[0:00] Herzlich Willkommen zum Anwendungsentwickler-Podcast, dem Podcast rund um die Ausbildung zum Fachinformatiker

[0:09] für Anwendungsentwicklung. In dieser Episode geht es um das Routing. Viel Spaß!

[0:14] Hallo und herzlich Willkommen zur 140. Episode des Anwendungsentwickler-Podcasts. Mein Name

[0:27] ist Stefan Macke und heute geht es weiter mit meiner Einführung in die Netzwerkgrundlagen.

[0:32] Beim letzten Mal in Episode 138 haben wir uns über zwei wichtige Themen unterhalten,

[0:37] nämlich DNS und DHCP. Kurze Auffrischung, DNS, das war die Auflösung von Host- oder Domainnamen

[0:46] in IP-Adressen und umgekehrt. Also quasi dieses riesengroße Telefonbuch, in dem ich nachschlagen

[0:51] kann, welcher Domain, welcher IP-Adress zugeordnet ist und eben umgekehrt. Und das DHCP, das war dafür

[0:58] da, damit unsere Clients IP-Adressen von uns bekommen, aber auch alle möglichen anderen

[1:02] Netzweckeinstellungen, wie zum Beispiel den DNS-Server, der ja irgendwo bekannt sein muss,

[1:07] wenn ich nach Hausnamen fragen will und so weiter. Also die komplette Netzwerkkonfiguration,

[1:11] die wird über DHCP gesteuert. Und ich hatte auch schon gesagt, dass du selbst wahrscheinlich zu

[1:16] Hause so einen DNS-Server und auch so einen DHCP-Server hast, denn wenn du irgendeinen

[1:20] Internet-Router zu Hause stehen hast, wie zum Beispiel die beliebte Fritzbox, dann bringt die

[1:25] alle diese Funktionen mit. Du musst normalerweise nichts weiter tun, wenn du ein neues Gerät in

[1:29] ein Netzwerk hängen willst. Du musst es nur anschalten und es findet automatisch über DHCP

[1:33] alle Einstellungen, die es so braucht. Und da die Fritzbox auch noch den DNS-Server spielt, meistens

[1:38] kannst du auch Host-Namen auflösen, also zum Beispiel direkt im Browser Google eingeben und

[1:42] dann geht's los. Gut, da waren wir also letztes Mal stehen geblieben und da machen wir heute weiter,

[1:47] denn wir hangeln uns ja immer noch entlang an meinem großen Beispiel. Was passiert eigentlich,

[1:52] wenn ich eine Adresse in den Browser eintippe und Enter drücke? Wie kommen die Daten zu mir?

[1:56] Und wir haben jetzt herausgefunden, wie mein lokaler Client eine IP-Adresse bekommt,

[2:00] nämlich von meiner Fritzbox. Wenn ich den Namen eingebe, er das auch über den DNS-Server auflösen

[2:05] kann in einer IP-Adresse, da also die Pakete jetzt hinschicken kann. Aber was passiert,

[2:10] wenn das Paket dann auch zurückkommt? Denn ich möchte ja nicht nur Google irgendwas mitteilen,

[2:15] sondern ich möchte ja von Google die Inhalte haben, also das schöne Suchfeld, wo ich was

[2:18] eingeben kann. Und da ist jetzt die Frage, wie funktioniert das denn eigentlich? Grundsätzlich

[2:23] geht das genauso wie auf dem Hinweg. Google schickt ein Paket mit den Inhalten an mich

[2:27] zurück und da das an mich adressiert ist, also an meine IP-Adresse, wird mir das zugestellt und

[2:34] dann kann ich da reingucken und das aufmachen. Ja, eigentlich könnten wir jetzt hier aufhören,

[2:38] denn das war's im Prinzip. Aber wir haben da leider so ein kleines Problem. Und dieses kleine

[2:43] Problem ist 32-Bit-lang, und zwar die IPv4-Adresse. Da hatten wir ganz am Anfang schon

[2:48] darüber geredet, dass wir leider nicht – in Klammern mehr – genug IP-Adressen für alle

[2:53] Menschen auf dieser Erde haben. Mein aktueller Stand ist ungefähr 7,5 Milliarden Menschen,

[2:58] die es aktuell schon gibt auf dieser Erde. Und wir haben leider nur knapp über 4 Milliarden

[3:03] IP-Adressen, denn IPv4 ist 32-Bit-lang. 2 hoch 32 sind 4, irgendwas Milliarden. Das heißt,

[3:10] es reicht leider nicht. Und jetzt reicht das noch nicht mal für die Menschen, die wir eh schon

[3:13] haben. Aber wenn wir jetzt noch überlegen, jeder Mensch hat ja noch vielleicht ein Smartphone

[3:17] zusätzlich zum PC. Ja, das ist nicht so, das weiß ich selber. Aber es gibt, glaube ich,

[3:21] weltweit sicherlich mehr Geräte, die eine IP-Adresse gerne hätten, als es Menschen gibt. Das

[3:25] heißt, die IP-Adress-Range von 32-Bit reicht definitiv nicht aus, damit irgendwer weltweit

[3:32] immer eine IP-Adresse bekommt. Nicht möglich. Aber trotzdem können wir ja alle ins Internet.

[3:38] Also wie funktioniert das jetzt? Nun, es gibt einen bestimmten Bereich im IP-32-Bit-Raum,

[3:45] der im Internet einfach nicht weitergeleitet wird. Der ist dann nicht verfügbar. Das heißt,

[3:50] wenn ich Adressen aus diesem Adressraum benutze, dann kann ich die im Internet nicht auflösen.

[3:55] Wenn ich also so eine IP-Adresse habe und irgendwer sagt, Mensch, kommuniziere doch mal

[4:00] mit mir. Meine IP-Adresse ist abc.de und die kommt aus diesem Adress-Range, dann weiß der

[4:06] nicht, wo er hin soll, weil dieser Adressraum so reserviert ist, dass er im Internet nicht

[4:10] aufrufbar ist. Und das sind die sogenannten privaten IP-Adress-Bereiche. Deswegen privat,

[4:18] weil sie im großen öffentlichen Internet nicht verfügbar sind. Also bin ich in einem privaten

[4:24] Adressbereich, kann mich niemand aus dem Internet heraus erreichen. Andersrum ist das möglich. Ich

[4:30] kann mit dem Internet kommunizieren, nur leider kriege ich keine Antwort, denn die Pakete, die an

[4:34] mich zurückgeschickt werden, wissen halt nicht, wo sie hin müssen, weil dieser private IP-Adress-Bereich

[4:39] eben nicht öffentlich ist. Kann man sich so ein bisschen so vorstellen, als hätte ich eine

[4:43] Privatadresse, die versteckt ist. Und wenn ich dann dahin will und der Postbote soll mir was

[4:47] abgeben, dann sieht er halt kein Haus an der Stelle. Das ist eine ganz, ganz schlechte Analogie,

[4:51] aber ungefähr so sieht es aus. Das heißt, eine Adresse, die einfach im Nirwana verschwindet,

[4:56] wo keiner genau weiß, wo die ist. Ungefähr so wie Bielefeld wahrscheinlich. Sternchen,

[5:01] Karlauer Ende, Sternchen. Okay, wir haben jetzt also diese schönen privaten IP-Adress-Bereiche,

[5:05] und die werden im Internet auch nicht weitergeleitet. Das ist ja ganz toll. Dann kann

[5:08] ich meine ganzen Netzwerke ja auf diese privaten Adressbereiche umstellen, und ich kann fleißig

[5:13] mit dem Internet reden, aber das Internet nicht mit mir. Das wäre halt irgendwie nur so eine

[5:17] halbgare Lösung, denn ich will ja mit dem Internet reden und auch, dass das Internet mir was

[5:21] zurückschicken kann. Also irgendwie muss es da jetzt ja doch eine Möglichkeit geben, dass die

[5:25] Pakete an mich zurückkommen. Und das gibt es auch. Doch bevor wir uns das anschauen, schauen wir uns

[5:30] einmal im Detail diese privaten IP-Adress-Bereiche an. Davon gibt es nämlich nicht allzu viele,

[5:34] um genau zu sein exakt drei Stück. Und weil es nur so wenig gibt, darf man die auch fantastisch

[5:39] für so eine Prüfung mal auswendig können und auch für die Praxis übrigens. Denn immer,

[5:43] wenn man eine IP-Adresse sieht, die in einem dieser Adressbereiche liegt, dann weiß man,

[5:46] aha, die ist privat. Das heißt, die ist aus dem Internet heraus nicht aufrufbar,

[5:51] nicht verfügbar. Diese drei Adressbereiche sind 10.0.0.0, 172.16.0.0 und 192.168.0.0. Was hat es

[6:07] mit dieser 0.0 da jetzt immer auf sich? Überall, wo eine 0 in dem Adressbereich steht, kannst du

[6:11] jede beliebige Zahl zwischen 0 und 255 einsetzen. Das heißt, 10.0.0.0, da sind die letzten drei

[6:19] Oktette 0. Das heißt, du kannst von 0 bis 255 da alles einsetzen. Das sind also pro Oktett 8 Bit.

[6:26] Wir haben also 8 plus 8 plus 8 sind 24 Bit zur Verfügung in diesem Adressbereich 10.0.0.0. Das

[6:33] heißt, 24 Bit, grob überschlagen sind irgendwas mit 16 Millionen. Das heißt, alle IP-Adressen,

[6:38] die mit einer 10 vorne anfangen und irgendeine beliebige Konstellation in den letzten drei

[6:43] Oktetten haben, gehören zu diesem privaten IP-Adressbereich, in den 16 Millionen Clients

[6:49] reinpassen. Das sollte auch für relativ große Unternehmen ausreichen, um alle ihre Clients da

[6:55] unterzubringen. Das heißt, so ein großes Unternehmen könnte sich diesen Adressbereich

[6:58] nehmen, 10 Punkt und dann irgendwas und dann beliebig seine IP-Adressen darin verteilen und

[7:04] hat quasi ein abgeschlossenes Netzwerk. In diesem Netzwerk können die Clients auch untereinander

[7:09] miteinander kommunizieren. Das ist überhaupt kein Problem. Sie können auch raus in Richtung

[7:13] Internet, aber keiner aus dem Internet kann wieder rein in diesen Adressbereich, weil der

[7:17] halt eben nicht weitergeleitet wird. Das wäre jetzt auch ziemlich blöd. Stellen wir uns vor,

[7:20] alle Firmen weltweit nutzen für ihr internes, privates Intranet diesen 10er-Bereich. Wohin

[7:26] sollten die Pakete denn geschickt werden? Wenn jede Firma weltweit diesen Adressbereich nutzen

[7:31] könnte, dann kann das Paket ja nirgendswohin zugestellt werden, weil absolut unklar ist,

[7:36] an welche Adresse soll es denn jetzt genau gehen. Diese Adressen gibt es mehrfach,

[7:41] die sind deswegen eben genau privat, damit sie im Internet eben nicht weitergeleitet werden. Aber

[7:45] das hatte ich ja gerade schon beschrieben. Also man könnte sich jetzt vorstellen, jedes

[7:48] Unternehmen weltweit nutzt diesen 10.0.0.0-Bereich und vergibt darin seine eigenen IP-Adressen,

[7:53] wie es lustig ist. Wenn man nicht ganz so viele IP-Adressen braucht, kann man auch einen der

[7:58] anderen beiden Bereiche nehmen. Ich hatte eben gesagt 172.16.0.0, also die letzten beiden Oktette.

[8:04] Das heißt, wir haben 16 Bit zur Verfügung. Das sind ungefähr 65.000 Clients, die wir da

[8:09] unterbringen können. Und der letzte Bereich 192.168.0.0, auch 16 Bit für die Clients zur

[8:16] Verfügung, auch 65.000 ungefähr. Und das ist der Bereich, der sicherlich, ich würde einfach mal

[8:20] vermuten, weltweit am verbreitetsten ist. Das ist nämlich der, den alle Home-Router zu Hause

[8:25] benutzen. Also die Fritzbox zum Beispiel hat standardmäßig eingestellt 192.168.178 und dann

[8:31] bleibt das letzte Oktett für 256 Clients, wenn man die vergeben will. Aber grundsätzlich alles,

[8:36] was mit 192.168. anfängt oder mit 172.16 oder mit 10 gehört zu diesem privaten IP-Adressbereich.

[8:44] Das sind drei getrennte Bereiche. Das sind wirklich unterschiedliche Adressbereiche. Die

[8:48] können auch nicht automatisch miteinander reden. Aber sobald ich innerhalb eines dieser Bereiche

[8:52] bin, kann ich auch mit allen anderen Clients, die da drin sind, kommunizieren. Deswegen kann

[8:56] zum Beispiel dein PC zu Hause auch mit deinem Drucker, wenn du ihn per WLAN anschließt,

[9:00] kommunizieren, weil die im gleichen Netzwerksegment sich bewegen. Okay, eine Kleinigkeit muss ich noch

[9:06] korrigieren, denn dieser mittlere Bereich 172.16, da sind nicht nur die letzten beiden Nullen da,

[9:12] die ich frei vergeben kann, sondern es gibt noch ein paar mehr. Ganz genau geht der von 172.16.0.0

[9:19] bis 172.31.255.255. Das heißt, ich habe noch ein paar mehr Client-Adressen, die ich da vergeben

[9:28] kann. Aber wenn ich weltweit mal so gucke, würde ich jetzt einfach mal über den Daumen peilen,

[9:34] dass 192.168.0 so der verbreitetste Bereich ist, weil der halt in so ziemlich jedem Heimrouter

[9:39] eingestellt ist. Dann würde ich vermuten, sobald ich eine Firma habe, nämlich den 10er-Bereich,

[9:43] weil ich da einfach so viele Adressen habe. Ja, also so viele Adressen wie möglich sind in einem

[9:47] privaten Bereich. Und 172.16.0, den kann man auch benutzen. Ich persönlich würde jetzt einfach mal

[9:52] vermuten, dass der nicht allzu verbreitet ist. Trotzdem kann man für jede beliebige Anwendung

[9:56] diese drei Adressbereiche nutzen. Alle verhalten sich im Internet gleich, denn sie werden nicht

[10:00] weitergeleitet. Also gehen wir mal zurück zum Beispiel der Fritzbox. Wenn du die Fritzbox

[10:05] außer Box auspackst und aufstellst, dann hat die, zumindest war das bei meiner zu Hause so,

[10:09] standardmäßig die 192.168.178.1 und vergibt dann als, hatten wir schon gesagt, DHCP-Server auch

[10:18] IP-Adressen aus diesem Bereich. Das heißt, dein Client wird zum Beispiel die 192.168.178.2 als

[10:26] IP-Adresse bekommen. Und dann können die beiden miteinander reden, weil die im gleichen Netzwerksegment

[10:31] sich bewegen. Und dann ist die Frage, wie kommt jetzt der Client ins Internet? Und da gehen wir

[10:37] jetzt als nächstes drauf ein. Wir hatten jetzt also gesehen, Fritzbox liefert als DNS-Server meinem

[10:42] Client jetzt die IP-Adresse zu einem Host-Namen oder einem Domain-Namen, die angefragt wurde,

[10:47] und weiß jetzt, Google, aha, das ist unter IP-Adresse, was auch immer, 8.8.8.8. Und jetzt

[10:53] weiß aber Google ja leider nicht, wenn das Paket mit dem Inhalt zurückgeschickt wird, wo es hingehen

[10:59] soll. Denn mein Client hat ja eine private IP-Adresse, 192.168.178.2. Damit kann Google nichts

[11:07] anfangen. Das heißt, Google würde das Paket einfach wegschmeißen und es kommt einfach nie

[11:12] was zurück. Das heißt, ich kann munter Enter drücken in meinem Browser, es wird auch was ins

[11:15] Internet geschickt, aber ich kriege nichts zurück. Und das wäre natürlich nicht so ganz das, was ich

[11:19] haben will. Das heißt, irgendwas muss jetzt noch passieren, damit das doch funktioniert. Und das

[11:24] macht, oh, oh Wunder, wieder mal die Fritzbox für uns. Die funktioniert nämlich auf eine ganz

[11:29] bestimmte Art und Weise. Und zwar, wenn die merkt, oh Mensch, da gibt es ja so einen Client, der

[11:33] möchte gerne ins Internet gehen, der hat eine private IP-Adresse, dann nehme ich doch mal das

[11:39] Paket, das der da gerade ins Internet schickt, und trage da einfach meine eigene IP-Adresse, die ich

[11:44] ja habe, weil ich ja zum Beispiel am DSL-Netzwerk hänge oder am Kabelnetzwerk oder Glasfaser oder

[11:49] wie auch immer die Fritzbox mit dem Internet redet. Und die muss deswegen eine öffentliche IP-Adresse

[11:54] haben. Und diese öffentliche IP-Adresse trägt sie einfach in das Paket als Absender ein. Das wäre

[11:59] ungefähr so, als wenn du dein Paket mit deiner Absenderadresse, die ja ultrageheim ist, irgendwo

[12:04] zum Postamt bringst und der Postamtmitarbeiter überklebt den Adressaufkleber einfach mit

[12:09] der Adresse des Postamtes. Und wenn das Paket jetzt ein Antwortpaket erzeugt, ja, keine Ahnung,

[12:15] du schickst deiner Großtante irgendwie ein schönes Paket mit einem Geburtstagsgruß und die Großtante

[12:20] möchte dir gerne einen Haufen Geld zurückschicken, ja, dann schickt sie das jetzt erstmal an das

[12:24] Postamt, denn das steht ja als Absender auf dem Paket, was sie erhalten hat, und das Postamt weiß

[12:29] jetzt, ach Mensch, hier, dieses Paket Geld, das war ja gar nicht für das Postamt bestimmt, sondern für

[12:33] den Stefan, der da gerade sein Paket abgegeben hat vorher. Und da habe ich ja den Adressaufkleber

[12:37] überschrieben. Das muss sich das Postamt natürlich merken, dass das passiert ist, sonst landet das

[12:42] Geld bei jemand anderem. Aber gehen wir mal davon aus, dass das Postamt das macht und dann kann das

[12:47] Postamt mir Bescheid sagen und mir das schöne Geldpaket überreichen. Und genau das macht die

[12:51] Fritzbox, wenn mein Client jetzt ins Internet will. Der Client weiß gar nicht, wie er ins

[12:56] Internet kommt übrigens. Der weiß, hey, ich bin hier in so einem privaten IP-Netzwerk, 192, 168,

[13:03] irgendwas, wo Google ist mit seiner 8888, keine Ahnung, weiß ich gar nicht, wo ich lang muss,

[13:09] denn das kenne ich nicht. Ich habe ja nicht zufällig einen direkten Draht zu Google. Das

[13:13] heißt, was mache ich jetzt? Ich frage mal den Nächsten, den ich so kenne im Netzwerk,

[13:16] oh, da ist ja so eine Fritzbox. Und der Fritzbox sage ich, hey, ich würde gerne mit 8888 reden,

[13:21] weißt du zufällig, wo die ist? Und die Fritzbox sagt, jo, weiß ich, die ist doch irgendwo da

[13:26] hinten. Mensch, gib mir mal dein Paket, ich kümmere mich darum, das zuzustellen. Dann nimmt die

[13:30] Fritzbox das Paket, streicht die Absenderadresse, die 178.2, hinten raus, trägt die eigene IP-Adresse

[13:37] ein, die öffentliche IP-Adresse, die die Fritzbox bekommen hat, als sie sich zum Beispiel bei T-Online

[13:42] eingewählt hat oder ins Kabel-Deutschland-Netz oder wie auch immer. Und mit dieser öffentlichen

[13:46] IP-Adresse, die jede Fritzbox haben muss, sonst funktioniert es nicht, Achtung, schickt die

[13:51] Fritzbox das Paket dann an den wirklichen Empfänger, nämlich an Google. Und Google kriegt das Paket,

[13:56] sieht in der Absenderadresse eine öffentliche IP-Adresse, wunderbar, als Antwortpaket kann es

[14:01] das Ding an diese Adresse schicken. Die Fritzbox empfängt das Antwortpaket, sieht, Mensch, das war

[14:07] ja für meine öffentliche IP-Adresse, aber ich habe ja gar keins hingeschickt. Ach, das kommt doch

[14:11] von Client XY mit der 2 hinten, das habe ich mir ja gemerkt. Also trägt es die Zieladresse, die

[14:17] öffentliche IP-Adresse der Fritzbox, wieder aus und trägt die private Adresse des Absenders wieder

[14:22] ein und leitet das Paket dann einfach weiter. Das ist also wie so eine Art Durchreiche. Ich

[14:28] gehe zum Postamt, gebe das Paket ab und das Postamt kümmert sich um die Zustellung,

[14:32] den Empfang des Rückpakets und sendet mir das weiter. Genau das macht die Fritzbox.

[14:37] Bei diesem Vorgang werden also quasi zwei Netzwerke miteinander verbunden,

[14:42] nämlich einmal das private Heimnetzwerk und das öffentliche Internet. Damit das funktioniert,

[14:48] muss die Fritzbox zwei IP-Adressen haben. Sie braucht eine private IP-Adresse, damit sie mit

[14:53] meinem Client reden kann. Sie braucht zusätzlich eine zweite öffentliche IP-Adresse. Das ist eben

[14:59] die, die sie bekommt, wenn sie sich bei deinem Internetprovider einloggt. t-online, ewe, etel,

[15:03] akor, 1&1, wo auch immer du angemeldet bist. Jedes Mal, wenn die Fritzbox sich ins Internet

[15:09] einwählt, bekommt sie eine öffentliche IP-Adresse, die auch weltweit eindeutig sein muss. Die stammt

[15:15] aus diesem Pool der vier Milliarden Adressen, die wirklich eindeutig sein müssen. Ab diesem

[15:20] Zeitpunkt kann jetzt die Fritzbox quasi übersetzen zwischen dem privaten Netzwerk,

[15:24] 192 Punkt und so weiter, und dem öffentlichen Netzwerk, also meinetwegen 888 für Google.

[15:29] Und dieser Vorgang, der Netzwerk-Adress-Übersetzung, heißt demnach auch auf

[15:36] Englisch Network Address Translation, abgekürzt NAT oder NAT. Und deswegen nennt man das ganze

[15:43] Zeug auch, wenn man kurz davon reden will, nicht Netzwerk-Adress-Übersetzung, sondern NAT-ing.

[15:48] Kann man machen, oder man macht einfach nur NAT. Also es geht darum, private in öffentliche

[15:53] Adressen zu übersetzen und wieder rückwärts. Rückwärts ist eigentlich am allerwichtigsten,

[15:57] denn wie gesagt, das Rückwärts-Paket ist das Problem. Google kann nicht mit mir reden,

[16:02] ich kann potenziell mit Google reden, aber ich brauche halt eine öffentliche Absender-Adresse,

[16:06] an die sich Google wenden kann. Das macht die Fritzbox für mich. Was kannst du dir wirklich

[16:10] so vorstellen, dass die Fritzbox mein Paket nimmt, die alte IP-Adresse des Absenders rausstreicht,

[16:16] also die des Clients, und ihre eigene öffentliche Adresse einträgt. Das ist wie,

[16:21] als wäre ein Adressaufkleber über deinen alten drübergeklebt. Und wenn dann das Antwortpaket

[16:26] kommt, dann, ja, wie soll man sagen, rubbelt die Fritzbox den alten aufgeklebten Adressaufkleber

[16:31] wieder ab und sieht, ach Mensch, das war ja ursprünglich mal für den Client XY und leitet

[16:35] das weiter. Ganz so einfach geht es nicht, denn an dem Paket ist nicht mehr erkennbar,

[16:39] dass es aus einem privaten Netzwerk kam. Das weiß nur die Fritzbox. Das heißt,

[16:43] in dem Paket, was bei Google ankommt, steht nur die öffentliche IP-Adresse der Fritzbox. Google

[16:47] kann nicht sehen, dass das eigentlich aus einem privaten Netzwerk kommt. Diese Adresse steht da

[16:51] nicht mehr drin. Die ist wirklich überschrieben. Das sieht Google nicht. Die Fritzbox weiß aber,

[16:55] Mensch, dieses Antwortpaket, was da gerade von Google kommt, das war nicht für mich bestimmt,

[17:00] sondern das ist eigentlich für den Client bestimmt, der das angefordert hat. Und dann

[17:03] hat sie also eine interne Übersetzungstabelle, wenn du so willst. Und wenn das Rückantwortpaket

[17:09] kommt, dann kann aus dieser Tabelle der originale Sender wiederhergestellt werden und dann wird das

[17:14] Paket weitergeleitet. Das heißt, die Fritzbox muss sich wirklich merken, wer von den internen

[17:20] Clients welches Paket wohin geschickt hat. Das heißt, auch wenn jetzt zum Beispiel in deinem

[17:24] Heimnetzwerk die ganze Familie ihre Handys zückt und gleichzeitig auf Google geht,

[17:28] dann darf natürlich nicht das Google-Suchegebnis der einen Personen auf dem Handy der anderen

[17:32] auf einmal auftauchen. Das wäre nicht so gut. Das heißt, das muss die Fritzbox richtig schön

[17:36] technisch im Griff haben, welche Pakete gehören zu welchem Antwortpaket, um das wieder korrekt

[17:40] zuzustellen. Und das macht die Fritzbox aber einfach. Das ist genau diese Idee der Network

[17:45] Address Translation. Und im Prinzip hat sie dafür eine große Tabelle, wo drinsteht, wer was wohin

[17:50] geschickt hat und welches Antwortpaket demnach dann an wen wieder zugestellt werden muss.

[17:54] Das ganze Zeug hat einen schönen Nebeneffekt. Du kannst nämlich zu Hause mit mehreren Clients

[18:00] online gehen, brauchst aber nur einen einzigen Internetzugang. Die Fritzbox hat nur ein Kabel,

[18:04] um sich mit dem Internet zu verbinden. Und das war's. Das heißt, alle Geräte bei dir zu Hause

[18:09] teilen sich einen Internetzugang. Und schon sehen wir, wie das Problem weltweit gelöst wird mit den

[18:15] knappen IP-Adressen. Denn 4 Milliarden öffentliche Adressen, aber vielleicht nicht unbedingt 4

[18:22] Milliarden private Telefonanschlüsse. Das ist hoffentlich noch nicht erreicht, diese Zahl.

[18:28] Die ist tatsächlich noch nicht erreicht, obwohl alle öffentlichen IP-Adressen vergeben sind. Aber

[18:31] ein paar Lücken gibt es da halt noch. Aber hinter diesen öffentlichen Telefonanschlüssen können sich

[18:36] halt x beliebige Clients verstecken. Das heißt, wenn ich jetzt so ein privates Netzwerk zu Hause

[18:43] betreibe, im Adressbereich 10 Punkt, dann könnte ich theoretisch 16 Millionen verschiedene Clients

[18:50] hinter einem einzigen öffentlichen Internetzugang verbergen. Das heißt nicht, dass das von einer

[18:55] Bandbreite ausreichen würde. Das lassen wir jetzt mal dahingestellt. Aber wenn ich eine

[18:59] Fritzbox zu Hause habe, kann ich potenziell tausende verschiedene Clients dahinter verstecken

[19:05] und die können sich alle diesen einen öffentlichen Internetzugang teilen. Und damit können wir quasi

[19:10] die 4 Milliarden Adressen, die wir haben, so multiplizieren, dass es aktuell noch gerade

[19:14] ausreicht, um die Weltbevölkerung, die aktuell ins Internet will, auch ins Internet zu lassen.

[19:19] Ein kleiner zusätzlicher Vorteil ist, da die Clients nicht direkt mit ihren Adressen im

[19:25] Internet erreichbar sind, die haben ja alle diesen privaten Adressbereich, können sie auch

[19:28] nicht von außen angegriffen werden. Denn diese Adressen sind ja aus dem Internet nicht aufrufbar.

[19:32] Das heißt, wenn jemand meine öffentliche IP-Adresse kennt, also die der Fritzbox,

[19:36] dann kann er dagegen einen Angriff fahren. Aber der Angriff landet immer nur auf der Fritzbox.

[19:41] An dieser kommt er nicht vorbei. Er kann also, ich meine, wenn es einen Fehler in der Fritzbox

[19:46] gibt, okay, dann kann die auch gehackt werden, ja. Aber er kann schon mal keine direkte Verbindung

[19:50] zu meinen Geräten, die hinter der Fritzbox sich verbergen, aufbauen. Das ist ja schon mal

[19:55] ein netter Sicherheitsbenefit, den ich durch dieses NAT auch gleichzeitig mithabe.

[20:00] So, ich hoffe, das NAT ist jetzt so ein bisschen klar geworden. Ich schicke mein Paket an die

[20:05] Fritzbox, Fritzbox ersetzt die Absenderadresse, schickt das Paket weiter und das Antwortpaket

[20:10] wird wieder an mich weitergeschickt. Aber wie genau funktioniert das eigentlich? Warum schickt

[20:15] mein Client jetzt das Paket nicht direkt zu Google, sondern an die Fritzbox? Das gehört da ja

[20:20] gar nicht hin. Warum macht der Client das? Und hier ist die Antwort Routing, beziehungsweise auf

[20:25] Englisch Routing. Wahrscheinlich müsste man es Routing nennen, aber weil es das deutsche Wort

[20:29] Route auch gibt, sage ich persönlich immer Routing und ich glaube, es gibt auch viele andere Deutsche,

[20:33] die auch Routing sagen, obwohl es eigentlich Routing heißen müsste. Genauso wie dein Router

[20:37] zu Hause eigentlich Router heißt, aber das lasse ich jetzt mal dahingestellt. Ich habe mir auch

[20:41] Router angewöhnt und werde das jetzt auch weiter sagen. Das Prinzip, sobald ein Netzwerkgerät nicht

[20:47] weiß, wo es hin muss und dann ein anderes Netzwerkgerät danach fragt, ob es vielleicht

[20:52] den Weg kennt, das nennt sich Routing. Das heißt, wenn mein Client merkt, Mensch, ich habe ja eine

[20:58] IP-Adresse in einem privaten Adressbereich, 192.168.178.2 wie gerade und ich möchte aber

[21:05] eigentlich mit Google reden, aber Google ist gar nicht in meinem IP-Adressbereich. Die hat nicht

[21:08] 192.168.178.3, dann könnte ich direkt mit dem reden, wie dein Handy zum Beispiel mit deinem Computer.

[21:15] Das würde wunderbar funktionieren, aber leider passt das ja nicht. Ist eine ganz andere IP-Adresse,

[21:19] ist gar nicht in meinem Bereich und ich habe keine Ahnung, wie ich da hinkomme. Und so ist es ja in

[21:23] der Praxis wirklich. Dein Computer zu Hause oder dein Handy hat keine direkte Verbindung zu Google.

[21:28] Du hast da nicht ein Kabel liegen, was direkt bei einem Google-Server rauskommt. Das wäre,

[21:31] wenn du das hättest, eine direkte Verbindung, du könntest direkt mit dem Server reden. Aber das

[21:36] wird für die wenigsten von uns zu Hause gelten. Das heißt, das ist ganz normal, dass ein Client

[21:41] nicht weiß, wie er zu einer anderen IP-Adresse kommt, weil die nicht zufällig in seinem eigenen

[21:47] IP-Adressbereich liegt. Das heißt, dieses Problem muss gelöst werden und die Antwort darauf ist eben

[21:51] genau dieses Routing. Das Prinzip ist jetzt recht einfach. Wenn ich nicht direkt weiß, wie ich zu

[21:56] der Zieladresse komme, weil ich merke, Mensch, das ist ein komplett anderer Bereich, dann muss

[22:00] ich jemanden fragen, ob der weiß, wie es weitergeht. Das kannst du dir so ein bisschen vorstellen wie

[22:05] ein Navigationssystem, als es noch keine gab. Und zwar, wie hast du navigiert, wenn du nicht weißt,

[22:10] wo du hin musst? Du fragst irgendwen. Wenn du in einer fremden Stadt bist und nicht weißt,

[22:13] wo die was auch immer Straße ist, dann machst du vielleicht mal das Fenster runter und fragst

[22:17] einen Passanten, ob der das weiß. Wenn du Glück hast, wohnt der in der Stadt und kann dir das

[22:20] sagen. Das heißt, er kennt sich besser aus als du vor Ort. Und genau das brauche ich auch in

[22:25] meinem Netzwerksingement. Wenn ich keine Ahnung habe, wo ich hin muss, dann muss ich halt jemanden

[22:29] kennen, den ich fragen kann. Und diesen jemanden, den ich da fragen kann, das ist mein sogenanntes

[22:34] Default Gateway, der Standard-Gateway. Gateway heißt übersetzt ja sowas wie ein großes Tor,

[22:40] ein Eingang quasi. Und dieser Standard-Eingang, wenn man das mal übersetzen will, was ich nicht

[22:45] tun möchte, ja, Default-Gateway heißt es eigentlich, das ist der sogenannte nächste

[22:50] Knoten in meinem Netzwerk. Wenn du dir das Internet mal vorstellst wie ein großes Netzwerk

[22:56] im Sinne des Wortes, das heißt, du hast verschiedene Knoten, die miteinander über

[22:59] Verbindungen verdrahtet sind, ja, dann kannst du dir vorstellen, dein PC, wenn du mit einem

[23:04] Netzwerkkabel mit der FRITZ!Box verbindest, hast du eine direkte Verbindung zwischen diesen

[23:09] beiden Knoten. Client, Kabel, FRITZ!Box. Die FRITZ!Box hat ein Kabel von deinem Internetanbieter.

[23:14] Nehmen wir mal die Telekom. Der geht zu deinem Hausanschluss. Der Hausanschluss geht in die

[23:18] nächste Verteilerbox. In der Verteilerbox ist das Kabel, das zum nächsten Anschluss geht und so

[23:22] weiter und so fort, ja. Du hast nicht ein Kabel vom Quelle bis Ziel, sondern du hast einfach

[23:27] mehrere Stationen dazwischen wie in einem Graphen quasi, mehrere Knoten, die mit Kanten verbunden

[23:34] sind. Die Kanten sind im Prinzip die Kabel, wenn du so willst, oder die Luft bei WLAN,

[23:39] ja, so geht es natürlich auch. Und die Knoten sind halt die Netzwerkgeräte, die weiter verteilen,

[23:43] wenn du so willst. Und deine FRITZ!Box ist für alle deine Clients zu Hause eben der nächste Knoten,

[23:49] den sie fragen, wenn sie nicht wissen, wie es weitergeht. Denn die haben halt keine andere

[23:52] Kabelverbindung außer zu dieser FRITZ!Box. Das ist das Einzige, was sie wirklich direkt

[23:55] erreichen können, weil sie exakt dahin ein einziges Kabel haben. Und die FRITZ!Box muss

[24:01] jetzt dafür sorgen, das weiter zu verteilen. Die FRITZ!Box, wenn du sie mal anguckst,

[24:04] hat schon mehrere Anschlüsse, denn normalerweise kannst du da mehrere Kabel reinstecken für

[24:08] mehrere Clients, die du zu Hause hast, oder per WLAN, ja, da können sich ja beliebig viele

[24:12] sogar einloggen. Und sie hat aber auch ein Kabel, was wirklich rausgeht ins Internet und dann zu

[24:17] deinem Internetanbieter über deinen Hausanschluss zum Beispiel. Das heißt, die FRITZ!Box ist so

[24:22] eine Art Knotenpunkt, die hat mehrere Anschlüsse, die damit verbunden sind, auf direktem Wege oder

[24:27] per WLAN, wie auch immer. Das heißt, die kann weiter verteilen, ja, und genau das macht sie

[24:32] jetzt. Wenn dein Client sagt, Mensch, ich will zu Google 8888, ich habe keine Ahnung, wie ich

[24:37] da hinkommen soll, aber ich weiß, in meinem Netzwerk gibt es einen, den kann ich fragen,

[24:41] wenn ich nicht weiter weiß. Und die IP-Adresse von dem ist 192.168.178.1. Oh, die FRITZ!Box. Also

[24:49] schicke ich mein Paket mal einfach an die FRITZ!Box mit dem Adressaufkleber, hey,

[24:53] da soll aber zu Google, ja, denken wir wieder, Analogie Postamt. Ich bringe mein Paket zum

[24:57] Postamt, denn ich habe keine Ahnung, wie ich dieses Paket nach Frankfurt bekomme. Das will

[25:01] ich auch gar nicht wissen, das soll die Post mal machen, dafür ist sie da. Das heißt, ich schicke

[25:05] das Paket an die FRITZ!Box, die FRITZ!Box sieht, oh Mensch, das soll ja weiter zu 8888. Hm, leider

[25:11] habe ich da auch kein richtiges Kabel direkt hin. Also, was mache ich? Ich mache genau das

[25:15] Gleiche, was vorher der Client gemacht hat. Ich frage einfach meinen nächsten Knoten. Und für

[25:20] die FRITZ!Box wird der nächste Knoten der des Internetanbieters sein. Sagen wir zum Beispiel

[25:24] mal die Telekom, ja, das heißt, dein Hausanschluss ist mit irgendeinem Knotenpunkt in irgendeinem

[25:29] Rechenzentrum bei der Telekom verbunden und der ist der Ansprechpartner für die FRITZ!Box. Wenn

[25:33] das Paket dahin weitergeleitet wird und der sagt auch, Mensch, ich habe keine Ahnung, wie es weitergeht,

[25:38] ja, dann fragt der halt seinen nächsten Knoten, ja. Und so nähern wir uns immer mehr dem Zielserver,

[25:44] bis wir irgendwann dann mal, wahrscheinlich einmal über den Teich, irgendwo in einem

[25:48] amerikanischen Rechenzentrum landen und da irgendwann mal einer sagt, Mensch, 8888, Google,

[25:53] cool, den kenne ich, der ist doch direkt hier. Und dann wird das dahin weitergeleitet. Das heißt,

[25:57] so ein bisschen wie bei DNS, da gab es ja diese DNS-Kaskade, wenn der eine Server nicht weiter

[26:02] weiß, fragt er seinen nächsten und so weiter, ja. Genau so funktioniert es eigentlich auch beim

[26:06] Routing. Wenn ich nicht weiß, wie es weitergeht, dann frage ich meinen nächsten Knoten, mein

[26:10] sogenanntes Default Gateway, und der fragt dann eventuell den nächsten und den nächsten und den

[26:14] nächsten, bis ich irgendwann mal angekommen bin. Ich nähe mich also immer dem Ziel und irgendwann

[26:19] sagt dann mal einer, ach Mensch, den kenne ich, oder, ach Mensch, das bin ja ich, und dann nehme

[26:23] ich das Paket halt an und verarbeite das. Jetzt fragst du dich vielleicht, woher denn jetzt mein

[26:28] Client weiß, dass er ausgerechnet die Fritzbox fragen muss und nicht irgendwen anders. Welche

[26:33] Technologie haben wir schon kennengelernt, die solche Einstellungen übers Netzwerk verteilen

[26:37] kann? DNS? Nee. DHCP? Hört sich gut an. Das heißt, diese Einstellung, wen musst du fragen,

[26:46] wenn du nicht weiter weißt, kann man per DHCP verteilen lassen. Das heißt, wenn du deine IP-Adresse

[26:51] von der Fritzbox bekommst, kriegst du, das hatte ich ja schon erwähnt, noch gefüllte 57 andere

[26:56] Einstellungen mit und eine davon ist genau diese Adresse. Wen musst du fragen, wenn du nicht weißt,

[27:02] wo du hin musst? Das ist dann genau dieses Default-Gateway, das bei dir auf deinem Client

[27:07] konfiguriert wird und ab diesem Zeitpunkt dann immer benutzt wird, wenn der Client nicht weiß,

[27:11] wo er ein Paket hinschicken muss. Hier haben wir also schon mal einen sehr, sehr wichtigen

[27:15] Use-Case für DHCP, außer eine IP-Adresse zu bekommen und einen DNS-Server einzutragen. Auch

[27:22] der Router, an den ich mich wenden muss, wenn ich ein Paket rausschicken will, wird per DHCP

[27:26] konfiguriert. Ganz kurz nochmal eben, weil mir gerade auffällt, dass ich die beiden Begriffe

[27:30] so ein bisschen austauschbar benutze. Default-Gateway und Router, das ist nicht dasselbe.

[27:35] In so einer IHK-Prüfung müsste man das vielleicht auseinanderhalten können. Eigentlich ist ein

[27:40] Gateway einfach ein Übersetzer zwischen zwei verschiedenen Netzwerken. Früher, als es noch mehr

[27:45] als ein Protokoll, nämlich IP, gab, musste so ein Gateway eventuell auch zwischen Protokollen

[27:50] übersetzen. Da gab es dann zum Beispiel Protokolle, die nur von bestimmten Netzwerktypen gesprochen

[27:55] wurden und ein anderes Protokoll in einem anderen Netzwerk. Aber wir wollten die beiden

[27:59] miteinander verbinden. Dann musste das Gateway dafür sorgen, das eine Protokoll in das andere

[28:02] zu übersetzen. Und so ein Default-Gateway ist heute aber eigentlich gar nicht mehr nötig,

[28:08] denn eigentlich läuft, ich weiß es nicht genau, aber 99,9 Prozent des weltweiten Internet-Traffics,

[28:15] sag ich jetzt einfach mal, ist eine Zahl, die ich mir gerade ausgedacht habe. Aber so gefühlt,

[28:18] ich kenne keine anderen Protokolle außer IP, die irgendwo in der Praxis noch eingesetzt werden. Das

[28:23] heißt nicht, dass es die nicht gibt, aber in deinem Alltag wirst du wahrscheinlich ausschließlich

[28:27] mit IP in Verbindung kommen. Das heißt, du brauchst diese Übersetzung eigentlich gar

[28:31] nicht mehr. Von daher brauchen wir heute keine Protokollübersetzung mehr, aber wir brauchen

[28:36] eine Adressübersetzung. Das ist genau das, was ich gerade gesagt habe. Private IP-Adressbereiche,

[28:41] öffentliche IP-Adressbereiche, die haben zwar von der Technologie her das gleiche Protokoll,

[28:45] nämlich IP, aber sie haben halt unterschiedliche Netzwerkbereiche. Und das muss übersetzt werden,

[28:50] damit das Paket halt seinen Weg finden kann. Und diese Übersetzung, wenn du es jetzt genau

[28:55] wissen willst, auf ISO-OSI-Schicht 3, das macht der sogenannte Router. Und da IP heute so verbreitet

[29:02] ist, kann man eigentlich statt Gateway heute einfach Router sagen, weil die Gateways, die wir

[29:07] heute einsetzen, sind eigentlich immer Router, weil Router sprechen halt IP und das ist nun mal

[29:12] der Standard heutzutage. Grundsätzlich kann man Gateways aber auch auf beliebigen anderen

[29:16] OSI-Schichten einsetzen. Passiert heute de facto nicht mehr, aber könnte so sein. Deswegen Default

[29:22] Gateway hieß es eigentlich früher mal. Heute wäre eigentlich Default Router der passendere Begriff,

[29:29] weil eigentlich werden nur noch Router benutzt für Gateways. Das Prinzip ist jetzt aber für

[29:35] diese Erklärung erstmal völlig wurscht, ob ich jetzt Gateway sage oder Router. Ich meine immer

[29:38] den nächsten Knoten im Netz, den ich fragen kann, wenn ich selbst nicht mehr weiß, wo das Paket hin

[29:43] muss. Das ist damit gemeint. Von daher können wir hier jetzt mal davon ausgehen, dass Router und

[29:47] Gateway das gleiche sind. Für so eine IHK-Prüfung für Systemadministratoren wäre vielleicht eine

[29:53] genauere Unterscheidung etwas nötig. So, wir haben jetzt noch mehr Kram dazugelehnt heute und

[29:59] stellen schon fest, dass die Fritzbox dieses kleine unscheinbare Ding für ein paar hundert Euro,

[30:03] das da zu Hause steht, ziemlich viele Aufgaben hat. Das macht nämlich mal einfach so, ohne dass wir

[30:07] das tun müssen, ein bisschen DHCP, ein bisschen DNS, ein bisschen Router und ein bisschen Gateway.

[30:12] Das macht das Ding einfach und dadurch funktioniert unsere gesamte Internetkommunikation. Das ist schon

[30:18] ziemlich cool, was so ein kleines Kästchen, was ich mir da hinstellen kann, alles so macht. Und

[30:22] jetzt hast du hoffentlich auch verstanden, wofür du das Ding eigentlich brauchst und was da eigentlich

[30:26] im Hintergrund alles passiert, wenn so ein simples Paket an Google geschickt wird und ein

[30:30] Antwortpaket zurückkommen soll. Das ist ganz schön krass, was da eigentlich im Hintergrund abgeht,

[30:35] wenn man davon keine Ahnung hatte bislang. Ja, dann können wir uns noch eine Kleinigkeit angucken

[30:39] und zwar ist das wieder so ein nettes kleines Kommandozeilen-Tool. Das habe ich beim letzten Mal

[30:43] auch schon vorgestellt, wie man da was nachgucken kann. Was war das noch? NS-Lookup für die

[30:48] Nameserver-Konfiguration zum Beispiel, um zu gucken, wie IP-Adressen aufgelöst werden bzw.

[30:52] Hostnamen in IP-Adressen. Und es gibt es auch was Schönes, um so eine Route durch das Netzwerk

[30:56] nachzuvollziehen. Das heißt, wenn du wissen willst, wo deine Pakete eigentlich so lang laufen auf dem

[31:02] Weg zu Google, dann gibt es dafür auch ein kleines Tool und das heißt Traceroute. Zusammengeschrieben

[31:07] Traceroute. Unter Linux heißt es so. Unter Windows, noch historisch bedingt, weil es damals nur acht

[31:13] Zeichen für Dateinamen gab, heißt das Ding Traceroute, also Traceroute abgekürzt durch RT, also

[31:19] Tracerte, zusammengeschrieben. Macht aber genau das gleiche wie unter Linux. Trace heißt ja auf

[31:26] Englisch sowas wie Nachvollziehen. So eine Art Spürhund quasi. Und der vollzieht also die Route

[31:34] zu einem beliebigen Ziel nach. Das macht dieses Tool. Und jetzt die Frage, wie funktioniert das? Wenn ich

[31:40] das Ding starte, passiert Folgendes. Dauert immer ein paar Sekunden und dann wird der nächste Knoten

[31:45] auf dem Weg zum Zielserver dargestellt. Richtig mit IP-Adresse und Name und allem Schnickschnack.

[31:50] Wenn ich das zu Hause anstelle, sehe ich als allerersten Eintrag den der Fritzbox. Das hatte

[31:55] ich gerade erklärt, weil das ist der Router, den mein Client fragt als erstes. Die Fritzbox schickt

[32:03] das weiter zu Telekom. Das heißt, als nächstes sehe ich in der Liste irgendwas von der Telekom,

[32:06] irgendeine deutsche IP-Adresse. Dann kann es sein, dass ich noch irgendeine andere deutsche IP-Adresse

[32:10] aus Frankfurt aus dem zentralen Knotenpunkt oder so finde. Dann finde ich irgendwann mal eine aus

[32:14] Amerika. Dann finde ich die nächste aus Amerika. Und irgendwann finde ich dann mal ganz unten,

[32:17] je nachdem wie das Paket gerade durchläuft, nach 12, 13, 14 Einträgen die IP-Adresse von Google

[32:23] am Ende. Das heißt, ich kann wirklich Schritt für Schritt nachvollziehen, welche Knoten dieses

[32:28] Paket im Netzwerk passiert hat. Das ist ungefähr so, als würde ich das Paket von Postamt zu Postamt

[32:34] weiterverfolgen und mir jedes Mal merken, wie die Adresse von dem Postamt ist. Genau das macht

[32:38] dieses Tool Traceroute. Jetzt ist die Frage, wie geht das denn? Woher weiß das Tool das?

[32:43] Und das funktioniert jetzt auf eine ganz intelligente Art und Weise. Und zwar stellen

[32:49] wir uns mal vor, wir könnten ein Paket verschicken, was ewig im Kreis laufen würde.

[32:53] Das heißt, wir hätten sowas wie eine Adresse eingetragen und als Absenderadresse hätten wir

[32:57] eine andere eingetragen. Und wenn das Paket bei dem Empfänger ankommt, dreht der die Adressen

[33:02] einfach um und schickt es zurück. Stellen wir uns das mal vor. Dann würde das Paket ewig zwischen

[33:06] diesen beiden Knoten hin und her laufen. Hin und her und hin und her und hin und her. Würde

[33:09] immer im Kreis laufen, in einem Zyklus. Das wäre für das Netzwerk insgesamt irgendwie doof. Denn

[33:15] das würde natürlich das ganze Netzwerk irgendwann blockieren, wenn es mehrere von solchen Paketen

[33:19] gibt, die einfach unendlich durch die Gegend laufen. Unendlich im Kreis. Das heißt, damit

[33:24] genau sowas nicht passiert, hat man in das IP-Protokoll was Schönes eingebaut. Und zwar

[33:29] gibt es da eine Art Zähler in diesen Paketen. Der Zähler muss immer gesetzt sein. Und bei jedem

[33:34] Knoten, den das Paket passiert, wird dieser Zähler runtergezählt. Und wenn dieses Paket

[33:39] irgendwann den Wert 0 beim Zähler stehen hat, dann ist derjenige Netzwerkteilnehmer,

[33:44] der das gerade runtergezählt hat, dafür verantwortlich, das Paket wegzuwerfen. Denn

[33:48] das heißt ungefähr sowas wie, das Paket ist schon sehr lange über die Leitung gelaufen und

[33:52] irgendwie kommt es nicht an. Das ist ein Hinweis darauf, dass es vielleicht im Kreis gelaufen ist.

[33:58] Denn, wenn wir uns jetzt überlegen, wie viele Möglichkeiten es für diesen Zähler gibt. Das

[34:03] Feld ist 8 Bit lang. Das heißt, wir haben 256 Möglichkeiten. Dann ist es relativ unwahrscheinlich,

[34:09] dass ein Paket 256 Knoten im Netzwerk durchlaufen muss. Das Internet ist ziemlich groß. Ja, aber um

[34:17] von A nach B zu kommen und sei es auch nur von Deutschland nach Neuseeland bis zum anderen Ende

[34:21] der Welt, sind niemals 256 Knoten notwendig. Wir stellen es jetzt einfach nur mal ganz platt vor.

[34:26] Meine Fritzbox, dann kommt irgendwo ein Telekom-Knoten. Die Telekom schickt es vielleicht

[34:31] nach Frankfurt. Von Frankfurt geht es vielleicht nach, ich weiß es nicht, Amsterdam oder wie auch

[34:35] immer. Dann geht es über irgendein Kabel einmal durch den Ozean auf den anderen Kontinent. Im

[34:40] besten Fall haben wir sogar irgendwo ein Kabel direkt nach Australien liegen. Von Australien

[34:44] gibt es dann vielleicht noch ein Kabel nach Neuseeland. Von Neuseeland zur neuseeländischen

[34:49] Verteilerstelle. Von da in den Ort und von der Ortschaft bis ins Gebäude des Unternehmens,

[34:54] meinetwegen. Selbst wenn wir das machen, kommen wir vielleicht auf 20, vielleicht auf 30 Verbindungen.

[35:00] Aber 256, das ist viel zu viel. Das heißt, wenn die runtergezählt wären, ist das ein starkes

[35:07] Indiz dafür, dass das Ding irgendwo im Kreis gelaufen ist. Denn von jedem Punkt der Erde

[35:12] kommst du zu jedem anderen über, es ist jetzt schwer für mich zu sagen, ich sage jetzt einfach

[35:16] mal, und selbst wenn es 50 Verbindungen sind, sind wir immer noch nicht bei den 256 die

[35:20] möglichst. Von daher, wenn das Ding runtergezählt ist, dann sollte auch wirklich irgendwann Feierabend

[35:24] sein. Dann kann es eigentlich fast nur noch im Kreis gelaufen sein. Und wir wollen keine Pakete,

[35:29] die im Kreis laufen. Die belasten die Netzwerkinfrastruktur. Die bringen uns überhaupt

[35:32] nicht weiter. Die werden niemals ihr Ziel erreichen. Und deswegen werden die einfach

[35:36] entsorgt. Die werden weggeschmissen. Das heißt, sobald dieser Zähler bei Null ist, wird das

[35:40] Paket verworfen. Und jetzt kommt das Interessante dabei. Der Sender, der das Paket losgeschickt hat,

[35:46] wird informiert. Das heißt, der Netzwerkclient, der schmeißt das Ding nicht einfach weg und sagt,

[35:51] jo, das war's jetzt. Komm, ab auf die Halde oder verbrennen das Ding. Sondern der sagt dem Sender

[35:56] auch, Mensch, ich habe gerade dein Paket weggeschmissen. Das ist das Nette dabei. Denn

[36:00] der Sender will ja vielleicht wissen, ob das Paket angekommen ist. Vielleicht verlässt er sich ja

[36:04] darauf. Vielleicht ist das eine wichtige Nachricht, die jetzt verloren gegangen ist. Und genau aus

[36:08] dieser Antwort macht jetzt das Traceroute-Tool etwas. Und zwar schickt es das erste Paket los

[36:14] mit einem, dieses Feld heißt übrigens TimeToLive. Das habe ich noch gar nicht genannt. TimeToLive,

[36:20] also wie lange lebt das Paket noch. Abgekürzt TTL. Und das erste Paket, was losgeschickt wird

[36:25] von Traceroute, kriegt TTL 1. Das heißt, die Fritzbox kriegt dieses Paket, sieht, oh, 1,

[36:32] runtergezählt auf 0. Das Ding muss weg. Das schmeißt es auch weg. Aber jetzt schickt es dem

[36:38] Client, der das abgeschickt hat, die Info, Mensch, ich habe dein Paket weggeschmissen. So,

[36:42] und auf dem Client wartet ja das Traceroute-Programm auf sein Antwortpaket und sieht,

[36:46] Mensch, das Paket wurde ja weggeschmissen. Oh, wer hat das denn weggeschmissen? Sinnvollerweise

[36:51] steht in diesem, ich habe dein Paket gerade weggeschmissen, Paket der Absender. Und zwar

[36:55] die Fritzbox. Das heißt, Traceroute merkt sich, aha, das war die Fritzbox und gibt das auf der

[37:00] Konsole aus. Als nächstes schickt es ein Paket los mit TimeToLive 2. TimeToLive 2 kommt bei der

[37:05] Fritzbox an, die Fritzbox zählt es runter, TTL 1, schickt das Paket weiter an die Telekom. Die

[37:11] Telekom sieht, oh, TTL 1, wenn ich 1 runterzähle, bin ich bei 0, also weg mit dem Paket. Oh, das

[37:18] Paket habe ich gelöscht. Ja, dann sage ich der Fritzbox mal Bescheid, dass ich das gelöscht habe.

[37:21] Die Fritzbox sieht, oh, da wurde ja ein Paket gelöscht. Ich habe das aber gar nicht verschickt,

[37:25] sondern der Client schickt das Ding an mich zurück und Traceroute wartet und wertet das

[37:29] Ding aus und trägt ein irgendwas von der Telekom. Dann legt Traceroute los, schickt ein Paket mit

[37:35] TTL 3 los. Das passiert die Fritzbox, das passiert die Telekom, landet irgendwo in Frankfurt. In

[37:40] Frankfurt wird es weggeschmissen, die Telekom wird informiert, die Fritzbox wird informiert,

[37:44] mein Client wird informiert und der gibt es dann aus mit Frankfurt. Ja, und dieses Spiel geht so

[37:49] lange weiter, bis es irgendwann mal komplett angekommen ist und alle diese Zwischenstände

[37:52] gibt Traceroute auf der Konsole aus und so kann ich nachvollziehen, über welche Route mein Paket

[37:58] tatsächlich bis zum Ziel gelangt ist. Vergleichen wir das wieder mit der Analogie in der echten

[38:03] Welt. Ich könnte sehen, mein Paket ist beim Postamt abgeliefert worden, da kommt der große

[38:07] Postwagen, der bringt das irgendwo zum Flughafen in Frankfurt. Frankfurt fliegt das Flugzeug los,

[38:11] in Amerika wird es ausgeladen, kommt wieder auf den Zug, der Zug fährt irgendwo anders hin,

[38:15] da kommt dann der Postwagen und so weiter. Diese Route könnte ich mit Traceroute nachvollziehen

[38:20] und das Prinzip, damit das funktioniert, ist das Time-to-Live, das TTL. Das ist 8-Bit lang,

[38:26] das heißt, wir haben 256 Möglichkeiten runterzuzählen und das sollte ausreichen,

[38:31] um alle Routen weltweit abzudecken. Der Sinn dahinter ist eben, unendlich lange verschickte

[38:37] Pakete, die sich im Kreis bewegen, abzubrechen, abzufügen, damit sie das Netzwerk nicht belasten.

[38:44] Und als netten Nebeneffekt können wir eben die Route, die unser Paket durch das Netzwerk nimmt,

[38:49] nachvollziehen. Übrigens, wenn du das Ding zweimal hintereinander ausführst mit der

[38:52] gleichen Adresse, dann muss das nicht zur gleichen Route führen. Die Netzwerkteilnehmer

[38:56] sind ja auch sehr dynamisch heutzutage, das heißt, sie können feststellen,

[38:58] oh Mensch, die eine Verbindung ist gerade sehr stark belastet, das heißt, ich schicke es mal

[39:01] lieber rechts rum zum Beispiel und dann kann es sein, dass das gleiche Paket in Anführungszeichen

[39:06] zweimal hintereinander eine unterschiedliche Route durchs Netzwerk nimmt. Jetzt mal übertragen

[39:10] auf die reale Welt kann es sein, dass das eine Paket, das du nach Neuseeland schicken willst,

[39:14] über Amerika fliegt und das andere Paket, das du zwei Minuten später abschickst, fliegt über

[39:19] China. Also komplett gegensätzlich über die Erde. Das gleiche kann auch im Netzwerk durchaus

[39:24] passieren, je nachdem, welche Routen gerade wie stark belastet sind. So, ich schaue mal auf die

[39:29] Uhrenstelle fest. Da haben wir das Thema jetzt ganz gut abgehakt und haben auch schon an meiner

[39:34] angepeilten Zeitmarke gekratzt. Von daher fasse ich noch mal kurz zusammen, was wir heute gelernt

[39:38] haben und dann hören wir auf für heute. Also, wir haben gelernt, es gibt private IP-Adressbereiche.

[39:43] Die fangen an mit 10, 172.16 oder 192.168. Dahinter kann irgendwas anderes stehen und das sind die

[39:51] sogenannten privaten IP-Adressbereiche, die im Internet nicht, jetzt können wir es auch genau

[39:54] beschreiben, nicht geroutet werden. Das heißt, wenn ich so eine Rückantwortadresse bekomme,

[40:00] dann weiß ich nicht, wo ich das hinrouten soll und deswegen wird das Paket dann weggeworfen. Ich

[40:06] kann es nicht zustellen. Wie kann ich aus diesen privaten IP-Adressbereichen trotzdem ins Internet

[40:11] kommen? Ja, indem ich jemanden habe, der meine privaten Adressbereiche in die öffentlichen

[40:15] übersetzt. Also eine Art Schnittstelle zwischen privatem Netzwerk und öffentlichem Netzwerk.

[40:20] Damit dieses Übersetzen funktionieren kann, brauche ich das NAT, Network Address Translation.

[40:26] Diese Aufgabe übernimmt bei mir zu Hause die FRITZ!Box, die merkt sich dazu, welche interne IP-Adresse hat wohin ein Paket geschickt,

[40:32] ersetzt die Zieladresse durch ihre eigene öffentliche Adresse und wenn das Antwortpaket an sie zurückgeschickt wird,

[40:39] schickt es mir das als Client weiter und so kann zwischen dem internen und externen Netz übersetzt werden.

[40:44] Dazu muss die FRITZ!Box oder die Komponente dazwischen zwei Adressen haben, eine private, eine öffentliche, damit das funktioniert.

[40:51] Und der Client muss wissen, dass er Pakete, die er nicht direkt zustellen kann, auch an die FRITZ!Box schicken muss.

[40:55] Dafür kriegt er per DHCP von ihr mitgeteilt, dass sie die Rolle des Routers oder auch Default Gateway genannt wahrnimmt

[41:03] und also alle Pakete annimmt, die dann versucht weiter zuzustellen.

[41:07] Wenn sie das nicht direkt kann, liefert sie das weiter an ihren konfigurierten Router,

[41:11] der liefert es weiter an seinen Router und so weiter, bis es irgendwann mal beim Ziel angekommen ist.

[41:16] Gateways sind im engeren Sinne auf allen möglichen Schichten des ISO-Modells möglich.

[41:21] Heutzutage, da wir fast überall IP benutzen, gibt es es eigentlich nur noch auf Schicht 3, da arbeitet das IP-Protokoll.

[41:26] Deswegen ist heutzutage Default Gateway und Router eigentlich das Gleiche.

[41:31] Grundsätzlich, wenn man es im Detail aber wissen will, muss man es ein bisschen auseinanderhalten.

[41:35] Mit Traceroute kann man die Route, die ein Paket durchs Netzwerk nimmt, nachvollziehen.

[41:39] Dazu wird ein Paket verschickt mit dem TimeToLive 1 und da jeder Knoten im Netzwerk dieses TimeToLive runterzählen muss

[41:47] und bei 0 das Paket verworfen wird, dabei aber der ursprüngliche Sender informiert wird, dass das Paket verworfen wurde,

[41:55] kann Traceroute jetzt Pakete verschicken mit TTL 1, 2, 3, 4, 5 und so weiter

[42:01] und jedes Mal anhand des Antwortpakets, in dem ja auch wieder die Absenderadresse des verwerfenden Knotens steht,

[42:07] dann auflisten, wer welches Paket wann empfangen hat und somit quasi die Route durchs Netzwerk nachvollziehen.

[42:14] Damit haben wir für heute ziemlich viel Kram gelernt, der auch höchstgradig prüfungs- und auch praxisrelevant ist.

[42:21] Denn viele Netzwerkprobleme, die man vielleicht zu Hause hat oder auch im Firmennetzwerk,

[42:25] lassen sich deutlich besser lösen, wenn man das Prinzip hinter diesem Routing, dem NAT und den privaten Adressbereichen verstanden hat.

[42:32] Ganz wichtig, insbesondere diese privaten IP-Adressbereiche.

[42:35] Wenn du eine Adresse siehst, die in diesem Bereich fällt, da muss sofort bei dir dein Licht aufgehen.

[42:39] Bäm, private IP-Adressbereiche, die musst du auswendig können.

[42:42] 10 Punkt, 172, 16 Punkt und 192, 168.

[42:48] Das sind absolut wichtige Dinge und die musst du tatsächlich wirklich auswendig lernen.

[42:53] Die muss man als ITler heutzutage kennen.

[42:56] Zumindest solange wir noch IPv4 einsetzen, aber ich vermute, dass das noch so 10 bis 20 Jahre dauern wird, bis das abgelöst wird.

[43:03] In IPv6 funktioniert das Ganze ein bisschen anders, aber die groben Abläufe sind gleich.

[43:08] Denn auch in IPv6 braucht man irgendeine Form des Routings, weil auch da hast du nicht magischerweise auf einmal ein Kabel direkt zu Google.

[43:15] Das heißt, das grundsätzliche Prinzip des Routings bleibt schon gleich.

[43:19] Die technische Umsetzung ist dann aber ein bisschen anders.

[43:21] Das sollte jetzt also für heute erstmal gewesen sein.

[43:24] Beim nächsten Mal machen wir dann weiter, denn wir haben noch ein paar Sachen, die wir klären müssen,

[43:27] bis wir dann wirklich die Google-Seite auf unserem Browser angezeigt bekommen.

[43:30] Ja, wir sind noch nicht am Ende, auch wenn es jetzt schon, ich glaube, heute die vierte Episode zum Thema ist.

[43:34] Da steckt viel Zeug dahinter, was da so passiert.

[43:37] Wenn ich einmal Enter im Browser drücke, das ist wirklich Wahnsinn, aber das ist nun mal halt einfach so.

[43:41] Und wir als ITler müssen diese Begriffe und auch die Technik und die Abläufe natürlich kennen.

[43:46] Gut, deswegen geht es beim nächsten Mal weiter zu dem Thema.

[43:49] Für heute sage ich erstmal vielen Dank fürs Zuhören.

[43:51] Ich hoffe, du konntest ein bisschen was mitnehmen.

[43:53] Wenn du Fragen hast oder Anregungen, wenn ich was falsch erzählt habe, wenn dir was fehlt, was auch immer,

[43:57] schreib mir gerne einen Kommentar.

[43:59] Die Shownotes der Episode findest du wie immer unter anmengungs-und-entwickler-podcast.de

[44:03] slash 140, denn das hier heute war die 140. Episode.

[44:07] Ich würde mich über jegliches Feedback freuen.

[44:10] Du kannst mich auch auf allen möglichen Social-Media-Kanälen erreichen.

[44:13] Xing, LinkedIn, Facebook, Instagram, wo auch immer.

[44:16] Du findest mich überall, am besten allerdings natürlich als Kommentar zur Episode.

[44:19] Dann sehen auch andere Leser und Hörer, was du vielleicht so für Fragen hast.

[44:25] Ich würde mich übrigens sehr auch über ein Feedback zur Episode freuen,

[44:28] in irgendeiner Plattform, wo du diesen Podcast hörst, zum Beispiel iTunes oder Stitcher

[44:32] oder wo auch immer, dass du dir das hier abonniert hast.

[44:35] Ein Feedback, sei es als Sternebewertung oder wirklich als kleinen Text, das würde mich mega freuen.

[44:39] Das trägt dazu bei, dass der Podcast noch ein bisschen sichtbarer wird,

[44:43] quasi öffentlicher wird, raus aus dieser privaten Nische, in der ich gerade bin.

[44:50] Also, wenn dir der Podcast gefällt und du was mitnehmen kannst,

[44:52] dann gib mir gerne eine kleine Rezension, zum Beispiel bei iTunes.

[44:55] Das würde mich wirklich freuen. Ich gucke mir das auch alles an und versuche das natürlich auch umzusetzen.

[45:00] Ansonsten sage ich für heute erstmal vielen Dank fürs Zuhören und bis zum nächsten Mal. Tschüss!