DHCP / DNS / FTP / TCP / UDP
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol – mit diesem Protokoll werden die IP-Adressen an Endgeräte (das könnte ein PC, Smartphone oder Drucker sein) innerhalb eines Netzwerks zugewiesen. Die Hosts werden dynamisch (automatisch) konfiguriert.
Das Ziel von diesem Protokoll ist es, dass jedem Host im Netzwerk eine IP-Adresse sowohl auch ein Gateway, Subnetzmaske und DNS automatisch zuzuordnen.
Port 67 - UDP (Server)
Port 68 - UDP (Client)
Layer 7 (Application Layer) - OSI Modell
Ablauf DHCP
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Wichtige Headereinträge DHCP
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Client-/Transaction-ID |
Zufallszahl, die der Client bestimmt und dem Server der Zuordnung hilft |
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Flags |
Discover Offer Request Acknowledge |
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Server-Address |
Hilft dem DHCP-Server zu erkennen, an wen der Request gerichtet ist |
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Client-Address |
Die IP-Adresse, die dem Client dann zugeordnet wird |
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Client hardware address |
MAC-Adresse welcher der Client Broadcastet |
DNS
Domain Name System – funktioniert ähnlich wie ein Telefonbuch: Es verwaltet die Zuweisung zwischen Namen und Nummern. DNS-Server übersetzen Namensanforderungen in IP-Adressen und steuern dabei, welchen Server ein Endbenutzer erreicht, wenn er in seinen Webbrowser einen Domänen-Namen eingibt.
Port 53 - UDP
Layer 7 (Application Layer) - OSI Modell
Auf jedem Client ist ein Stück Software installiert, dass sich Resolver nennt. Sollte man eine IP-Adresse auf Basis einer URL benötigen, dann kümmert sich der Resolver um die Anfrage beim DNS-Server.
Eine Anfrage bei einem DNS-Server kann zwei unterschiedliche Antworten zur Folge haben.
Beim itterativen Verfahren (links im Bild) bekommt man entweder die gewünschte Antwort oder einen Verweis zu einem anderen DNS-Server. Dieser wird dann vom Resolver auf dem Client angefragt.
Beim rekursiven Verfahren (rechts im Bild) frägt der Resolver ebenfalls bei einem DNS-Server an, sollte der die Antwort nicht kennen, dann leitet dieser sie selbst an den nächsten DNS-Server weiter.
TCP
Transmission Control Protocol - ist ein verbindungsorientiertes und paketvermitteltes Transportprotokoll. Kommunikation über TCP lässt sich in drei Schritte einteilen, dem Verbindungsaufbau, der Datenübertragung und dem Verbindungsabbau.
Layer 7 (Application Layer) - OSI Modell
Verbindungsaufbau - Drei-Wege-Handshake
Client (Rechner der Verbindung aufbauen will) schickt ein SYN mit einer zufälligen 32-Bit langen Sequenznummer(seq). Ist der Server (Rechner zu dem die Verbindung aufgebaut wird) bereit die Verbindung zu zulassen, dann antwortet er mit einem SYN-ACK.Dabei wird die erhaltene seq um eins weitergezählt und als Acknowledgenummer(ack) zurück geschickt. Zusätzlich erstellt der Server selbst eine 32-Bit lange Sequenznummer und schickt diese mit.
Das SYN-ACK wird vom Client mit einem ACK bestätigt. Hier wird die seq des Servers als ack verwendet und um eins hochgezählt.
Datenübertragung
Hier werden die eigentlichen Informationen übertragen. Früher wurde jedes Paket das ausgetauscht wurde von der Gegenseite mit Hilfe einer Sequenznummer bestätig. Das führt allerdings zu einer hohen Netzbelastung. Aus diesem Grund hat man die Möglichkeit geschaffen auch mehrere Pakete auf einmal schicken und bestätigen zu können. Dabei wird immer das letzte Paket, dass passt bestätigt. Damit ist dem Sender bekannt, was er nochmal nachschicken muss bzw. ab welchem Punkt er weitere Pakete schicken kann.
Verbindungsabbau - Vier-Wege-Handshake
Ähnlich wie beim Verbindungsaufbau, wird auch hier gegenseitig bestätig, dass man die Verbindung abbaut. Dabei schickt die eine Seite ein FIN mit zufälliger Sequenznummer(seq). Diese wird um eins hoch gezählt und als ACK zurückgeschickt. Zusätzlich wird ein zweites, eignes FIN Paket verschickt, welches ebenfalls mit einem ACK bestätigt wird. Erst ab diesem Moment ist die Verbindung geschlossen.
UDP
User Datagram Protocol - minimales und verbindungsloses Netzwerkprotokoll. Im Gegensatz zu TCP wird hier keine Verbindung aufgebaut, sondern die Daten einfach losgeschickt. Es gibt keine Bestätigung ob die Pakete angekommen sind oder nicht. Es kann also zu unbemerktem Datenverlust kommen. Jedoch gibt es eine Checksumme, die überprüft ob die Pakete fehlerfrei angekommen sind.
Streaming und Telefonie läuft über UDP, da der Verlust von einzelnen Paketen nicht wahrgenommen wird. Und sollte man doch etwas nicht verstanden haben kann man nachfragen.
Layer 7 (Application Layer) - OSI Modell
FTP
File Transfer Protocol - Protokoll wird genutzt um Daten von einem Client zum Server hochzuladen oder von einem Server zum Client herunterzuladen. Zusätzlich können über FTP auch Verzeichnisse angelegt und ausgelesen werden. Zudem können Verzeichnisse und Dateien umbenannt und gelöscht werden.
Aktives FTP - Der Client öffnet einen zufälligen Port und teilt diesen zusammen mit der eigenen IP-Adresse mit.
Passives FTP - Der Client bittet den Server eine Verbindung aufzubauen, daraufhin öffnet der Server einen Port und schickt diesen zusammen mit der Server-IP an den Client.
Der Verbindungsaufbau dient u.a. der Datenintegrität, damit nicht zwei User gleichzeitig eine Datei umbennen, löschen usw. können bzw. klar geregelt ist, wer vorrang hat.
Port 21 - TCP
Layer 7 (Application Layer) - OSI Modell
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