TCP/IP - Grundlagen und Praxis: Protokolle, Routing, Dienste, Sicherheit

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Vorwort
Inhalt
1 Netzwerke
    1.1 Netzwerkstandards
    1.1.1 OSI als Grundlage
    1.1.2 IEEE-Normen
    1.2 Netzwerkvarianten
    1.2.1 Ethernet
    1.2.2 Wireless LAN (IEEE 802.11)
    1.2.3 Bluetooth
    1.2.4 Sonstige Varianten
    1.3 Netzwerkkomponenten
    1.3.1 Repeater
    1.3.2 Brücke
    1.3.3 Switch
    1.3.4 Gateway
    1.3.5 Router
2 TCP/IP – Grundlagen
    2.1 Wesen eines Protokolls
    2.2 Low-Layer-Protokolle
    2.2.1 Protokolle der Datensicherungsschicht (Layer 2)
    2.2.2 Media Access Control (MAC)
    2.2.3 Logical Link Control (LLC)
    2.2.4 Service Access Point (SAP)
    2.2.5 Subnetwork Access Protocol (SNAP)
    2.3 Protokolle der Netzwerkschicht (Layer 3)
    2.3.1 Internet Protocol (IP)
    2.3.2 Internet Control Message Protocol (ICMP)
    2.3.3 Address Resolution Protocol (ARP)
    2.3.4 Reverse Address Resolution Protocol (RARP)
    2.3.5 Routing-Protokolle
    2.4 Protokolle der Transportschicht (Layer 4)
    2.4.1 Transmission Control Protocol (TCP)
    2.4.2 User Datagram Protocol (UDP)
    2.5 Protokolle der Anwendungsschicht (Layer 5–7)
    2.6 Sonstige Protokolle
3 Adressierung im IP-Netzwerk
    3.1 Adresskonzept
    3.1.1 Adressierungsverfahren
    3.1.2 Adressregistrierung
    3.1.3 Adressaufbau und Adressklassen
    3.2 Subnetzadressierung
    3.2.1 Prinzip
    3.2.2 Typen und Design der Subnetzmaske
    3.2.3 Verwendung privater IP-Adressen
    3.2.4 Internetdomain und Subnetz
    3.3 Dynamische Adressvergabe
    3.3.1 Bootstrap Protocol (BootP)
    3.3.2 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
    3.4 IP-Version 6 (IPv6)
    3.4.1 Gründe für eine Neuentwicklung
    3.4.2 Lösungsansätze
    3.4.3 IPv6-Leistungsmerkmale
    3.4.4 IP-Header der Version 6
    3.4.5 Stand der Einführung von IPv6
    3.4.6 NAT, CIDR und RSIP als Alternativen
    3.4.7 Fazit
4 Routing
    4.1 Grundlagen
    4.1.1 Aufgaben und Funktion
    4.1.2 Anforderungen
    4.1.3 Funktionsweise
    4.1.4 Router-Architektur
    4.1.5 Routing-Verfahren
    4.1.6 Routing-Algorithmus
    4.1.7 Einsatzkriterien für Router
    4.2 Routing-Protokolle
    4.2.1 Routing Information Protocol (RIP)
    4.2.2 RIP-Version 2
    4.2.3 Open Shortest Path First (OSPF)
    4.2.4 HELLO
    4.2.5 Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)
    4.2.6 Enhanced IGRP
    4.2.7 Intermediate System – Intermediate System (IS-IS)
    4.2.8 Border Gateway Protocol (BGP)
    4.3 Betrieb und Wartung
    4.3.1 Router-Initialisierung
    4.3.2 Out-Of-Band Access
    4.3.3 Hardwarediagnose
    4.3.4 Router-Steuerung
    4.3.5 Sicherheitsaspekte
    4.4 Software Defined Networking (SDN)
    4.4.1 Netzwerk Virtualisierung
    4.4.2 Switching Fabrics
    4.4.3 WAN Traffic Engineering
    4.4.4 SD-WAN
    4.4.5 Access Networks
5 Namensauflösung
    5.1 Prinzip der Namensauflösung
    5.1.1 Symbolische Namen
    5.1.2 Namenshierarchie
    5.1.3 Funktionsweise
    5.2 Statische Namensauflösung
    5.3 Dynamische Namensauflösung
    5.3.1 Aufgaben und Funktionen
    5.3.2 Auflösung von Namen
    5.3.3 DNS-Struktur
    5.3.4 DNS-Anfragen
    5.3.5 Umgekehrte Auflösung
    5.3.6 Standard Resource Records
    5.3.7 DNS-Message
    5.3.8 Dynamic DNS (DDNS)
    5.3.9 Zusammenspiel von DNS und Active Directory
    5.3.10 Auswahl der Betriebssystemplattform
    5.4 Namensauflösung in der Praxis
    5.4.1 Vorgaben und Funktionsweise
    5.4.2 DNS-Konfiguration
    5.4.3 Client-Konfiguration
6 Protokolle und Dienste
    6.1 TELNET
    6.2 SSH (Secure Shell)
    6.2.1 SSH-Server-Einrichtung
    6.2.2 SSH-Client-Einrichtung
    6.3 Dateiübertragung mit FTP
    6.3.1 Funktion
    6.3.2 Sicheres FTP (FTPS und SFTP)
    6.3.3 Anonymus FTP
    6.3.4 Trivial File Transfer Protocol (TFTP)
    6.4 HTTP
    6.4.1 Eigenschaften
    6.4.2 Adressierung
    6.4.3 HTTP-Message
    6.4.4 HTTP-Request
    6.4.5 HTTP-Response
    6.4.6 Statuscodes
    6.4.7 Methoden
    6.4.8 MIME-Datentypen
    6.4.9 HTTP Version 2 (HTTP/2)
    6.4.10 HTTP/3 und QUIC
    6.4.11 HTTPS
    6.5 E-Mail
    6.5.1 Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
    6.5.2 Post Office Protocol 3 (POP3)
    6.5.3 Internet Message Access Protocol 4 (IMAP4)
    6.6 Unified Collaboration and Communication (UCC)
    6.6.1 Presence Manager
    6.6.2 Instant Messaging (IM)
    6.6.3 Conferencing
    6.6.4 Telephony
    6.6.5 Application Integration
    6.6.6 Mobility
    6.6.7 CTI und Call Control
    6.6.8 Federation
    6.7 Lightweight Directory Access Protocol (LDAP)
    6.7.1 Konzeption
    6.7.2 Application Programming Interface (API)
    6.8 NFS
    6.8.1 Remote Procedure Calls (Layer 5)
    6.8.2 External Data Representation (XDR)
    6.8.3 Prozeduren und Anweisungen
    6.8.4 Network Information Services (NIS) – YELLOW PAGES
    6.9 Kerberos
    6.10 Simple Network Management Protocol (SNMP)
    6.10.1 SNMP und CMOT – zwei Entwicklungsrichtungen
    6.10.2 SNMP-Architektur
    6.10.3 SNMP-Komponenten
    6.10.4 Structure and Identification of Management Information (SMI)
    6.10.5 Management Information Base (MIB)
    6.10.6 SNMP-Anweisungen
    6.10.7 SNMP-Message-Format
    6.10.8 SNMP-Sicherheit
    6.10.9 SNMP-Nachfolger
7 Sicherheit im IP-Netzwerk
    7.1 Interne Sicherheit
    7.1.1 Hardwaresicherheit
    7.1.2 UNIX-Zugriffsrechte
    7.1.3 Windows- und macOS-Zugriffsrechte
    7.1.4 Benutzerauthentifizierung
    7.1.5 Die R-Kommandos
    7.1.6 Remote Execution (rexec)
    7.2 Externe Sicherheit
    7.2.1 Öffnung isolierter Netzwerke
    7.2.2 Das LAN/WAN-Sicherheitsrisiko
    7.3 Organisatorische Sicherheit
    7.3.1 Data Leakage
    7.3.2 Nutzung potenziell gefährlicher Applikationen
    7.3.3 Prozessnetzwerke und ihr Schutz
    7.4 Angriffe aus dem Internet
    7.4.1 »Hacker« und »Cracker«
    7.4.2 Scanning-Methoden
    7.4.3 Denial of Service Attack
    7.4.4 DNS-Sicherheitsprobleme
    7.4.5 Schwachstellen des Betriebssystems
    7.5 Virtual Private Network (VPN)
    7.6 Sicherheitsprotokoll IPsec
    7.6.1 IPsec-Merkmale
    7.6.2 IP- und IPsec-Paketformat
    7.6.3 Transport- und Tunnelmodus
    7.6.4 IPsec-Protokolle AH und ESP
    7.6.5 Internet Key Exchange (IKE)
    7.7 Weitere Überlegungen
    7.7.1 Grundschutzhandbuch für IT-Sicherheit des BSI
    7.7.2 Patching
    7.7.3 Der Schutz des Perimeters
    7.7.4 Public Key Infrastructure (PKI)
    7.7.5 Security Incident und Event Management (SIEM)
    7.7.6 Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO)
    7.7.7 Der Sicherheitsschild
8 Troubleshooting in IP-Netzwerken
    8.1 Analysemöglichkeiten
    8.1.1 Der Netzwerk-Trace
    8.1.2 Netzwerkstatistik
    8.1.3 Remote Network Monitoring (RMON)
    8.1.4 Analyse in Switched LANs
    8.2 Verbindungstest mit PING
    8.2.1 Selbsttest
    8.2.2 Test anderer Endgeräte
    8.2.3 Praktische Vorgehensweise im Fehlerfall
    8.2.4 Informationen per NETSTAT
    8.3 ROUTE zur Wegekonfiguration
    8.4 Wegeermittlung per TRACEROUTE
    8.5 Knotenadressen per ARP
    8.6 Aktuelle Konfiguration
    8.7 NSLOOKUP zur Nameserver-Suche
    8.8 Netzwerkanalyse mit WireShark
    8.8.1 Installation und Konfiguration
    8.8.2 Szenario: Web-Surfing
    8.8.3 Diverse Auswertungen
A Anhang: Das neue TCP/IP-Umfeld
    A.1 Internet of Things (IoT)
    A.1.1 IoT in der Industrie
    A.1.2 IoT im öffentlichen Sektor
    A.1.3 IoT im privaten Haushalt
    A.2 Industrie 4.0
B Anhang: TCP/IP-Konfigurationen
    B.1 Microsoft Windows
    B.2 Apple macOS
    B.3 Debian Linux
    B.4 Android
    B.5 Apple IOS
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