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Versuch 3 - Vermittlungsschicht

Generelle Hinweise

  • Mit dem Befehl <knotenname> ifconfig können Sie sich die Liste aller Netzwerkschnittstellen dieses Netzwerkknotens mit ihren jeweiligen Konfigurationen ausgeben lassen, dies schließt auch die zugewiesene IP-Adresse ein (inet).

  • Für die Ausführung von Mininet werden Admin-Rechte benötigt. Wenn Sie also das gegebene Python Skript über den Startknopf von Visual Studio Code ausführen wollen, wird dies wegen dem Fehlen von sudo fehlschlagen. Entweder Sie kopieren den Befehl und fügen davor sudo hinzu oder Sie führen das Skript /versuch3/scripts/runTopo.sh in dem eben genannten Unterordner mit ./runTopo.sh aus.

Aufgabe 1

Wie viele erfolgreiche Start-Ups haben auch wir eine kleine Garage gemietet, in der wir die Entwicklung an unserer streng geheimen neuen Idee fortführen wollen. Unser Team besteht im Moment aus Lukas, Lisa, Ela, Ben und Elias.

Leider ist unser alter Netzwerkadministrator unerwartet ausgeschieden, deswegen sind wir sehr froh, dass Sie uns unterstützen möchten! Wir haben für das Netzwerk leider keine Zeit...

Jedes Teammitglied soll seinen eigenen Arbeitsplatz mit PC erhalten. Ein Network Attached Storage als Dateiserver (NAS), einen Router (r1) und einen Switch (sw1) haben wir bereits angeschafft. Unser alter Administrator hat die Geräte notdürftig verkabelt und konfiguriert – wir wissen nur leider nicht wie!

  1. Bitte öffnen Sie das Mininet-Skript unter ~/kn1lab/versuch3/scripts/topology.py mit Visual Studio Code und rekonstruieren (zeichnen) Sie die Netzwerkumgebung mit den Verbindungen!

  2. Bitte bezeichnen Sie zusätzlich in ihrer Zeichnung die Netzwerkschnittstellen mit den richtigen IP-Adressen. Vermerken Sie auch von den Routing-Tabellen-Einträgen die Attribute Ziel und Router. Starten Sie dazu die Mininet Topologie, indem Sie das Skript /versuch3/scripts/runTopo.sh in dem eben genannten Unterordner mit ./runTopo.sh ausführen. Anschließend können Sie mit <knotenname> route die Routing-Tabellen-Einträge ausgeben lassen. Falls Sie in der Ausgabe unerwartete Rechnernamen (z.B. _gateway) statt IP-Adressen sehen und dies nicht wollen, dann geben Sie das Argument -n mit (z.B. host1 route -n).

  3. Testen Sie nun die Verbindung der PCs untereinander mit Hilfe des Tools ping, indem sie in der Mininet-Konsole den Befehl <knotenname-quelle> ping -c 3 <ip-ziel> verwenden. Dadurch wird das Ziel 3 mal angepingt. Können sich alle Teammitglieder gegenseitig erreichen?

  4. Ben hat festgestellt, dass er den NAS nicht erreichen kann. Prüfen Sie dies ebenfalls mit ping nach und notieren Sie sich die Statistik. Pingen Sie hier das Ziel 5 mal an.

  5. Wir haben festgestellt, dass wir den NAS leider von keinem der PCs aus erreichen können. Da scheint etwas mit den Routing-Tabellen nicht zu stimmen, beheben Sie den Fehler bitte schnellstmöglich!
    Tipp: Sehen Sie sich die IP-Adressen in den Tabellen genau an! Der Befehl <knotenname-quelle> traceroute -m 5 <ziel-ip> könnte Ihnen ebenfalls helfen. Die Argumente -m 5 geben an, dass nach 5 Hops abgebrochen wird. Auch hier gilt, dass Sie das Argument -n mitgeben können, um alle Ergebnisse als IP-Adressen anzeigen zu lassen (z.B. host1 traceroute -n host2).

Aufgabe 2

Wir haben ein Büro in einem Gründerhaus bekommen! Es ist zwar nicht so groß, dass wir alle dort Platz haben können, aber es schafft wenigstens Platz für neue Mitarbeiter. Ihr Arbeitsplatz wird in dem neuen Büro sein, suchen Sie sich einen schönen Platz aus. Unsere alten Teammitglieder werden vorerst weiterhin von der Garage aus arbeiten.

In unserem neuen Büro gibt es außer Ihrem PC (Burak) noch einen Switch, der die PCs verbindet (sw2), sowie einen neuen Router (r2). Der Plan ist, dass die PCs aus dem Gründerhaus von den Geräten in der Garage nur den NAS erreichen können sollen, die PCs der alten Teammitglieder sollen aber nicht erreichbar sein.

Hier ist die aktualisierte Liste. Schauen Sie sich die neuen Geräte und deren IPs genau an, diese habe ich für Sie fett markiert.

Gerät Typ IP
r1 (Garage) Router 10.0.0.1/26, 10.0.1.1/29, 10.0.1.64/31
r2 (Buero) Router 10.0.2.1/25, 10.0.1.65/31
sw1 Switch Keine IP
sw2 Switch Keine IP
NAS Host 10.0.1.2
Ela PC 10.0.0.2
Lisa PC 10.0.0.3
Ben PC 10.0.0.4
Lukas PC 10.0.0.5
Elias PC 10.0.0.6
Burak PC 10.0.2.2

  1. Für das neue Büro stehen uns /25 IP-Adressen zur Verfügung. Wie viele Geräte können hier maximal genutzt werden?

  2. Fügen Sie die neuen Geräte und ihre IP-Adressen in die Zeichnung ein. Erweitern Sie die existierende Topologie in ~/kn1lab/versuch3/scripts/topology.py mit den neuen Geräten, IP-Adressen, Subnetzen und Routen.

Hinweise zu Aufgabe 2.2:

  • Zur Vereinfachung gehen wir davon aus, dass die beiden Router r1 (Garage) und r2 (Buero) eine direkte Verbindung haben. Dies bedeutet auch, dass Sie für r1 eine weitere Netzwerkschnittstelle hinzufügen müssen.

  • Orientieren Sie sich bei den Routen am Aufbau von Router 1. Einen Routing-Eintrag für ein Subnetz, dessen nächster Hop ein Router ist, erstellen Sie mit dem Aufruf net['<router>'].cmd('ip route add <subnetz> via <next-hop-ip>').

  • Wenn Sie Netzwerkknoten per addLink() mit einem Router verbinden, dann bestimmt die Reihenfolge dieser Aufrufe mit welcher Netzwerkschnittstelle des Routers die Netzwerkknoten verbunden werden (z.B. erster Aufruf von addLink(r2, <host>) = eth0, zweiter Aufruf = eth1, usw.). Hier kann es hilfreich sein, wenn Sie über ifconfig in Erfahrung bringen, welcher Netzwerkschnittstelle welche IP-Adresse zugewiesen ist und Sie dies zusätzlich in Ihrer Zeichnung vermerken.

  • Wenn Sie bei einem Befehl als Ziel einen Router angeben wollen, dann sollten Sie anstatt des Hostnamens die IP-Adresse der jeweiligen Netzwerkschnittstelle verwenden (z.B. mit host1 ping 10.0.0.1), denn über den Hostnamen eines Routers lässt sich nur eine seiner Netzwerkschnittstellen erreichen. Dies kann auch den Fehler connect: Das Netzwerk ist nicht erreichbar verursachen.