Diese App begleitet dich durch Arbeitsblatt 3. Im Mittelpunkt steht der Ping-Simulator: Er spielt Schritt für Schritt ab, welche Nachrichten wirklich über das Kabel gehen, wenn du ping 192.168.0.11 eingibst – erst ARP, dann ICMP.
Netz erweitern, Datenaustausch protokollieren, Sequenzdiagramm, Schichten, Fehlerfall, Sicherung.
Broadcast, warum der erste Ping länger dauert, weitere Befehle.
Zusatzmodul zum Nachschlagen: Aufbau der Adresse, Netz- und Hostanteil.
Nichts wird gespeichert oder verschickt. Beim Neuladen ist alles leer.
Eine IPv4-Adresse besteht aus vier Zahlen von 0 bis 255, den Oktetten – jedes steht für genau 8 Bit, zusammen also 32 Bit. Die Netzmaske legt fest, welcher Teil davon das Netz bezeichnet und welcher das einzelne Gerät (Host).
Blau = Netzanteil (Maske hat dort eine 1), Orange = Hostanteil.
Öffne deine gespeicherte Datei aus der ersten Doppelstunde. Die folgenden Schritte führst du im Entwurfsmodus durch. Hake ab, was erledigt ist.
| Gerät | Name | IP-Adresse | Netzmaske |
|---|---|---|---|
| Notebook | Rechner 0.10 | 192.168.0.10 | 255.255.255.0 |
| Notebook | Rechner 0.11 | 192.168.0.11 | 255.255.255.0 |
| Rechner | Server 0.12 | 192.168.0.12 | 255.255.255.0 |
| Switch | – | keine | – |
Bevor der eigentliche Ping losgeht, passiert etwas anderes: Der sendende Rechner kennt zwar die IP-Adresse des Ziels, nicht aber dessen MAC-Adresse. Er fragt deshalb zuerst im Netz nach – das regelt das ARP (Address Resolution Protocol). Erst danach folgen die Ping-Pakete, die zum ICMP (Internet Control Message Protocol) gehören.
ARP klärt zuerst, welche MAC-Adresse zur gesuchten IP-Adresse gehört.
Das kostet zwei Nachrichten: eine Anfrage und eine Antwort.
ICMP übernimmt danach den eigentlichen Erreichbarkeitstest. Standardmäßig werden
vier Anfragen gesendet, auf die jeweils eine Antwort erwartet wird.
Das Datenaustausch-Fenster ist ein Mitschnitt. Jede Zeile ist eine einzelne Nachricht, die über das Kabel gegangen ist – in der Reihenfolge, in der es passiert ist. Vier Spalten:
IP-Adresse – die Adresse, die du selbst vergeben hast (192.168.0.11). Sie sagt,
wo ein Gerät im Netz liegt.
MAC-Adresse – die Nummer, die fest in der Netzwerkkarte steckt (z. B. 4A:2B:19:C0:77:02).
Ohne sie kann kein Kabel-Rahmen abgeschickt werden. Ein Vergleich: Die IP-Adresse ist die Anschrift,
die MAC-Adresse der Name auf dem Klingelschild.
Jede richtige Antwort schaltet den nächsten Schritt frei. Falsch tippen ist erlaubt – du bekommst jedes Mal eine Erklärung.
Wähle in jeder Zeile aus den Klapplisten. Danach auf Tabelle prüfen – du siehst für jede Zeile einzeln, ob sie stimmt.
| Nr. | Quelle | Ziel | Protokoll und Bemerkung |
|---|
Klicke eine Zeile an – im Modul Schichten siehst du dann, welche Ebenen beteiligt waren.
| Nr. | Quelle | Ziel | Protokoll und Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Noch nichts gesendet – starte den Simulator. | |||
Klicke Bausteine an, um sie einzufügen – und ändere sie danach in deine eigenen Worte um.
Zeichne den Ablauf zuerst selbst auf dein Blatt: zwei senkrechte Linien für die Stationen, für jede Nachricht ein beschrifteter Pfeil in der richtigen Richtung. Erst danach aufdecken.
Wenn du einen Brief verschickst, sind mehrere Leute nacheinander beteiligt – und jeder kümmert sich nur um seinen Teil. Genau so ist ein Netzwerk aufgebaut: in Schichten, die aufeinanderliegen. Jede Schicht hat eine Aufgabe und gibt das Ergebnis an die nächste weiter.
| Schicht im Netz | Aufgabe | Beim Briefverschicken wäre das … |
|---|---|---|
| 4 · Anwendungsschicht | Der eigentliche Inhalt: eine Webseite, eine E-Mail, ein Video. | … der Text, den du auf das Blatt schreibst. |
| 3 · Transportschicht | Sorgt dafür, dass ein Programm mit einem anderen Programm spricht, und dass nichts verloren geht. Dafür gibt es Portnummern. | … die Zeile „z. Hd. Frau Meier, Abteilung Einkauf“. |
| 2 · Vermittlungsschicht | Findet den Weg zum richtigen Gerät, notfalls über mehrere Netze. Arbeitet mit IP-Adressen. | … die Anschrift mit Straße, PLZ und Ort. |
| 1 · Netzzugangsschicht | Bringt die Daten tatsächlich über das Kabel zum Nachbargerät. Arbeitet mit MAC-Adressen. | … der Briefträger, der von Haus zu Haus geht. |
Nicht jede Nachricht braucht alle vier Schichten. Sie braucht immer die unteren – aber nur so weit nach oben, wie ihre Aufgabe es verlangt. Ein Brief ohne Text, auf dem nur „Wohnen Sie hier?“ steht, braucht keinen Inhalt und keine Abteilung – nur eine Adresse und einen Briefträger. Genau so ist ein Ping.
Klicke links eine Nachricht an. Rechts leuchten die Schichten auf, die daran beteiligt sind. Beachte: Es leuchtet immer von unten nach oben.
Fünf kleine Fragen. Am Ende hast du die vollständige Begründung beisammen.
Baustein anklicken = Satz einfügen. Ordne sie danach um und schreibe sie in deine eigenen Worte um.
Rufe ping 192.168.0.99 auf – diese Adresse ist in deinem Netz nicht vergeben. Stelle den Simulator im Modul Ping und Pong auf dieses Ziel und sieh dir an, was passiert.
Vergleiche die beiden Mitschnitte nebeneinander. Achte nur auf eine Frage: Welche Sorte Nachricht fehlt auf der rechten Seite komplett?
Warum passiert das? Decke die Kette Glied für Glied auf und lies sie danach einmal von oben nach unten durch – das ist schon fast deine Antwort.
Bausteine anklicken, dann umschreiben.
Halte das Wichtigste fest – in jeweils ein bis zwei Sätzen. In der nächsten Doppelstunde geht es darum, wie Rechner sich gegenseitig Dienste anbieten.
a) Ein Protokoll ist eine feste Vereinbarung darüber, wie Nachrichten aufgebaut sind und in welcher Reihenfolge sie ausgetauscht werden. Nur weil sich alle daran halten, verstehen sich auch Geräte verschiedener Hersteller.
b) Das ARP ermittelt zu einer bekannten IP-Adresse die zugehörige MAC-Adresse im eigenen Netz. Es übersetzt also von der logischen Adresse zur Hardware-Adresse, damit der Rahmen überhaupt adressiert werden kann.
c) Ein Switch ist kein Endpunkt einer Kommunikation, sondern leitet Rahmen nur weiter. Dafür liest er die MAC-Adressen und braucht die IP-Ebene gar nicht – er arbeitet eine Schicht darunter und bleibt für die Geräte unsichtbar. (Große, verwaltbare Switches bekommen manchmal doch eine IP-Adresse, aber ausschließlich für die Fernwartung, nicht für das Weiterleiten.)
Die ARP-Anfrage geht an alle Geräte des Netzes gleichzeitig. Man nennt das einen Broadcast.
Führe den Ping mehrfach hintereinander aus und vergleiche die Zeiten. Der Simulator zeigt dir denselben Effekt: Stelle den ARP-Cache einmal auf „leer“ und einmal auf „gefüllt“.
Tippe die Befehle in die Konsole und notiere stichwortartig ihre Wirkung.
| Befehl | Wirkung |
|---|---|
| ipconfig | |
| route | |
| host localhost | |
| traceroute |