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Praktische Übungen zu Netzwerktechnik und -administration

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Praktische Übungen sind der beste Weg, Netzwerktechnik zu lernen. Diese Seite bietet eine Sammlung von Übungen – von einfachen IP-Adressen bis zu fortgeschrittenen Themen wie Routing, VLANs und Firewalls. Ideal für Einsteiger und angehende Netzwerk-Administratoren, die praktische Erfahrung sammeln möchten.

Level 1: Grundlagen Level 2: Routing & VLANs Level 3: Firewall & Analyse

1. Lab-Umgebung einrichten

Für Netzwerk-Übungen brauchen Sie eine geeignete Umgebung. Hier sind die besten Optionen:

Option A: GNS3 (Graphical Network Simulator)

GNS3 ist der professionelle Netzwerk-Simulator mit echten Router-Images.

  1. Laden Sie GNS3 von gns3.com herunter und installieren Sie es.
  2. Laden Sie Cisco IOS-Images (für Laborzwecke).
  3. Erstellen Sie eine einfache Topologie mit 2 Routern.

Option B: Packet Tracer (Cisco)

Packet Tracer von Cisco ist ideal für Einsteiger (kostenlos für Cisco Networking Academy).

  1. Registrieren Sie sich bei der Cisco Networking Academy.
  2. Laden Sie Packet Tracer herunter (kostenlos).
  3. Erstellen Sie eine Topologie mit Routern, Switches und PCs.

Option C: Virtuelle Maschinen

Mit VirtualBox/VMware können Sie mehrere Linux-VMs als Router konfigurieren.

  1. Erstellen Sie 3 Ubuntu-Server-VMs.
  2. Konfigurieren Sie mehrere Netzwerkadapter (Host-Only, Internal).
  3. Aktivieren Sie IP-Forwarding und konfigurieren Sie statisches Routing.

2. Grundlagen (Level 1) – Netzwerk-Befehle

Diese Übungen helfen Ihnen, die grundlegenden Netzwerk-Befehle auf Ihrem eigenen Rechner kennenzulernen.

Übung 1.1: Netzwerkkonfiguration anzeigen
  1. Öffnen Sie ein Terminal (Linux/macOS) oder die Eingabeaufforderung (Windows).
  2. Zeigen Sie Ihre IP-Konfiguration an:
    • Windows: ipconfig
    • Linux/macOS: ifconfig oder ip addr show
  3. Notieren Sie sich Ihre IP-Adresse, Subnetzmaske und das Standard-Gateway.
  4. Zeigen Sie die Routing-Tabelle an:
    • Windows: route print
    • Linux/macOS: ip route show oder netstat -rn
Lösungen:
# Windows
ipconfig /all
route print

# Linux/macOS
ip addr show
ip route show
# Alternative
ifconfig
netstat -rn
Übung 1.2: Verbindungstests (ping, traceroute)
  1. Testen Sie die Erreichbarkeit von google.de: ping google.de.
  2. Lassen Sie den Ping 10 Mal laufen: ping -n 10 google.de (Windows) oder ping -c 10 google.de (Linux).
  3. Verfolgen Sie den Weg zu google.de: tracert google.de (Windows) oder traceroute google.de (Linux).
  4. Testen Sie einen bestimmten Port mit telnet (falls installiert): telnet google.de 80.
Lösungen:
# Ping
ping google.de
ping -c 4 google.de # Linux: 4 Pakete
ping -n 4 google.de # Windows: 4 Pakete

# Traceroute
traceroute google.de # Linux
tracert google.de # Windows

# Port testen
telnet google.de 80
Übung 1.3: DNS-Abfragen
  1. Finden Sie die IP-Adresse von google.de heraus: nslookup google.de.
  2. Finden Sie die IP-Adresse mit dig (Linux/macOS): dig google.de.
  3. Finden Sie den Mailserver (MX) von google.de: nslookup -type=MX google.de.
  4. Führen Sie eine Reverse-DNS-Abfrage durch: nslookup 8.8.8.8.
Lösungen:
# nslookup (Windows/Linux)
nslookup google.de
nslookup -type=MX google.de
nslookup 8.8.8.8

# dig (Linux/macOS)
dig google.de
dig MX google.de
dig -x 8.8.8.8

3. IP-Adressierung (Level 1)

Grundlegende Übungen zu IP-Adressen und Subnetzmasken.

Übung 2.1: IP-Adressen analysieren

Gegeben ist die IP-Adresse 192.168.123.45 mit Subnetzmaske 255.255.255.0.

  1. Bestimmen Sie die Netzwerkadresse.
  2. Bestimmen Sie die Broadcast-Adresse.
  3. Wie viele nutzbare Host-Adressen gibt es?
  4. Welche Klasse hat diese IP-Adresse (A, B oder C)?
Lösungen:
# 1. Netzwerkadresse
192.168.123.0 (Die ersten 24 Bits sind Netzanteil)

# 2. Broadcast-Adresse
192.168.123.255 (Alle Host-Bits auf 1)

# 3. Nutzbare Hosts
2⁸ - 2 = 254 Hosts

# 4. Klasse
Klasse C (192-223 im ersten Oktett)
Übung 2.2: CIDR-Notation
  1. Wandeln Sie die Subnetzmaske 255.255.255.128 in CIDR-Notation um.
  2. Wandeln Sie /26 in eine Subnetzmaske um.
  3. Wie viele Hosts hat ein /28-Netz?
  4. Welche Netzwerkadresse hat 10.47.123.20/20?
Lösungen:
# 1. 255.255.255.128 → /25
(11111111.11111111.11111111.10000000 = 25 Einsen)

# 2. /26 → 255.255.255.192
(11111111.11111111.11111111.11000000)

# 3. /28 = 2⁴ - 2 = 14 Hosts

# 4. 10.47.123.20/20
/20 = 255.255.240.0
123 & 240 = 112
Netzwerkadresse: 10.47.112.0/20

4. Subnetting (Level 2)

Ein Netzwerk in kleinere Subnetze aufteilen – eine Kernkompetenz für Netzwerk-Administratoren.

Übung 3.1: Subnetz-Berechnung

Sie haben das Netz 192.168.1.0/24 und müssen es in 4 gleich große Subnetze aufteilen.

  1. Wie viele Bits müssen Sie vom Hostanteil "ausleihen"?
  2. Wie lautet die neue Subnetzmaske in CIDR-Notation?
  3. Wie viele Hosts hat jedes Subnetz?
  4. Listen Sie alle 4 Subnetze mit Netzwerkadresse und Broadcast auf.
Lösungen:
# 1. Bits ausleihen
2² = 4 → 2 Bits ausleihen

# 2. Neue Subnetzmaske
/24 + 2 = /26 = 255.255.255.192

# 3. Hosts pro Subnetz
2⁶ - 2 = 62 Hosts

# 4. Subnetze
1: 192.168.1.0 - 192.168.1.63 (Broadcast: .63)
2: 192.168.1.64 - 192.168.1.127 (Broadcast: .127)
3: 192.168.1.128 - 192.168.1.191 (Broadcast: .191)
4: 192.168.1.192 - 192.168.1.255 (Broadcast: .255)
Übung 3.2: VLSM (Variable Length Subnet Mask)

Sie haben das Netz 10.0.0.0/8 und folgende Anforderungen:

  • Subnetz A: 1000 Hosts
  • Subnetz B: 500 Hosts
  • Subnetz C: 250 Hosts
  • Subnetz D: 120 Hosts

Planen Sie die Subnetze (von groß nach klein).

Lösungen:
Hostsbenötigte BitsCIDRSubnetzAdressbereich
100010 (2¹⁰=1024)/2210.0.0.0/2210.0.0.0 - 10.0.3.255
5009 (2⁹=512)/2310.0.4.0/2310.0.4.0 - 10.0.5.255
2508 (2⁸=256)/2410.0.6.0/2410.0.6.0 - 10.0.6.255
1207 (2⁷=128)/2510.0.7.0/2510.0.7.0 - 10.0.7.127

5. Routing (Level 2)

Router verbinden verschiedene Netzwerke. Hier lernen Sie, Routing-Tabellen zu verstehen und zu konfigurieren.

Übung 4.1: Statisches Routing mit Linux

Sie haben zwei Linux-Rechner als Router konfiguriert. Die Topologie:

PC1 (192.168.1.10/24) --- Router1 (192.168.1.1) 
                           (192.168.2.1) --- Router2 (192.168.2.2)
                                              (10.0.0.1/24) --- PC2 (10.0.0.10/24)
  1. Aktivieren Sie IP-Forwarding auf beiden Routern: echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward (permanent in /etc/sysctl.conf).
  2. Konfigurieren Sie statische Routen auf Router1, um das Netz 10.0.0.0/24 zu erreichen.
  3. Konfigurieren Sie statische Routen auf Router2, um das Netz 192.168.1.0/24 zu erreichen.
  4. Konfigurieren Sie Default-Gateways auf den Endgeräten.
  5. Testen Sie die Verbindung mit ping.
Lösungen:
# Router1: Route zu 10.0.0.0/24 hinzufügen
ip route add 10.0.0.0/24 via 192.168.2.2

# Router2: Route zu 192.168.1.0/24 hinzufügen
ip route add 192.168.1.0/24 via 192.168.2.1

# PC1: Default-Gateway auf Router1 setzen
ip route add default via 192.168.1.1

# PC2: Default-Gateway auf Router2 setzen
ip route add default via 10.0.0.1

# IP-Forwarding dauerhaft aktivieren
echo "net.ipv4.ip_forward=1" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p
Übung 4.2: Routing-Tabelle analysieren

Gegeben ist folgende Routing-Tabelle:

Ziel Router Genmask Flags Metric Iface
0.0.0.0 192.168.1.1 0.0.0.0 UG 100 eth0
192.168.1.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 eth0
10.0.0.0 192.168.1.254 255.255.255.0 UG 20 eth0
172.16.0.0 10.0.0.2 255.255.0.0 UG 30 eth1
  1. Welches ist die Default-Route?
  2. Über welches Interface wird 172.16.1.1 erreicht?
  3. Welcher Next Hop wird für 10.0.0.42 verwendet?
  4. Ist 192.168.1.0/24 direkt verbunden?
Lösungen:
# 1. Default-Route
0.0.0.0/0 via 192.168.1.1

# 2. Interface für 172.16.1.1
eth1 (Next Hop 10.0.0.2)

# 3. Next Hop für 10.0.0.42
192.168.1.254 (da 10.0.0.0/24 über diesen Router)

# 4. Direkt verbunden?
Ja (Flags U, kein Gateway)

6. VLANs (Level 2)

Virtuelle LANs trennen Netzwerke logisch, auch wenn sie denselben Switch nutzen.

Übung 5.1: VLAN-Konfiguration (mit Packet Tracer/GNS3)

Konfigurieren Sie einen Switch mit 2 VLANs:

  • VLAN 10: IT-Abteilung, Ports 1-5
  • VLAN 20: Personalabteilung, Ports 6-10

Zusätzlich: Ein Trunk-Port verbindet den Switch mit einem Router für Inter-VLAN-Routing.

Lösungen (Cisco IOS):
# VLANs erstellen
configure terminal
vlan 10
  name IT
exit
vlan 20
  name Personal
exit

# Access Ports konfigurieren
interface range fastEthernet 0/1-5
  switchport mode access
  switchport access vlan 10
exit
interface range fastEthernet 0/6-10
  switchport mode access
  switchport access vlan 20
exit

# Trunk-Port konfigurieren (z.B. Port 24 zum Router)
interface fastEthernet 0/24
  switchport mode trunk
  switchport trunk allowed vlan 10,20

7. Firewall (Level 3)

Firewalls schützen Netzwerke vor unerlaubten Zugriffen. Hier üben Sie mit iptables/nftables unter Linux.

Übung 6.1: Grundlegende iptables-Regeln
  1. Zeigen Sie die aktuellen iptables-Regeln an: sudo iptables -L -n -v.
  2. Setzen Sie die Default-Policy für INPUT auf DROP: sudo iptables -P INPUT DROP.
  3. Erlauben Sie SSH (Port 22): sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT.
  4. Erlauben Sie HTTP (Port 80): sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT.
  5. Erlauben Sie bestehende Verbindungen: sudo iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT.
Lösungen:
# Regeln anzeigen
sudo iptables -L -n -v

# Default-Policy setzen
sudo iptables -P INPUT DROP

# SSH erlauben
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

# HTTP erlauben
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT

# Bestehende Verbindungen erlauben
sudo iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
Übung 6.2: Fortgeschrittene Firewall (Port Forwarding)

Richten Sie Port Forwarding ein, so dass Anfragen von außen auf Port 8080 an einen internen Webserver (192.168.1.10:80) weitergeleitet werden.

Lösungen:
# IP-Forwarding aktivieren
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

# NAT-Regel für Port Forwarding
sudo iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-destination 192.168.1.10:80

# Forwarding erlauben
sudo iptables -A FORWARD -p tcp -d 192.168.1.10 --dport 80 -j ACCEPT
sudo iptables -A FORWARD -p tcp -s 192.168.1.10 --sport 80 -j ACCEPT

8. Wireshark – Netzwerkanalyse (Level 3)

Wireshark ist der Standard für Netzwerkanalyse. Hier lernen Sie, Pakete zu erfassen und zu analysieren.

Übung 7.1: Erste Schritte mit Wireshark
  1. Installieren Sie Wireshark (falls nicht vorhanden).
  2. Starten Sie Wireshark und wählen Sie Ihre aktive Netzwerkschnittstelle aus.
  3. Starten Sie einen Ping auf google.de: ping google.de.
  4. Stoppen Sie die Aufnahme nach einigen Paketen.
  5. Finden Sie die ICMP-Pakete (Ping-Request und Reply).
Lösungen:
# Wireshark-Filter für ICMP
icmp

# Wireshark-Filter für bestimmte IP
ip.addr == 8.8.8.8

# Wireshark-Filter für HTTP
http
Übung 7.2: HTTP-Verkehr analysieren
  1. Starten Sie Wireshark und filtern Sie nach HTTP.
  2. Rufen Sie eine einfache HTTP-Website auf (z.B. http://example.com).
  3. Analysieren Sie den HTTP-Request und -Response.
  4. Finden Sie den User-Agent-Header in Ihrem Request.
Lösungen:
# Wireshark-Filter
http

# Im HTTP-Request sehen Sie:
GET / HTTP/1.1
Host: example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 ...
Accept: text/html, ...

9. Troubleshooting – Fehlersuche im Netzwerk

Typische Netzwerkprobleme erkennen und lösen.

Problem: Keine Internetverbindung

Szenario: PC hat keine Verbindung ins Internet.

Lösungsansätze:

  • IP-Konfiguration prüfen: ipconfig /all (Windows) oder ip addr show (Linux)
  • Gateway anpingen: ping [Gateway-IP]
  • DNS testen: nslookup google.de
  • Externe IP anpingen: ping 8.8.8.8

Problem: Hohe Latenz/Paketverlust

Szenario: Verbindung ist langsam, hohe Ping-Zeiten.

Lösungsansätze:

  • Traceroute ausführen: tracert google.de (Windows) oder traceroute google.de (Linux)
  • Netzwerkauslastung prüfen (Task-Manager, iftop, nload)
  • Wireshark-Analyse auf Retransmissions

Problem: Port nicht erreichbar

Szenario: Ein Dienst (Webserver, SSH) ist von außen nicht erreichbar.

Lösungsansätze:

  • Lokaler Test: telnet localhost 80 oder curl http://localhost
  • Firewall-Regeln prüfen: sudo iptables -L -n oder Windows-Firewall
  • Port-Scan mit nmap: nmap -p 80 localhost

10. Netzwerk-Admin Checkliste

Eine Checkliste für die Grundkonfiguration und den Betrieb eines Netzwerks.

  • IP-Adressplan mit Reserven für Wachstum erstellt
  • Statische IPs für Server und Drucker vergeben
  • DHCP-Server mit korrekten Optionen (DNS, Gateway) konfiguriert
  • DNS-Server eingetragen und funktionsfähig
  • Firewall-Grundregeln (Deny all, allow by exception) implementiert
  • Router mit statischen Routen oder dynamischem Routing konfiguriert
  • VLANs für verschiedene Abteilungen/Geräteklassen eingerichtet
  • SNMP für Netzwerk-Monitoring konfiguriert
  • NTP-Server für Zeitsynchronisation eingerichtet
  • Backup der Netzwerk-Konfigurationen (Router, Switches)
  • Dokumentation aller IP-Adressen, VLANs und Netzwerk-Komponenten
  • Monitoring (z.B. Nagios, Icinga) für kritische Geräte eingerichtet

Weiterführende Themen

Netzwerkgrundlagen

Theoretische Grundlagen zu Netzwerken (OSI, TCP/IP).

Zu den Grundlagen
IP-Adressierung

IPv4, IPv6, Subnetzmasken – alles im Detail.

Zu IP-Adressierung
Routing & Switching

Dynamisches Routing (OSPF, BGP) und Switching.

Zu Routing
Security Lab

Sicherheitsübungen mit Firewalls und IDS.

Zu Security Lab