Jetzt ma Router bei die Switche!
PAN bis GAN, Hub bis Router, OSI bis IPv6. Ein Kabel steckt. Der Switch blinkt. Jetzt finden wir raus, ob das Netz auch tut, was es soll. Ab heute verstehst du, was im Netz passiert, statt nur die Lämpchen blinken zu sehen.
Vom Kabel bis zum Endgegner.
Zehn Stufen, jede trainiert genau eine Fähigkeit. Erst erklärt, dann gemeinsam durchgespielt, dann bist du dran. Die ersten drei Aufgaben jeder Stufe kommen mit Hinweis. Eine Stufe gilt als gemeistert, wenn du 8 der letzten 10 Aufgaben ohne Hilfe richtig hast. Erst dann geht die nächste Tür auf. Dein bisheriger Fortschritt bleibt dabei erhalten.
Stufe wird geladen …
Lektion
Bereit? Dann weg mit dem Spickzettel.
Sobald du startest, wird die Lektion ausgeblendet. Du kannst jederzeit zurück, die offene Aufgabe verfällt dann aber.
Alles zum Nachlesen. Schicht für Schicht.
Zehn Kapitel mit allen Unterrichtspunkten, vier interaktiven Laboren und einem Kurz-Check am Ende jedes Kapitels. Die Labore verraten Antworten, darum sind sie im Sprint und in der Prüfung gesperrt. Neu hier? Dann fang im Lernpfad an.
Netzwerke: Was, wozu und wie groß?
Definition, Nutzen, Paketvermittlung, PAN bis GAN, Peer-to-Peer und Client-Server.
Deine Kopfhörer verbinden sich mit dem Handy, der Drucker hängt im Büro und die Filiale ist in einer anderen Stadt. Alles Netzwerke, aber nur eines davon braucht eine Dienstreise. Reichweite und Aufbau helfen beim Einordnen.
1.1 Was ist ein Netzwerk?
Ein Rechnernetz ist ein Verbund aus mindestens zwei kommunikationsfähigen Geräten, die über ein Übertragungsmedium Daten austauschen. Geräte können PCs, Smartphones, Server, Drucker oder Sensoren sein.
Man braucht Teilnehmer (Endgeräte), Übertragungswege (Kupfer, Glasfaser, Funk), Adressierung (z. B. MAC/IP) und Regeln (Protokolle). Ein gemeinsamer Internetanschluss ist keine Voraussetzung für ein lokales Netzwerk.
1.2 Ziele und Nutzen von Netzwerken
Die Kerngedanken sind Kommunikation, gemeinsame Ressourcennutzung und zentrale Verwaltung: Dateien gemeinsam bearbeiten, Drucker teilen, Software und Sicherheitsvorgaben zentral bereitstellen, Backups an einem Ort sichern.
Weitere Vorteile sind Skalierbarkeit, flexibles Arbeiten und Zusammenarbeit. Aber: Es entstehen Kosten, Verwaltungsaufwand und Sicherheitsrisiken. Ein zentraler Server kann außerdem zum Single Point of Failure werden, wenn keine Redundanz vorhanden ist.
1.3 Datenübertragung und Paketvermittlung
Bei der Paketvermittlung werden größere Datenmengen in kleinere Einheiten zerlegt und über das Netz transportiert. Auf dem Weg tragen sie je nach Schicht Header mit z. B. Quell- und Zieladressen. Am Ziel werden sie verarbeitet und bei Bedarf wieder zusammengesetzt.
Wichtige Begriffe: Bandbreite/Datenrate (übertragbare Menge pro Zeit), Latenz (Verzögerung), Jitter (Schwankungen der Laufzeit), Paketverlust (nicht zugestellte Einheiten). Bandbreite und Latenz sind nicht dasselbe.
1.4 Netzwerkarten nach Reichweite (PAN, LAN, MAN, WAN, GAN)
| Kürzel | Bedeutung | Typisches Beispiel |
|---|---|---|
| PAN | Personal Area Network – unmittelbare Umgebung | Smartphone + Bluetooth-Kopfhörer |
| LAN | Local Area Network – Raum/Gebäude/Campus | Schul- oder Firmennetz |
| MAN | Metropolitan Area Network – Stadt/Region | Standortnetz einer Stadt |
| WAN | Wide Area Network – große Entfernungen | Standorte über Provider verbinden |
| GAN | Global Area Network – weltumspannend | Globale Vernetzung, z. B. Internet |
Die Grenzen sind typische Einordnungen, keine festen Meterzahlen. WLAN sagt dagegen etwas über die Funktechnik aus, nicht über die geografische Netzwerkkategorie.
1.5 Netzwerkarchitekturen (Peer-to-Peer, Client-Server, Hybrid)
Peer-to-Peer (P2P): Gleichberechtigte Geräte stellen einander Dienste bereit; kostengünstig für kleine Umgebungen, aber oft dezentral und schwieriger zu verwalten.
Client-Server: Ein Server stellt einen Dienst bereit, Clients greifen darauf zu (z. B. zentrale Benutzeranmeldung, Dateiablage, Webserver). Vorteile: zentrale Regeln und Verwaltung; Nachteile: Abhängigkeit von Server/Netz.
Hybrid: Beide Ansätze nebeneinander, beispielsweise zentraler Anmeldeserver und direkte Dateiübertragung zwischen Arbeitsstationen.
Topologien: Wer hängt an wem?
Physisch und logisch, Bus, Ring, Stern, Baum, Mesh. Und warum der Stern gewonnen hat.
Sechs PCs sollen verbunden werden. Im Stern führt von jedem ein Kabel zur Mitte. Im Vollmesh bekommt jedes Gerätepaar eine eigene Verbindung. Der Unterschied steht später auf der Kabelrechnung.
2.1 Was ist eine Topologie?
Die Netzwerktopologie beschreibt die Anordnung von Netzwerkteilnehmern und Verbindungen. Sie beeinflusst Verkabelungsaufwand, Erweiterbarkeit, Ausfallsicherheit und Fehlersuche.
Häufig besprochene Grundformen: Bus, Ring, Stern, Baum, Mesh und Mischformen. In der Praxis sind hybride Strukturen häufig.
2.2 Physische vs. logische Topologie
Physische Topologie: Wie sind Kabel, Funkzellen und Geräte tatsächlich verbunden? Beispiel: Jeder PC hat ein eigenes Kabel zum Switch = physischer Stern.
Logische Topologie: Wie erfolgt die Datenweitergabe bzw. wie ist die Kommunikation organisiert? Klassisches Hub-Ethernet: physischer Stern, logisch gemeinsames Medium. Ein geswitchtes Ethernet nutzt Punkt-zu-Punkt-Links und individuelle Weiterleitung.
2.3 Die wichtigsten Topologien im Detail
| Form | Beschreibung | Typische Schwachstelle |
|---|---|---|
| Bus | Alle teilen einen gemeinsamen Leitungsstrang. | Defekt am Hauptmedium; gemeinsame Kollisionsdomäne bei altem Ethernet |
| Ring | Jeder Knoten hat Nachbarn in einem Kreis. | Ein Bruch kann ohne Schutzmechanismen stören |
| Stern | Alle Endgeräte einzeln an eine Zentrale. | Ausfall der Zentrale betrifft angeschlossene Geräte |
| Baum | Hierarchisch verbundene Sterne/Verteiler. | Ausfall oberer Verteiler kann viele Zweige treffen |
| Mesh | Knoten sind mehrfach, teils vollständig, verbunden. | Komplexität, Kosten, Steuerung der Wege |
Im Netzwerklabor kannst du jede Form als Grafik auswählen. „Ring“ bedeutet nicht automatisch Token Ring; das war eine konkrete historische Zugriffstechnik.
2.4 Topologievergleich
Zum Vergleichen nutzt man Kriterien wie Ausfallsicherheit, Installationskosten, Anzahl der Leitungen, Wartbarkeit, Erweiterbarkeit und Performance. Ein vollständiges Mesh mit n Teilnehmern benötigt n × (n − 1) / 2 direkte Verbindungen.
Beispiel: 5 vollständig vermaschte Geräte benötigen 5 × 4 / 2 = 10 Leitungen. Ein einfacher Stern mit 5 Endgeräten benötigt dagegen 5 Anschlüsse zur Zentrale.
2.5 Warum hat sich die Stern-Topologie durchgesetzt?
Ein Switch in der Mitte macht die Verkabelung übersichtlich, leicht erweiterbar und gut diagnostizierbar. Ein defektes Endgerätekabel betrifft meistens nur den entsprechenden Anschluss. Vollduplex-Verbindungen an Switchports vermeiden die klassischen Ethernet-Kollisionen.
Ein Nachteil bleibt: Der zentrale Switch ist ohne Redundanz eine kritische Komponente. Größere LANs verwenden deshalb hierarchische, teils redundante Switch-Strukturen statt nur eines zentralen Geräts.
Komponenten und Verkabelung
Aktiv und passiv, Hub, Switch, Router, strukturierte Verkabelung, Kategorien, Glasfaser.
Ein Patchpanel sieht nach Netzwerk aus und braucht trotzdem keinen Strom. Der Switch daneben verarbeitet Frames und braucht Energie. Für aktiv und passiv ist entscheidend, was das Teil tut.
3.1 Aktive Netzwerkkomponenten
Aktive Komponenten benötigen Energie und beeinflussen bzw. verarbeiten Signale und Daten: Switch, Router, Access Point, Repeater, Netzwerkkarte, Firewall-Appliance und aktive Hubs.
Switch: verbindet Teilnehmer innerhalb eines Layer-2-Netzes; lernt MAC-Adressen. Router: verbindet verschiedene IP-Netze und entscheidet anhand der Routingtabelle. Access Point: bietet WLAN-Zugang zum Netzwerk. Repeater: regeneriert/verstärkt Signale auf physikalischer Ebene je nach Technik.
3.2 Passive Netzwerkkomponenten
Passive Komponenten transportieren oder verteilen Signale, ohne sie eigenständig elektronisch auszuwerten oder aktiv neu aufzubereiten: Twisted-Pair-Kabel, Glasfaser, Patchpanel, Anschlussdose, Patchkabel, Steckverbinder und passive Glasfaser-Verteiler.
Ein Patchpanel ist kein Switch. Es führt feste Leitungen auf beschriftete Buchsen; per kurzem Patchkabel kann man diese mit Switchports verbinden. Ohne Switch entsteht durch ein Patchpanel keine intelligente Weiterleitung.
3.3 Hub: aktiv und passiv
Ein klassischer aktiver Ethernet-Hub arbeitet als Multiport-Repeater auf OSI-Schicht 1: Er wiederholt ankommende Bits an die anderen Ports, interpretiert keine MAC-Adressen und bildet eine gemeinsame Kollisionsdomäne (Halbduplex).
Der Begriff passiver Hub wird in manchen Lehrunterlagen für nicht verstärkende Signalverteiler verwendet. Das ist kein üblicher moderner Ethernet-Switch und kein standardtypischer RJ45-Hub für heutige geswitchte Ethernet-Verbindungen. Passive optische Verteiler/Splitter sind ein anschaulicheres reales Beispiel.
3.5 Hub vs. Switch vs. Router
| Hub | Switch (L2) | Router | |
|---|---|---|---|
| OSI | 1 | 2 | 3 |
| Beachtet | Bits/Signale | MAC-Adresse | IP-Adresse |
| Aufgabe | Signal wiederholen | Frames im LAN vermitteln | IP-Pakete zwischen Netzen routen |
| Typisch | Alle Ports gleiche Kollisionsdomäne | Pro Port eigene Kollisionsdomäne | Trennt Broadcast-Domänen |
Ausnahme: Layer-3-Switches können zusätzlich Routing übernehmen. Moderne Switchports arbeiten üblicherweise vollduplex und kollisionsfrei.
3.6 Strukturierte Verkabelung
Strukturierte Verkabelung ist ein standardisiertes, anwendungsneutrales Verkabelungssystem für Gebäude und Campus. Häufig unterscheidet man Primärbereich (Gelände/Campus: Standortverteiler bis Gebäudeverteiler, also zwischen den Gebäuden), Sekundärbereich (im Gebäude: Gebäudeverteiler bis Etagenverteiler, Steigbereich) und Tertiärbereich (Etagenverteiler bis Arbeitsplatz).
Typischer Weg: Switch → Patchkabel → Patchpanel → fest verlegtes Installationskabel → Netzwerkdose → Patchkabel → PC. Dazu kommen Verteiler, Dokumentation, Kennzeichnung und Messprotokolle.
3.7 Kabeltypen und Kategorien
Twisted Pair besteht aus verdrillten Adernpaaren, deren Verdrillung Störungen reduziert. Schirmungsbezeichnungen: U/UTP (ungeschirmt), F/UTP (Gesamtfolienschirm), S/FTP (Geflechtschirm außen, Folie je Paar).
| Kategorie | Typischer Praxisbezug |
|---|---|
| Cat 5e | 1 Gbit/s bis 100 m (1000BASE-T) |
| Cat 6 | 1 Gbit/s bis 100 m; 10 Gbit/s nur über kürzere Strecken (je nach Umgebung bis ca. 55 m) |
| Cat 6A | 10 Gbit/s bis 100 m (10GBASE-T) bei normgerechter Installation |
| Cat 7/7A | Kabelkategorien; die gesamte Übertragungsstrecke/Steckverbinderklasse beachten |
Die erreichbare Datenrate hängt nicht allein von der Aufschrift auf dem Kabel ab, sondern auch von Steckern, Länge, Qualität und aktiver Technik.
3.8 Glasfaser vs. Kupfer
| Kriterium | Kupfer | Glasfaser |
|---|---|---|
| Signal | Elektrische Signale | Lichtimpulse |
| EMV | Kann gestört werden, Schirmung hilft | Unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen |
| Entfernung | Typische Ethernet-Strecken oft bis 100 m | Je nach Optik viele Hundert Meter bis Kilometer |
| Stromversorgung | PoE möglich | Keine PoE-Leistungsübertragung im Glas |
| Handhabung | Günstige RJ45-Technik verbreitet | Transceiver und sorgfältige Steckerreinigung wichtig |
Multimode wird oft für kürzere Strecken genutzt; Singlemode ist für große Distanzen besonders geeignet. Ob eine Strecke funktioniert, entscheidet das gesamte Link-Budget aus Fasertyp, Optiken, Dämpfung und Steckverbindungen.
Der Switch und seine MAC-Tabelle
Quelle lernen, Ziel nachschlagen, gezielt weiterleiten oder fluten.
Ein Frame kommt am Switch an. Der Switch lernt aus seiner Quelladresse und entscheidet anhand der Zieladresse, wohin er weiterleitet. Der Absender liefert den Hinweis, der Empfänger bestimmt die Richtung.
3.4 So verarbeitet ein Switch einen Ethernet-Frame (6 Schritte)
- Empfang: Frame trifft an einem Switchport ein.
- Prüfung: Die Ethernet-Frame-Prüfsumme (FCS) wird bei Store-and-Forward-Switching kontrolliert; fehlerhafte Frames werden verworfen.
- Lernen: Quell-MAC-Adresse mit Eingangsport in der MAC-/CAM-Tabelle speichern oder aktualisieren.
- Ziel bestimmen: Ziel-MAC lesen; Broadcast, Multicast und Unicast unterscheiden.
- Entscheiden: Bekannter Unicast → passender Ausgangsport (nicht zurück zum Eingang); unbekannter Unicast/Broadcast → Flooding innerhalb der passenden VLAN-Broadcast-Domäne.
- Weiterleiten: Frame über den/die vorgesehenen Port(s) senden.
Sende einen Frame und beobachte, was der Switch lernt.
OSI, TCP/IP und Kapselung
Sieben Schichten, vier Schichten, und wie aus einer Anfrage ein Frame wird.
Die Seite lädt nicht. Ein loses Kabel, eine falsche IP und ein abgestürzter Webdienst können im Browser ähnlich aussehen. Mit den Schichten stellst du drei verschiedene Fragen an denselben Fehler.
4.1 Das OSI-7-Schichtenmodell
| Nr. | Schicht | Beispiel/Aufgabe |
|---|---|---|
| 7 | Anwendung / Application | DNS, HTTP und Anwendungsdienste |
| 6 | Darstellung / Presentation | Zeichenkodierung, Datenformat, Verschlüsselung als Modellfunktion |
| 5 | Sitzung / Session | Dialog- und Sitzungssteuerung |
| 4 | Transport | TCP / UDP, Ports, Transport |
| 3 | Vermittlung / Network | IP, Routing |
| 2 | Sicherung / Data Link | Ethernet-Frames, MAC-Adressen, Switch |
| 1 | Bitübertragung / Physical | Kabel, Funk, elektrische/optische Signale |
OSI ist ein Referenzmodell zum Verstehen und Diagnostizieren. Reale Internetprotokolle lassen sich nicht immer streng nur einer Schicht zuordnen.
4.2 Netzwerkpaket-Aufbau & Datenkapselung (Encapsulation)
Beim Senden wandern Nutzdaten von oben nach unten durch den Protokollstapel. Jede beteiligte Schicht kann Steuerinformationen ergänzen. Typisches Beispiel für HTTP über TCP über IPv4 über Ethernet:
Transport-Layer: TCP-Segment oder UDP-Datagramm. IP-Layer: IP-Paket. Ethernet-Layer: Frame. Physical: Bits als Signale. Am Empfänger erfolgt die Entkapselung in umgekehrter Richtung.
4.3 TCP/IP-4-Schichtenmodell
| TCP/IP | Vergleich mit OSI | Beispiele |
|---|---|---|
| Anwendung | OSI 5–7 | HTTP, DNS, DHCP |
| Transport | OSI 4 | TCP, UDP |
| Internet | OSI 3 | IPv4/IPv6, IP-Routing, ICMP |
| Netzzugang | OSI 1–2 | Ethernet, WLAN, physische Medien |
Das TCP/IP-Modell ist näher an der Internetprotokollfamilie orientiert. Es fasst Funktionen zusammen, die OSI detaillierter trennt. Es existieren auch TCP/IP-Darstellungen mit fünf Schichten; für diese LK/EK gilt ausdrücklich das 4-Schichtenmodell.
4.4 Praxisbezug: Eine Webseite laden
- Der Browser benötigt eine IP-Adresse zum Domainnamen und nutzt ggf. Cache oder DNS.
- Der Client kommuniziert mit einer Zieladresse; wenn das Ziel außerhalb des eigenen Subnetzes liegt, läuft der nächste Hop über das Standardgateway.
- Auf dem lokalen Ethernet wird die nächste MAC-Adresse ermittelt, etwa per ARP (IPv4) bzw. NDP (IPv6).
- Typischerweise folgt eine sichere Verbindung: HTTPS über TCP/TLS; alternativ HTTP/3 über QUIC/UDP.
- Die Anwendung fordert Inhalte an und rendert HTML/CSS/Bilder.
4.6 OSI und Subnetting
Subnetting ist ein Konzept der Vermittlungsschicht / OSI 3, weil IPv4-/IPv6-Netzpräfixe und Routing betroffen sind. Bei IPv4 trennt die Subnetzmaske Netz- und Hostanteil; z. B. 192.168.10.0/24 enthält 256 Adressen, davon bei klassischem IPv4-Subnetz 254 üblicherweise nutzbare Hostadressen.
Gehört das Ziel zum eigenen IP-Subnetz, kann es direkt auf Layer 2 adressiert werden; andernfalls geht das IP-Paket zum Standardgateway. Die Layer-2-Technik (Ethernet/WLAN) transportiert die IP-Pakete in Frames.
PDU / gekapselte Daten
Ein Switch leitet auf Schicht 2 Frames weiter, ein Router auf Schicht 3 Pakete. „Paket“ sagt man umgangssprachlich oft für alles.
Protokolle und Ports
ARP, ICMP, DHCP, DNS, TCP und UDP. Wer macht was, und auf welchem Port?
Beim Öffnen einer Seite brauchst du unter anderem einen Namen, eine Adresse und einen erreichbaren Dienst. DNS, DHCP und TCP haben unterschiedliche Jobs. Den Router für alles verantwortlich zu machen spart nur beim Nachdenken.
P1 ARP und ICMP
ARP (Address Resolution Protocol) ermittelt in IPv4-LANs zur bekannten IPv4-Adresse die passende MAC-Adresse für den nächsten Layer-2-Hop. ARP-Anfragen werden im lokalen Broadcast-Domain verteilt; Antworten sind typischerweise Unicast. IPv6 verwendet anstelle von ARP Neighbor Discovery (NDP) über ICMPv6.
ICMP dient der Fehler-/Statusmeldung und Diagnose, z. B. Echo Request/Reply (Ping) oder Meldungen über unerreichbare Ziele. ICMP ist kein Ersatz für TCP/UDP-Anwendungsdaten und besitzt keine TCP-/UDP-Portnummern.
P2 DHCP und DNS
DHCPv4 verteilt dynamisch u. a. IP-Adresse, Subnetzmaske, Standardgateway und DNS-Server. Typischer Ablauf: DORA = Discover → Offer → Request → Acknowledge. DHCPv4 verwendet UDP 67 (Server) und 68 (Client).
DNS übersetzt Namen in Records, etwa A (IPv4), AAAA (IPv6), MX (Mail-Routing), CNAME (Alias). DNS nutzt häufig UDP 53, in bestimmten Fällen TCP 53; moderne verschlüsselte Varianten haben andere Transporte.
P3 TCP vs. UDP und wichtige Ports
TCP ist verbindungsorientiert und bietet unter anderem Reihenfolge, Wiederholungen verlorener Daten und Flusskontrolle. Der klassische Verbindungsaufbau erfolgt mit SYN → SYN/ACK → ACK.
UDP ist verbindungslos und bietet selbst keine Zustell- oder Reihenfolgegarantie. Das macht es für DNS-Anfragen, Echtzeitdaten und als Grundlage für QUIC interessant; Zuverlässigkeit kann die Anwendung selbst ergänzen.
| Protokoll/Dienst | Typischer Transport/Port |
|---|---|
| HTTP | TCP 80 |
| HTTPS (klassisch) | TCP 443 |
| HTTP/3 (QUIC) | UDP 443 |
| DNS | UDP/TCP 53 |
| SSH | TCP 22 |
| DHCPv4 | UDP 67/68 |
WLAN
Frequenzbänder, Kanäle, SSID und BSSID, Sicherheit, Betriebsarten.
Im Büro heißen zwei Access Points im WLAN-Menü gleich. Die SSID ist der Netzname. Die BSSID hilft dir, die konkrete Funkzelle zu unterscheiden. Der Name an der Tür sagt eben nicht, wer gerade drin sitzt.
1.6 WLAN – Grundidee
Wireless LAN verbindet Geräte über Funk nach IEEE 802.11. Üblich ist der Infrastrukturmodus: Stationen verbinden sich mit einem Access Point (AP), der WLAN mit dem kabelgebundenen LAN koppeln kann.
Ein AP ist nicht automatisch ein Router: Viele Heimgeräte vereinen Router, Switch, Access Point, DHCP-Server und Modemfunktionen in einem Gehäuse. Funk wird zwischen Teilnehmern geteilt; Störungen und schwache Signale können die tatsächliche Datenrate senken.
W1 Frequenzbänder, Kanäle und Reichweite
| Band | Typischer Vorteil | Typischer Nachteil |
|---|---|---|
| 2,4 GHz | Oft größere Reichweite/bessere Durchdringung | Stark belegt, wenige überlappungsarme Kanäle |
| 5 GHz | Mehr nutzbares Spektrum und oft höhere Datenraten | Durch Wände meist schneller abgeschwächt |
| 6 GHz (Wi‑Fi 6E/7) | Zusätzliche Kapazität, moderne Geräte | Reichweite/Kompatibilität und regulatorische Grenzen beachten |
Kanäle sind Frequenzbereiche. Bei 2,4 GHz gelten 1, 6 und 11 als verbreitetes Schema für drei überlappungsarme 20-MHz-Kanäle. In Europa sind zusätzliche Kanäle zulässig; entscheidend ist eine störungsarme Kanalplanung. 5-GHz-Kanäle können DFS (Radarerkennung) erfordern.
W2 SSID, BSSID und Authentifizierung
SSID ist der konfigurierte Funknetzname, den mehrere APs gemeinsam nutzen können. BSSID identifiziert eine konkrete Funkzelle/Radioschnittstelle. Das WLAN-Passwort ist nicht identisch mit der SSID.
WPA2-Personal nutzt einen gemeinsamen Schlüssel (PSK). WPA3-Personal verwendet SAE für die Authentifizierung und bietet verbesserte Schutzmechanismen. WPA2/WPA3-Enterprise nutzt typischerweise 802.1X mit zentraler Anmeldung (z. B. RADIUS).
W3 WLAN-Topologien und Einrichtung
Infrastrukturmodus: Clients kommunizieren über einen Access Point; in Unternehmen mehrere APs mit gleichem SSID-Profil und zentraler Verwaltung. Ad-hoc: Geräte verbinden sich direkt ohne klassischen AP. Mesh-WLAN: Access Points können über Funk-Backhaul miteinander verbunden sein; eine Kabelanbindung ist nach Möglichkeit oft leistungsfähiger.
Einrichten: SSID wählen, passendes Sicherheitsverfahren konfigurieren, starkes Passwort oder Enterprise-Zugang nutzen, Band/Kanal und Abdeckung prüfen, Client verbinden, IP-Konfiguration und Erreichbarkeit testen. Ein Gäste-WLAN kann durch eigene VLANs/Netze logisch getrennt werden.
IPv6
128 Bit, Kürzungsregeln, Adresstypen, SLAAC, Dual Stack und Zone ID.
Im Ticket steht eine lange IPv6-Adresse. Die führenden Nullen pro Block dürfen raus. Einen Teil der Nullblöcke kannst du mit :: abkürzen. Zweimal :: wäre allerdings eine Rechenaufgabe ohne eindeutige Lösung.
V1 Warum IPv6? Aufbau und Schreibweise
IPv4 hat 32 Bit und rund 4,3 Milliarden theoretische Adressen. IPv6 bietet 128 Bit und einen sehr großen Adressraum. Weitere Vorteile sind unter anderem flexible Autokonfiguration und effizient strukturierbare Präfixe.
IPv6 wird als acht Gruppen mit je vier hexadezimalen Stellen dargestellt, z. B. 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0042. Hexadezimal nutzt 0–9 und a–f.
V2 IPv6-Kürzungsregeln
Regel 1: Führende Nullen in jeder Vierergruppe entfernen, etwa 00ab → ab. Eine vollständig aus Nullen bestehende Gruppe wird 0.
Regel 2: Eine zusammenhängende Folge aus Nullgruppen darf einmal durch :: ersetzt werden. Für die kanonische Schreibweise wird die längste Nullfolge gewählt, bei Gleichstand die erste. Eine einzelne Nullgruppe wird dabei nicht durch :: ersetzt, sondern als 0 geschrieben, und Hex-Ziffern werden kleingeschrieben (RFC 5952). Erlaubt wäre :: für eine einzelne Gruppe zwar (RFC 4291), empfohlen ist es nicht.
:: ist nur einmal pro IPv6-Adresse zulässig; sonst wäre die Zahl ausgelassener Gruppen nicht eindeutig.V3 IPv6-Adresstypen
| Typ | Typisches Präfix / Beispiel | Eigenschaft |
|---|---|---|
| Global Unicast | 2000::/3 | Global routbare Unicast-Adressen (passende Zuteilung vorausgesetzt) |
| Link-Local | fe80::/10 | Nur auf dem lokalen Link nutzbar, nicht über Router weitergeleitet |
| Unique Local (ULA) | fc00::/7 (üblich fd...) | Lokale/private Adressräume, nicht im globalen Internet geroutet |
| Loopback | ::1/128 | Eigener Rechner |
| Multicast | ff00::/8 | Kommunikation mit Empfängergruppen |
| Unspecified | ::/128 | Nicht gesetzte Absenderadresse |
IPv6 verwendet keine Broadcast-Adressen. Für Gruppenkommunikation gibt es Multicast.
V4 Dual Stack, SLAAC, Router Advertisements
Dual Stack bedeutet, dass Geräte IPv4 und IPv6 gleichzeitig sprechen. Das erleichtert die Übergangszeit, ersetzt aber nicht automatisch die Konfiguration oder Sicherheitsprüfung beider Protokolle.
SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) nutzt Router Advertisements (RA) über ICMPv6: Ein Host kann sich daraus selbst eine IPv6-Adresse mit passendem Präfix bilden. Über RA erhält er auch Informationen über das Standardgateway. DNS kann unter anderem über RA (RDNSS) oder DHCPv6 kommen.
DHCPv6 kann zusätzliche Konfigurationen liefern; anders als DHCPv4 vergibt es im üblichen Modell nicht das Standardgateway. NDP ermittelt Nachbarn und unterstützt die Adressprüfung (Duplicate Address Detection).
V5 IPv6 im Alltag: Zone ID, Gateway & Fehlerbilder
Eine Link-Local-Adresse wie fe80::1234 kann auf mehreren Netzwerkschnittstellen vorkommen. Deshalb braucht ein Betriebssystem für manche Befehle den Interface-Index (Zone ID), beispielsweise ping fe80::1%12 unter Windows, wenn 12 der richtige Schnittstellenindex ist.
Ein IPv6-Standardgateway ist sehr häufig eine Link-Local-Adresse des Routers. Das ist korrekt, denn der nächste Hop befindet sich am selben Link. Ein IPv6-/64 heißt nicht, dass das Gateway fe80::/64 „als Netz“ benutzen müsste.
ipconfig /all / ip -6 addr → IPv6-Adresse und Präfix → Router Advertisement und Default Route → DNS AAAA → IPv6-Erreichbarkeit.Fehleranalyse und Tools
Von unten nach oben eingrenzen, statt zu raten. Mit den passenden Befehlen.
Eine Kollegin sagt, das Internet sei kaputt. Prüfe erst den eigenen Anschluss, dann den Weg nach draußen und dann den Namen. Je nachdem, welcher Test scheitert, sparst du dir drei falsche Baustellen.
4.5 Fehleranalyse mit dem Schichtenmodell
Von unten nach oben: Leuchtet der Link? Kabel/Access Point? (L1) → Stimmt der lokale Ethernet-/WLAN-Zugang? (L2) → IP-Adresse, Maske, Gateway, Route? (L3) → Erreicht der benötigte TCP-/UDP-Port den Dienst? (L4) → Funktioniert die Anwendung/DNS/HTTP? (L7)
Übliche Werkzeuge: ipconfig /all (Windows-IP-Konfiguration), ping (ICMP-Erreichbarkeit), tracert (Route), nslookup (DNS), arp -a (IPv4-Nachbartabelle), netstat -ano (Verbindungen/Ports).
P4 Konsolentools und Troubleshooting
| Windows | Wofür? |
|---|---|
ipconfig /all | IP, Maske, Gateway, DNS, DHCP prüfen |
ping 192.168.1.1 | ICMP-Echo zu einem Ziel testen |
tracert 1.1.1.1 | Router-Hops bis zum Ziel anzeigen (soweit Antworten) |
nslookup example.org | Namensauflösung prüfen |
arp -a | Bekannte IPv4-ARP-Einträge |
netstat -ano | Sockets und Prozess-IDs prüfen |
ipconfig /release, /renew | DHCPv4-Lease freigeben/neu beziehen |
Linux-Pendants sind je nach Distribution z. B. ip addr, ip route, ping, traceroute, dig, ss -tulpen.
Spickzettel, Fallen und Quellen
Die eine Seite, die du vor der Klausur noch mal anschaust.
| Gerät | OSI | wertet aus | Kollisionsdomänen | Broadcastdomänen |
|---|---|---|---|---|
| Hub, Repeater | 1 | nur Signale | eine für alle Ports | eine |
| Switch, Bridge | 2 | MAC-Adresse | eine je Port | eine je VLAN |
| Router | 3 | IP-Adresse | eine je Port | eine je Schnittstelle |
Zahlen, die sitzen müssen
Vollmesh: n × (n − 1) / 2
Kupfer: 90 m + 10 m = 100 m
Cat 5e: 1 Gbit/s · Cat 6A: 10 Gbit/s
1 Byte = 8 Bit
IPv6: 128 Bit, 8 × 16 Bit
WLAN 2,4 GHz: Kanäle 1 / 6 / 11
Ports
FTP 21 · SSH 22 · SMTP 25
DNS 53 (UDP, bei Bedarf TCP)
DHCPv4 67 Server / 68 Client
HTTP 80 · HTTPS 443 (TCP)
HTTP/3 443 (UDP, QUIC) · RDP 3389
Die zehn beliebtesten Fehler
- WLAN für eine Netzwerkart nach Reichweite halten (es ist eine Funktechnik).
- Beim Vollmesh das „durch 2“ vergessen.
- Glauben, ein Switch trenne Broadcastdomänen. Das tun Router und VLANs.
- Die Hub-PCs an einem Switchport als mehrere Kollisionsdomänen zählen.
- Annehmen, der Switch lerne die Ziel-MAC. Er lernt die Quell-MAC.
- Beim Flooding den Eingangsport mitzählen.
- Glauben, der Router ändere die IP-Adressen. Er baut den Layer-2-Header neu, die IPs bleiben (ohne NAT).
- MB und Mbit verwechseln: mal 8.
- Bei IPv6 zwei :: setzen oder eine einzelne Nullgruppe zu :: kürzen.
- Aus einem fehlgeschlagenen ping schließen, dass der Host aus ist.
Literatur und Quellen
Für Prüfungen gilt: Normen und RFCs sind die Primärquellen, Lehrbücher erklären sie verständlich, Online-Angebote eignen sich zum schnellen Nachschlagen. Die Links brauchen eine Internetverbindung.
Normen und Standards
- Norm ISO/IEC 7498-1:1994 bzw. ITU-T X.200: Open Systems Interconnection – Basic Reference Model. itu.int/rec/T-REC-X.200
Das OSI-Referenzmodell mit seinen sieben Schichten. - Norm IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.1Q (VLANs, Bridging), IEEE 802.1X (portbasierte Authentifizierung), IEEE 802.11 (WLAN; Wi-Fi 6/6E = 802.11ax, Wi-Fi 7 = 802.11be). standards.ieee.org
Schicht 1 und 2: Ethernet, Switches, WLAN und Enterprise-Anmeldung. - Norm ISO/IEC 11801-1 bzw. DIN EN 50173-1: Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlagen.
Strukturierte Verkabelung: Primär-, Sekundär- und Tertiärbereich, Permanent Link und Channel (90 m + 10 m). - Norm Wi-Fi Alliance: WPA3 Specification. wi-fi.org
WPA3-Personal mit SAE und WPA3-Enterprise.
RFCs (Internet-Standards)
- RFC RFC 1122 (Internet-Schichtenmodell für Hosts) · RFC 791 (IPv4) · RFC 826 (ARP) · RFC 792 (ICMP) · RFC 3927 (IPv4-Link-Local 169.254.0.0/16). rfc-editor.org
Schicht 3 bei IPv4 und die Hilfsprotokolle ARP und ICMP. - RFC RFC 9293 (TCP) · RFC 768 (UDP) · RFC 9000 (QUIC) · RFC 9114 (HTTP/3).
Transport: Drei-Wege-Handshake, verbindungsloses UDP und HTTP/3 über QUIC/UDP. - RFC RFC 2131 (DHCPv4) · RFC 1034/1035 (DNS) · RFC 8415 (DHCPv6).
DORA, UDP 67/68, DNS-Records und Ports. - RFC RFC 8200 (IPv6) · RFC 4291 (Adressarchitektur) · RFC 5952 (empfohlene Textdarstellung) · RFC 4861 (Neighbor Discovery) · RFC 4862 (SLAAC) · RFC 4193 (ULA) · RFC 8106 (RDNSS) · RFC 3849 (Dokumentationspräfix 2001:db8::/32).
Alles rund um IPv6 – inklusive der Kürzungsregeln dieser Seite.
Lehrbücher und Online
- Buch Tanenbaum, Andrew S.; Feamster, Nick; Wetherall, David J.: Computer Networks. 6. Aufl., Pearson 2021.
Standardwerk; vergleicht OSI und TCP/IP ausführlich. - Buch Kurose, James F.; Ross, Keith W.: Computer Networking: A Top-Down Approach. 8. Aufl., Pearson 2021.
Von der Anwendung abwärts erklärt, sehr gut lesbar. - Online BSI: IT-Grundschutz-Kompendium, z. B. NET.1.1 Netzarchitektur und -design, NET.2.1 WLAN-Betrieb. bsi.bund.de/grundschutz
Praxisnahe, sichere Netzplanung aus deutscher Behördensicht. - Online Schnabel, Patrick: Elektronik-Kompendium – Netzwerktechnik. elektronik-kompendium.de
Bei Auszubildenden beliebt, gut verständlich auf Deutsch.
Alle Aufgaben und Beispiele auf dieser Seite wurden geprüft. Findest du trotzdem einen Fehler, freut sich der Autor über einen Hinweis.
↑ Zur KapitelübersichtÜben, bis das Netz im Schlaf steht.
Die Aufgaben werden zufällig erzeugt, dir geht der Stoff also nie aus. Nach jeder Antwort siehst du den Lösungsweg, bei falschen Antworten oft auch, welcher Denkfehler dahintersteckt. Der Trainingsraum merkt sich, welche Aufgabentypen dir schwerfallen. Im Modus „Baustellen“ bekommst du genau die. Und im Freitext übst du das, was in der Klausur wirklich zählt: es selbst formulieren.
Ernstfall. Ohne Netz und doppelten Boden.
Zwei Varianten. Die automatisch bewertete Probeprüfung: Aufgaben aus allen zehn Themen, 30, 60 oder 90 Minuten, kein Hinweis, kein Nachschlagwerk, keine einfache Erklärung, Note nach dem IHK-Punkteschlüssel. Und die KI-Freitextprüfung wie in der Klausur: 25 offene Fragen, 90 Minuten, Abgabe als Text für eine KI-Korrektur.
Wie lange willst du schwitzen?
Deine letzten Ergebnisse
KI-Probeprüfung: 25 Fragen, 90 Minuten
25 offene Fragen aus allen Kapiteln, je 4 Punkte. Du schreibst deine Antworten wie in der echten Klausur. Nach der Abgabe bekommst du eine Textdatei mit Fragen, deinen Antworten, dem Erwartungshorizont und klaren Bewertungsregeln. Die gibst du einer KI deiner Wahl, und die korrigiert nach IHK-Schlüssel.
Abgegeben.
Die Textdatei wurde zum Download angeboten. Klappt der Download nicht (zum Beispiel in einer App-Vorschau), kopiere den Text unten und füge ihn in den Chat einer KI ein.
Weniger Lämpchen raten.
Mehr Netz verstehen.
Wer Netzwerkgrundlagen kann, versteht Subnetting, VLANs, Routing und jede Fehlermeldung à la „Keine Internetverbindung“. Wenn der Lernpfad sitzt, zeig im Prüfungsmodus, was du kannst. Und wenn nicht: Die Baustellen warten schon auf dich.