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Vor lauter Bäumen…

Mit Linux im Netzwerk unterwegs

12.04.2007
Im Netzwerkdschungel verliert so mancher Benutzer die Übersicht über die einzelnen Bäume. Dieser Artikel will etwas Licht ins Dickicht bringen und erklärt dazu die wichtigsten Grundbegriffe.

Laut einer Studie von ARD und ZDF aus dem Jahr 2006 sind bereits knapp 60 Prozent aller deutschen Haushalte regelmäßig online [1]. Die meisten von ihnen nutzen das Internet, um per E-Mail zu kommunizieren und um im Internet herumzustöbern oder nach bestimmten Themen zu suchen. Rund die Hälfte aller Internetnutzer besitzt einen schnellen DSL-Anschluss. Von besseren Internetzugängen profitiert auch Linux, da der Zugang zum Betriebssystem selbst und zu den zahlreichen freien Programmen mit einer schnellen und stabilen Internetverbindung deutlich mehr Spaß macht.

Parallel zur dieser Entwicklung setzt sich auch der Computer in immer mehr Haushalten durch. Wo früher ältere Kinder einen eigenen Fernseher bekamen, hält jetzt der Zweit- oder Drittcomputer Einzug. Was liegt da näher, als die heimischen Rechner zu vernetzen und das kleine Heimnetz mit dem großen Internet zu verbinden? Dieser Artikel erklärt Ihnen einige Grundlagen zum Netzwerk-Setup unter Linux. Er zeigt hingegen nicht, wie Sie eine Internetverbindung aufbauen. Details dazu finden Sie in den folgenden Artikeln.

Internetzugang

In einem Firmennetz ist alles ganz einfach: Man verbindet den eigenen Rechner per Ethernet-Kabel mit einer passenden Ethernet-Dose, und schon ist man online. Zu Hause muss man sich hingegen per Modem umständlich ins Internet einwählen. Dabei nimmt der eigene Computer mit einer Gegenstelle (dem Provider) Kontakt auf und erhält von dieser nach erfolgreicher Authentifizierung eine weltweit einmalige Adresse – die so genannte IP-Adresse. Beim Modem kann es sich um eines von folgenden Geräten handeln:

  • traditionelles Modem für analoge Telefonverbindungen
  • ISDN-Modem für digitale Telefonverbindungen
  • DSL-Modem für DSL-Verbindungen
  • Kabelmodem für den Internetzugang über den TV-Anschluss

Generell unterstützt Linux sämtliche Modemtypen, bei USB-Geräten benötigen Sie aber in der Regel spezielle Treiber. Wenn möglich sollten Sie deshalb für DSL- und Kabelmodems Geräte wählen, die über den Ethernet-Port mit dem Computer verbunden werden. Bei traditionellen Analog- und bei ISDN-Modems empfehlen sich Geräte, die Sie an die serielle Schnittstelle des Rechners anschließen. Da ISDN- und serielle Modems vom Aussterben bedroht sind, nimmt die Zahl der von Linux unterstützten Neugeräte von Jahr zu Jahr ab. Hier sollten Sie sich zeitig nach Alternativen umschauen.

Verlief der Verbindungsaufbau per Modem erfolgreich, erhalten Sie vom Provider eine IP-Adresse, die Sie identifiziert und den Datenaustausch mit anderen Rechnern möglich macht. Details zu den IP-Adressen entnehmen Sie dem Kasten "Von 32 auf 128".

Von 32 auf 128

Aktuelle IP-Adressen sind 32-Bit lang und werden in vier Blöcken zu acht Bit geschrieben, zum Beispiel 192.168.1.100. Auf diese Art lassen sich maximal 4.294.967.296 (2^32) Adressen erstellen. Da in Zukunft deutlich mehr Adressen benötigt werden (zum Beispiel für Mobiltelefone, Autos, Küchengeräte), begann man 1995 mit den Arbeiten am Internet-Protokoll IPv6. Es benutzt 128-Bit lange Adressen, womit maximal 2^128 Adressen möglich sind. Zu einer Knappheit an IPv6-Adressen wird es somit kaum jemals kommen.

Anders beim aktuellen IPv4-Protokoll: Die Vergabe von IP-Adressen kontrolliert die Internet Assigned Numbers Authority (IANA) [2]. Sie teilt zum Beispiel Europa, Asien, Afrika und Amerika Bereiche zu, die dann lokale Institutionen weiter verteilen. Da anfänglich vorwiegend Firmen aus Nordamerika und Europa Internetadressen benötigten, teile die IANA diesen überdurchschnittlich viele zu. In Europa und Nordamerika herrscht deshalb generell kein Mangel an freien Adressen. In Asien und Südamerika sieht die Situation anders aus, hier setzt sich IPv6 deshalb auch schneller durch.

Linux gehört zu den Betriebssystemen, die den IPv6-Support relativ früh übernahmen. In einigen Bereichen vielleicht zu früh: So gibt es noch viele Heimrouter, die das neue Protokoll nicht unterstützen. Als Benutzer merkt man dies, wenn die Internetverbindung unter Linux wesentlich langsamer arbeitet als unter Windows. Abhilfe schaffen Sie, indem Sie die IPv6-Unterstützung ausschalten. Dazu ändern Sie in der Datei /etc/modprobe.conf den Eintrag

alias net-pf-10 ipv6
 # alias net-pf-10 off

zu

# alias net-pf-10 ipv6
 alias net-pf-10 off

Danach müssen Sie den Rechner neu starten. Open Suse 10.2 bietet auch die Möglichkeit IPv6 bereits während der Installation auszuschalten.

Adressen und Router

Nach einem erfolgreichen Verbindungsaufbau hat der Internetprovider Ihrem Netzwerkgerät eine der gut vier Milliarden IP-Adressen zugeordnet. Welche das ist, erkennen Sie an der Ausgabe des Befehls

/sbin/ifconfig

in einem Terminalfenster. Ein Beispiel für eine Ethernet-Verbindung zeigt der Kasten "Ausgabe von ifconfig". Achten Sie bei einer DSL- oder analogen Modemverbindung auf den Eintrag inet address hinter ppp0. Für eine ISDN-Verbindung ist der inet address-Eintrag hinter ippp0 relevant. Bei einer Verbindung per Kabelmodem/Ethernet suchen Sie nach einer Zeile, die mit eth0 beginnt. Für WLAN-Geräte lautet die zugehörige Schnittstelle je nach Gerät eth0, wlan0, rausb0 oder ra0. Der Eintrag lo ganz unten bezeichnet ein spezielles Gerät für den eigenen Rechner: Es besitzt immer die IP-Adresse 127.0.0.1 und existiert unabhängig davon, ob sich im Rechner Netzwerkhardware befindet.

Ausgabe von ifconfig

kim:/home/marcel # ifconfig
eth0      Protokoll:Ethernet  Hardware Adresse 00:0D:56:AF:0E:28
          inet Adresse:192.168.1.147  Bcast:192.168.1.255  Maske:255.255.255.0
          inet6 Adresse: fe80::20d:56ff:feaf:e28/64 Gültigkeitsbereich:Verbindung
          UP BROADCAST NOTRAILERS RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:175464 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:45094 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 Sendewarteschlangenlänge:1000
          RX bytes:79111361 (75.4 Mb)  TX bytes:6672695 (6.3 Mb)
          Interrupt:11
lo        Protokoll:Lokale Schleife
          inet Adresse:127.0.0.1  Maske:255.0.0.0
          inet6 Adresse: ::1/128 Gültigkeitsbereich:Maschine
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1
          RX packets:3046 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:3046 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 Sendewarteschlangenlänge:0
          RX bytes:559481 (546.3 Kb)  TX bytes:559481 (546.3 Kb)
kim:/home/marcel #

Damit es im Internet nicht zu einem Adressenchaos kommt, sind bestimmte Adressen für den Heimgebrauch reserviert. Dies sind unter anderem die IP-Bereiche 192.168.0.0 bis 192.168.255.255 und 10.0.0.0 bis 10.255.255.255. Besitzt ein Rechner eine solche – private – Adresse, kann er nicht direkt auf das Internet zugreifen, sondern nur über einen Router. Diese Spezialgeräte leiten Daten aus einem Netzwerk in ein anderes weiter (Abbildung 1). Theoretisch könnte jeder Rechner eine öffentliche IP-Adresse bekommen, die Lösung mit dem Router bringt jedoch zwei Vorteile:

  • Rechner, die eine private IP-Adresse besitzen, sind nicht direkt aus dem Internet angreifbar. Spezielle Sicherheitssysteme (Firewalls) müssen so nur den Router schützen, nicht jeden einzelnen Rechner.
  • Die Lösung mit privaten und öffentlichen IP-Adressen spart sehr viele Adressen, da in Heim- und Firmennetzen immer die gleichen zum Einsatz kommen.

Zwei wichtige Begriffe in diesem Zusammenhang sind LAN (Local Area Network) und WAN (Wide Area Network). Mit LAN bezeichnet man ein Heim- oder Firmennetz. Rechner in einem LAN benutzen private Adressen, in der Regel aus dem Netz 192.168.0.0. Ein WAN ist ein Netzwerk, das sich über mehrere LANs erstreckt. Die Rechner des WAN, die miteinander kommunizieren, erhalten in der Regel öffentliche IP-Adressen. Das Internet ist eigentlich nur ein sehr großes WAN.

Abbildung 1: Der Provider (oben rechts) verteilt externe IP-Adressen. Über diese können internetfähige Geräte mit den übrigen Rechnern des Internets kommunizieren. Die PC in den Firmennetzen besitzen interne Adressen. Sie können nur über einen Router mit der Außenwelt Daten austauschen. Ein Rechner mit einer externen IP-Adresse (unten rechts) wird automatisch Teil des Internets.

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