet 28 Einsen, also im letzten Block 4 Einsen. Wie viele Gerätebits bleiben?
Tipp 2
Zu b): Alle drei Adressen müssen im nutzbaren Bereich aus a) liegen. Welche Adresse bekommen Drucker und Notebook E als Gateway?
Lösung
Was du beobachtet hast
Abschnitt betitelt „Was du beobachtet hast“- Ein Router steht zwischen Netzen und hat in jedem Netz eine Schnittstelle mit eigener Adresse.
- Damit ein Gerät Nachrichten in andere Netze schicken kann, braucht es das Gateway: die Adresse des Routers im eigenen Netz. Ohne Gateway bleibt jede Nachricht in ein fremdes Netz hängen.
- Für eine Nachricht in ein fremdes Netz fragt das Gerät per ARP nach der MAC-Adresse des Routers, nicht nach der des Ziels. Über das Kabel geht die Nachricht an den Router, die Ziel-IP-Adresse steht im IP-Kopf.
- Netze dürfen unterschiedlich groß sein. Innerhalb eines Netzes müssen aber alle Geräte dieselbe Maske haben und eine Adresse aus dem nutzbaren Bereich.
Fehlersuche
Abschnitt betitelt „Fehlersuche“Sage zuerst voraus, was passieren wird, und begründe. Teste erst dann in Filius. Stelle nach jeder Fehlersuche die richtige Einstellung wieder her.
Fehlersuche 1: Ein Tippfehler im Gateway mittel
Ändere bei Notebook A das Gateway auf 192.168.0.254. Ein Gerät mit dieser Adresse gibt es nicht.
a) Sage voraus, ob Notebook A Notebook B (gleiches Netz) und Notebook C (Netz B) erreicht.
b) Überprüfe in Filius und erläutere, woran man im Datenaustausch von Notebook A erkennt, dass das Gateway falsch ist.
Tipp 1
Für welche der beiden Nachrichten braucht Notebook A überhaupt ein Gateway? Und nach wessen MAC-Adresse fragt es dann?
Lösung
Fehlersuche 2: Gateway nur auf einer Seite schwer
Lösche bei Notebook C das Gateway. Notebook A behält sein richtiges Gateway 192.168.0.1.
a) Sage voraus, was beim ping 192.168.1.10 von Notebook A aus passiert. Kommt die Anfrage bei Notebook C an? Kommt eine Antwort zurück?
b) Überprüfe in Filius. Vergleiche die Datenaustausch-Fenster von Notebook A und Notebook C.
c) Erläutere, warum sich der Fehler für Notebook A so anfühlt, als wäre Notebook C gar nicht erreichbar, obwohl die Anfrage ankommt. Stelle eine Verbindung zu Einheit 11 her.
Tipp 1
Notebook C muss seine Antwort an 192.168.0.10 schicken. Liegt diese Adresse für C im eigenen Netz?
Lösung
Fehlersuche 3: Knapp daneben mittel
Gib Notebook E die Adresse 10.10.10.17 (Maske 255.255.255.240, Gateway 10.10.10.1).
a) Sage voraus, ob Notebook E noch den Drucker und Notebook A erreicht. Begründe mit der Netzadresse von 10.10.10.17.
b) Überprüfe in Filius.
Tipp 1
Schreibe 17 dual und verknüpfe mit 240 (11110000). Liegt das Ergebnis im Netz 10.10.10.0?
Lösung
Zusammenfassung
Abschnitt betitelt „Zusammenfassung“- Ein Router verbindet Netze und hat in jedem Netz eine Schnittstelle mit eigener Adresse und Maske.
- Jedes Gerät braucht als Gateway die Router-Adresse im eigenen Netz.
- Für Nachrichten in ein fremdes Netz geht der Rahmen an den Router (ARP nach dem Gateway), die Ziel-IP bleibt im IP-Kopf.
- Fehlt das Gateway auf einer Seite, kommt die Anfrage an, aber die Antwort nicht zurück.
- Netze dürfen unterschiedlich groß sein, aber innerhalb eines Netzes gelten eine Maske und ein nutzbarer Bereich.
Selbstcheck
Abschnitt betitelt „Selbstcheck“Geh die Fragen ehrlich durch. Wenn du bei einer unsicher bist, lies den verlinkten Abschnitt noch einmal oder bearbeite die passende Aufgabe.
- Kannst du Netze über einen Router verbinden und seine Schnittstellen einstellen? → Laborauftrag 1, Laborauftrag 3
- Kannst du das passende Gateway eintragen und begründen? → Laborauftrag 2, Was du beobachtet hast
- Kannst du für ein Netz mit anderer Maske Adressen planen? → Laborauftrag 3, Fehlersuche 3
- Kannst du Fehler bei Gateway und Adressen vorhersagen und erklären? → Fehlersuche 1, Fehlersuche 2, Fehlersuche 3
Wortspeicher
Abschnitt betitelt „Wortspeicher“| Begriff | Bedeutung in einfachen Worten |
|---|---|
| Router (Vermittlungsrechner) | Gerät, das Netze verbindet; in Filius je nach Version so genannt |
| Schnittstelle | Anschluss des Routers an ein Netz, mit eigener IP-Adresse und Maske |
| Gateway | Adresse des Routers im eigenen Netz, an die Nachrichten in fremde Netze gehen |
| ARP nach dem Gateway | für fremde Netze fragt ein Gerät nach der MAC-Adresse des Routers |
| Rückweg | Weg der Antwort; braucht ebenfalls ein Gateway |
| nutzbarer Bereich | Adressen zwischen Netzadresse und Broadcast, die Geräte bekommen dürfen |
Quellen
Abschnitt betitelt „Quellen“- Filius: Lernsoftware zum Thema Rechnernetze, ursprünglich entwickelt an der Universität Siegen, freie Software unter der GNU General Public License. Offizielle Seite: lernsoftware-filius.de.
- Die Grundidee (zweites Netz über einen Router, Gateway eintragen) folgt dem „Skriptum zur Unterrichtsreihe Netzwerke mit FILIUS“ von Daniel Garmann (2015), Begleitmaterial auf der Filius-Seite. Texte, Aufträge, das dritte Netz, Fehlersuche-Aufgaben und Netzpläne sind neu erstellt.
- Hessisches Kultusministerium: Kerncurriculum Fachoberschule, Fachrichtung Technik, Schwerpunkt Informationstechnik, Themenfeld 12.4 Netzwerke (Stand November 2022).