Filius-Labor 3: Webserver, DNS und DHCP

IT 12.4 – Netzwerke · Teil C „Filius-Labor“ · Labor 3 · passt zu den Einheiten 6 und 10

Lernziele

Du kannst in Filius einen Webserver einrichten und eine Seite mit dem Webbrowser abrufen.
Du kannst einen DNS-Server einrichten, Namen eintragen und bei den Geräten den DNS-Server einstellen.
Du kannst einen DHCP-Server einrichten und Geräte ihre Einstellungen automatisch beziehen lassen.
Du kannst im Datenaustausch HTTP, DNS und DHCP erkennen und mit Einheit 10 vergleichen.
Du kannst Störungen bei Namensauflösung und Adressvergabe vorhersagen und erklären.

Vom ping zur Webseite

Bisher hast du in Filius nur getestet, ob Geräte sich erreichen. Im Alltag rufst du aber Webseiten über Namen auf, und dein Gerät bekommt seine Adresse automatisch. In Einheit 10 hast du die Abläufe Schritt für Schritt verfolgt. Jetzt richtest du die Server dafür selbst ein.

Öffne dein Netz aus Labor 2. Netz C brauchst du in diesem Labor nicht.

Netzplan für Labor 3: wie in Labor 2, Server A ist jetzt Webserver, Server B ist DNS- und DHCP-Server, Notebook C und Notebook D bekommen ihre Adressen per DHCP.

Als Namen verwendest du www.schule.example. Die Endung .example ist für Beispiele reserviert. So gibt es keine Verwechslung mit echten Seiten im Internet.

Laboraufträge

Laborauftrag 1: Ein Webserver leicht

a) Installiere auf Server A die Anwendungen Webserver und Texteditor. Öffne mit dem Texteditor die Datei index.html im Ordner für den Webserver und ändere die Überschrift, zum Beispiel in „Netzwerk-Labor“. Speichere die Datei.

b) Starte den Webserver. Installiere auf Notebook C einen Webbrowser und rufe die Seite über die Adresse http://192.168.0.12 auf.

c) Untersuche den Datenaustausch von Notebook C. Gib an, welche Protokolle und welche Schichten du findest und in welcher Reihenfolge sie auftauchen.

Tipp 1

Zu c): Bevor der Browser die Seite anfragen kann, braucht er eine Verbindung zum Server. Woran erkennst du den Verbindungsaufbau aus Einheit 6?

Lösung

Laborauftrag 2: Namen statt Nummern mittel

a) Rufe im Browser von Notebook C die Adresse http://www.schule.example auf. Beschreibe, was passiert, und erkläre, warum.

b) Installiere auf Server B die Anwendung DNS-Server. Trage den Namen www.schule.example mit der IP-Adresse von Server A ein und starte den DNS-Server.

c) Trage bei allen Geräten in den Einstellungen den DNS-Server 192.168.1.12 ein. Rufe die Seite erneut über den Namen auf.

d) Teste in der Befehlszeile von Notebook A den Befehl host www.schule.example. Gib an, was angezeigt wird.

e) Untersuche den Datenaustausch von Notebook C beim Aufruf über den Namen. Ermittle, was vor dem TCP-Verbindungsaufbau zum Webserver passiert, und vergleiche mit dem DNS-Ablauf aus Einheit 10.

Tipp 1

Zu a): Was muss der Browser kennen, um eine Verbindung aufzubauen, den Namen oder die IP-Adresse?

Tipp 2

Zu e): Achte auf eine kurze Anfrage an 192.168.1.12 und die Antwort darauf. Welches Transportprotokoll wird verwendet?

Lösung

Laborauftrag 3: Adressen automatisch mittel

a) Richte auf Server B einen DHCP-Server für Netz B ein. In Filius findest du die Einrichtung in den Einstellungen des Rechners. Vergib den Adressbereich 192.168.1.100 bis 192.168.1.150. Bietet dein Filius Felder für Gateway und DNS-Server an, trage dort 192.168.1.1 und 192.168.1.12 ein. Aktiviere den DHCP-Server.

b) Stelle bei Notebook C und Notebook D ein, dass sie DHCP zur Konfiguration verwenden. Wechsle in den Aktionsmodus und prüfe mit ipconfig, welche Einstellungen sie bekommen haben.

c) Untersuche den Datenaustausch von Notebook C beim Start. Ordne die Nachrichten den vier Schritten aus Einheit 10 zu.

d) Begründe, warum der DHCP-Server selbst eine feste Adresse hat und warum diese außerhalb des Adressbereichs liegt.

Tipp 1

Zu c): Merkhilfe aus Einheit 10: D-O-R-A. Achte darauf, welche Nachrichten an alle gehen.

Lösung

Was du beobachtet hast

Ein Webseitenabruf läuft durch alle vier Schichten: Verbindungsaufbau mit TCP, dann die HTTP-Anfrage und die Antwort.
Ruft man die Seite über einen Namen auf, kommt davor eine DNS-Anfrage über UDP. Ohne DNS-Server oder ohne eingetragenen DNS-Server funktioniert nur die IP-Adresse.
Mit host testest du die Namensauflösung getrennt von der Webseite.
DHCP verteilt die Einstellungen in vier Schritten. Discover und Request gehen als Broadcast an alle, weil das Gerät am Anfang noch keine Adresse hat.

Fehlersuche

Sage zuerst voraus, was passieren wird, und begründe. Teste erst dann in Filius. Stelle danach die richtige Einstellung wieder her.

Fehlersuche 1: Der DNS-Server schläft mittel

Stoppe den DNS-Server auf Server B.

a) Sage voraus, ob Notebook C die Seite über http://192.168.0.12 und über http://www.schule.example erreicht.

b) Überprüfe in Filius. Erläutere, mit welchem Befehl du schnell herausfindest, dass das Problem bei der Namensauflösung liegt und nicht beim Webserver.

Lösung

Fehlersuche 2: Der falsche Eintrag schwer

Ändere im DNS-Server den Eintrag für www.schule.example auf die Adresse 192.168.0.11 (Notebook B, dort läuft kein Webserver). Starte den DNS-Server neu.

a) Sage voraus, was host www.schule.example anzeigt und was der Browser beim Aufruf über den Namen meldet.

b) Überprüfe in Filius. Vergleiche mit Fehlersuche 1 und erläutere, woran man die beiden Fehler unterscheidet.

Tipp 1

Funktioniert die Namensauflösung hier? Und wenn ja: Was findet der Browser unter der Adresse, die er bekommt?

Lösung

Fehlersuche 3: Zu wenige Adressen mittel

Verkleinere den Adressbereich des DHCP-Servers auf 192.168.1.100 bis 192.168.1.100 (eine einzige Adresse). Starte Filius neu bzw. wechsle neu in den Aktionsmodus, damit Notebook C und Notebook D ihre Adressen neu anfordern.

a) Sage voraus, was mit Notebook C und Notebook D passiert.

b) Überprüfe mit ipconfig auf beiden Notebooks und erkläre das Ergebnis mit dem DHCP-Ablauf.

Lösung

Zusammenfassung

Ein Webserver liefert Seiten über HTTP, davor wird eine TCP-Verbindung aufgebaut.
Ein DNS-Server übersetzt Namen in Adressen. Jedes Gerät braucht die Adresse des DNS-Servers in seinen Einstellungen. Testen mit host.
Ein DHCP-Server verteilt Adressen aus einem Adressbereich in vier Schritten (Discover, Offer, Request, Acknowledge). Er selbst hat eine feste Adresse außerhalb des Bereichs.
Fehlersuche Schritt für Schritt: Netz (ping an die IP) → Name (host) → Dienst (Browser).

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 einen Webserver einrichten und die Seite abrufen? → Laborauftrag 1
Kannst du einen DNS-Server einrichten und nutzen? → Laborauftrag 2, Fehlersuche 1
Kannst du einen DHCP-Server einrichten? → Laborauftrag 3, Fehlersuche 3
Kannst du HTTP, DNS und DHCP im Datenaustausch erkennen? → Was du beobachtet hast, Laborauftrag 2, Laborauftrag 3
Kannst du Störungen bei Namen und Adressvergabe erklären? → Fehlersuche 1, Fehlersuche 2, Fehlersuche 3

Wortspeicher

Begriff	Bedeutung in einfachen Worten
Webserver	Programm, das Webseiten an Browser ausliefert
HTTP	Protokoll, mit dem der Browser Seiten anfragt und bekommt
index.html	Startseite eines Webservers
DNS-Server	Server, der Namen in IP-Adressen übersetzt
host	Befehl, der nur die Namensauflösung testet
DHCP-Server	Server, der Geräten automatisch Adresse und Einstellungen gibt
Adressbereich	Adressen, die der DHCP-Server vergeben darf
feste Adresse	von Hand eingetragene Adresse, z. B. für Server

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 (Webserver, DNS-Server, DHCP-Server in Filius) folgt dem „Skriptum zur Unterrichtsreihe Netzwerke mit FILIUS“ von Daniel Garmann (2015), Begleitmaterial auf der Filius-Seite. Texte, Aufträge, Beispielnamen, Fehlersuche-Aufgaben und Netzpläne sind neu erstellt. Die E-Mail-Aufgaben des Skripts sind bewusst nicht übernommen.
Beispielname nach RFC 2606 (Endung .example).
Hessisches Kultusministerium: Kerncurriculum Fachoberschule, Fachrichtung Technik, Schwerpunkt Informationstechnik, Themenfeld 12.4 Netzwerke (Stand November 2022).