Lernziele. Internet!-!Grundlagen. Warum!ist!das!Internet!so!populär? Umfrage:!Internet,!was!ist!das?

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1 Lernziele!-!Grundlagen! Sie!können!den!prinzipiellen!Aufbau!des!!erläutern.! Sie!kennen!die!Funktion!und!den!Aufbau!einer!IP-Adresse.! Sie!können!den!Zweck!des!DNS-Dienstes!erläutern!und!die!3 obersten!ebenen!benennen.! Sie!können!mindestens!5!diensttypen!aufzählen, Einsatzzweck!zuordnen!und!konkrete!Dienste!benennen.! Sie!können!das!Client!!Server!Modell!erklären!und!je!2 Hauptaufgaben!des!Clients!und!des!Servers!benennen.! Sie!können!mindestens!3!Unterscheidungskriterien!für Computernetzwerke!benennen!und!grob!erläutern. 2 Umfrage:!,!was!ist!das? Warum!ist!das!!so!populär?! Begriffe,!die!Sie!mit!dem!!verbinden:! Globalität! Unabhängigkeit! Mobilität!(Zugang!von!überall!möglich)! Relativ!preiswert!für!den!Endbenützer! Einfach!bedienbar! Zugang!zu!umfangreichen!Informationsquellen! Kommerzieller!Einsatz:!Shopping,!Marketing,!...! Günstige!Kommunikation!(Chat,!IP-Telefonie,! )! Zugang!zu!Informations-!und!Unterhaltungmedien!(Spiele, Audio,!Video,!News,!TV!on!demand!...) 3 4

2 dienste dienste! Informationspublikation! World!Wide!Web!(WWW)! Web!Logbuch!(Weblog/Blog)! Wiki!(von!wikiwiki,!hawaiianisch!für!schnell,!hastig)! Informationssuche! Suchmaschinen! Themenlisten! Persönlicher!Nachrichtenaustausch! Electronic!Mail!( )! Personal!Messenger! Terminal!!Fernnutzung!von!Ressourcen! Telnet! Secure!Shell!(SSH)! -Telefonie!(Voip,!Skype)! Dokumentenübertragung! Diskussionsforen! NetNews! WebForen! File!Transfer!Protokoll!(FTP)! Secure!File!Transfer!Protokoll!(SFTP)! Secure!Copy!(SCP)! Web!Distributed!Authoring!and!Versioning!(WebDAV)! Tauschbörsen,!Peer!to!Peer!Netze!(eDonkey,!GNUtella) 5 6!aus!Benutzersicht Adressierung! Scheinbar!EIN!grosses!Netzwerk! Direkte!virtuelle!Verbindung!von!Rechner!zu!Rechner! Weltweit!einmalige!numerische!Adresse! Symbolische!Namen!zur!einfachen!Handhabung Jeder!Rechner!hat!eine!eindeutige!numerische Adresse!(IP-Adresse!!Telefonnummer) " IPv4!(aktuell): 32!Bit!Zahl,!dargestellt!als!4!dezimale!Oktets!(8-Bit-Zahlen) z.b.! !!~!4.3!milliarden!adressen direkte!virtuelle!verbindung " IPv6!(Zukunft): 128!Bit!Zahl,!dargestellt!als!8!hexadezimale!16-Bit-Zahlen z.b.!243f:6a88:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344!!~!3.4!x!10 38!Adressen leviathan.ele.uri.edu stdmustepet.zhwin.ch

3 Rechnernamen Domain!Name!System!(DNS)! Namen!sind!eingängiger!als!Nummern z.b.! Domain!Name!System!(DNS)!übersetzt!Namen!in IP-Adressen!und!umgekehrt!!!Telefonbuch! Unterteilung!in!Domänen!(Domains)! Autonome!Verwaltung!der!Rechnernamen!in!den!Domänen! Hierarchische!Organisation! Top-Level-Domain! (z.b.!ch)! Second-Level-Domain! (z.b.!zhaw)! Third-Level-Domain!!meist!Rechnername(z.B.!www)! Domänen!werden!mit!.!getrennt!!! 9 Top-Level!Domänen! ISO!2-Buchstaben!Ländercode! Organisatorische!Domänen! com comercial,!company! edu educational! gov govermental! mil military! net network!management,!networking! org organisations!(non!profit). com edu gov mil net org ae ag ch zm zw ethz unizh zhaw switch www www kermit Neue!aktive!Top-Level!Domänen: # biz businesses # info informational!uses # name individuals # museum museums # coop cooperatives # aero aviation!industry # pro professionals 10 Realer!Aufbau!des! Interconnected Networks Verbund von unabhängigen Netzwerken Provider!A Temporary!Node Wissenschaftsnetz A Wissen- Permanent!Node Provider!A Exchange!Point Firmennetz!X Provider!B 11 organisation! Keine!Firma!! Besitzer!sind!die!Benutzer! Teilnetze!sind!Autonom! Verwaltungsaufgaben!werden!von!Firmen!oder!Organisationen übernommen! Föderalistischer!Aufbau! Teilbereiche!werden!autonom!verwaltet (Analogie:!Telefongesellschaften)! Gemeinsam!festgelegte!technische!und!moralische Konventionen! Standards!und!Protokolle!werden!gemeinsam!erarbeitet!und!stehen allen!teilnehmern!zur!verfügung!(-drafts,!rfcs)! Netiquette!(Verhaltensregeln!im!Netz) 12

4 Normierung!!!Standards Zukunftsperspektiven! Standards!definieren!die!Protokolle,!Kodierungen,!Prozesse!und Regeln!nach!welchen!die!Kommunikation!im!!abläuft.! -Standards!sind!frei!verfügbar (keine!besitzer,!keine!lizenzen,!keine!patente!?)! Ausarbeitung!der!Standards!vorwiegend!in!Arbeitsgruppen!der!IETF (!Engineering!Task!Force)! Die!verbindlichen!-Standards!!!RFC!(Request!For!Comment)! Neue!(unverbindliche)!Vorschläge!!!-Draft! RFCs!werden!nummeriert!(z.B.!RFC!1028!-!The!!Standards!Process)! Publizierte!und!gültige!RFCs!werden!nicht!verändert,!sondern!höchstens neuere!ersetzt!( obsoletes!rfc!xy )! Schnellerer,!einfacherer,!billigerer!Zugang! hohe!bandbreiten!über!kabelfernseh-!und!satellitenkanäle! mobile!zugänge:!gprs,!umts! Kommerzialisierung! Anstieg!der!kommerziellen!Anwendungen: Telebanking,!Teleshopping,!Service,!Vertrieb,!Werbung! Neue!Anwendungen!für!mobile!Geräte!(Handys,!Handhelds, Navigationssysteme,! ).! Intranet!/!Extranet! Firmeninterne!/!Firmenübergreifende!Lösungen,!die!auf!der technologie!basieren! Probleme Detail!zum!Normierungsprozess!!!im!Praktikum! -Grundlagen! Wachstum,!Netzauslastung,!Bandbreiten!für!neue!Dienste,!evtl. Neuorganisation,!Adressierung,!Sicherheit Computernetze! Ein!Computernetz!ist!ein!Zusammenschluss!von verschiedenen!technischen!systemen!(computer,!drucker, Handys,!usw.)!zum!Zweck!der!Kommunikation. Exkurs:!Computernetze! Computernetze!können!nach!verschiedenen!Kriterien unterschieden!werden:! Topologie! Übertragungsmedium!/!Physikalisch! Verbindungstechnologie! Geographie! Protokollfamilie! Übertragungstechnologie 16

5 Netzwerktopologien Übertragungsmedien Stecker Kabel Stern Alle!Endgeräte!sind!mit!einer zentralen!komponente verbunden. Telefonzentrale, Switch RJ-45!(UTP/STP) Unshieldet!Twisted!Pair!(UTP) Ring Endgeräte!sind!untereinander in!einem!ring!verbunden. Token!Ring,!FDDI, DWDL BNC!(Koaxialkabel) Koaxialkabel Bus Die!Endgeräte!teilen!sich!ein gemeinsames!hauptkabel,!den Bus. Ethernet,!Feldbus, Token-Bus IBM!Stecker!ZB!(STP) Shieldet!Twisted!Pair!(STP) Vermascht Jedes!Endgerät!ist!mit!einem oder!mehreren!anderen Endgeräten!verbunden. Routernetze 17 ST-Steckverbinder!(Glasfaser) Glasfaserkabel 18 Verbindungstechnologie: Leitungsvermittlung!(Line!Switching) Verbindungstechnologie: Paketvermittlung!(Packet!Switching) " Ablauf " Durchschalten!der!Verbindung " Übertragung!der!Nachricht " Abbau!der!Verbindung " permanente!leitungsbelegung!während!der!kommunikation!telefon Nachricht A B F geschaltete Verbindung!A- B-C-D E C D geschaltete Verbindung!A- E-D Nachricht 19 " Ablauf " Aufteilung!der!Daten!in!Pakete " Individueller!Transport!!der!Pakete " Zusammenfügen!am!Ziel " keine!permanente!leitungsbelegung!wie!bei!der!leitungsvermittlung Nachricht Paketrahmen (Zieladresse, Prüfsumme) aufteilen 1 A B F Paketwege!1:A-F-B-C-D;!2:A-E-D;!3:A-F-C-D;!4:A-B-C-D 3 1 E C 2 4 zusammensetzen D virtuelle Verbindung!A mit!d Nachricht ordnen 20

6 Geographie Client!!Server!Modell WAN MAN LAN! Local!Area!Network!(LAN)! Kleine!Distanzen!(<!1km)! Gebäudevernetzung! Meist!Kupfer,!Wireless, (Glasfaser!als!Backbone)! Metropolitan!Area!Network!(MAN)! Mittlere!Distanzen!(<!20km)! Vernetzung!von!Gebäuden!in!der!selben Ortschaft! Viel!Kupfer,!zunehmend!Glasfaser! Aufgaben!klar!verteilt!(siehe!unten)! Clients!kommunizieren!mit!zentralem!Server Server (Dienstanbieter) Antwort Anfrage Clients (Dienstbenützer)! Wide!Area!Network!(WAN)! Grosse!Distanzen!(>!20km)! Nationale,!internationale, transkontinentale!vernetzung! Heute!fast!ausschliesslich!Glasfaser 21 Empfängt Anfrage des Clients Bearbeitet Anfrage Schickt Antwort zurück an Client Bearbeitet Eingabe des Benutzers Stellt Anfrage an Server Stellt Antwort des Servers dar Ein Server kann mehrere Clients!gleichzeitig bedienen 22 Peer!to!Peer!Modell Weitere!Netzwerkkriterien! Jeder!Peer!ist!Client!und!Server!zugleich.!Das!heisst,!jeder Peer!kann!Anfragen!stellen!und!beantworten!(!!Peer!= Ebenbürtiger/Partner).! Kein!zentraler!Server " Kommunikation!an!der!Peripherie! Protokollfamilie! TCP/IP! NetBEUI!(Microsoft)! AppleTalk!(Apple)! SPX/IPX!(Novell)! SNA!(IBM)! DECnet!(Digital!Equipment) Peer Antwort Anfrage Peer! Übertragungstechnologie! CSMA/CD,!CSMA/CA,! DSL, Peer! ATM,! FDDI,! Token!Passing,! SDH 23 24

7 ISO/OSI!Referenzmodell!"!IETF!Modell Adressierung!im!Protokollstapel ISO/OSI Application!(Anwendung) Presentation!(Darstellung) Session!(Sitzung) Transport Network!(Netzwerk) Data!Link!(Sicherung) Physical!(Bitübertragung) Application Transport Physical!/!Access Protokolle HTTP FTP SMTP Telnet TCP UDP IP Ethernet Wireless!LAN Token!Ring PPP/(Modem,!ISDN,!xDSL) Typische!Angaben URL: Mailadresse: Portnummer 80!=!HTTP 25!=!SMTP IP-Adresse MAC-Adresse 00:0F:7F:23:45:67 Telefonnummer: 0878/ Applikations schicht Transport Schicht Schicht Physikalisches Netzwerk HTTP TCP IP Ethernet destination-port:!80!(http) protocol:!6!(tcp) content-type:!0x0800!(ipv4) URL: z.b. Port-Nummer: z.b. 80 IP Adresse: z.b Ethernet Adresse: z.b. 08:00:20:a2:b2:c0 ISO:!International!Standardisation!Organisation Quelle: World Wide Web - Technische Grundlagen, Erik Wilde, Juli 1999 OSI:!Open!System!Interconnection Datenvolumen!und!korrekte!Einheiten Basistyp!für!die!Angabe!von!Datenvolumen!ist!das!Byte! 1!Byte =!8!Bit! 1!Bit =!Binärer!Wert!0!oder!1 Amendment!2!of!IEC!International!Standard!IEC! !vom!November!2000 definiert,!welche!präfixe!verendet!werden!sollen!um!den!basistyp!zu!potenzieren. Anhang Präfixe!mit!Basis!10 K Kilo 10 3! M Mega 10 6! G Giga T Tera P Peta E Exa Präfixe!mit!Basis!2!(bi!=!binary) Ki Kibi Mi Mebi Gi Gibi Ti Tebi Pi Pebi Ei Exbi

8 Geschichte Geschichte 1969 ARPA!(Advanced!Research!Project!Agency)!initiiert!Projekt!zur Erforschung!der!Methoden!zur!Verbindung!von!Netzwerken unterschiedlicher!art!!!arpanet.!(4!knoten) 1971 Telnet!und!FTP!werden!entwickelt!(15!Knoten) 1973 Einführung!des!Transmission!Control!Protokolls!(TCP) !Knoten 1984 Einführung!des!Domain!Name!System!(DNS)!(1000!Knoten) 1986 NSF!(National!Science!Foundation)!baut!neuen!Backbone!(56kBit/s) und!verbindet!ihn!mit!dem!europäischen!nordunet!!!erster!grosser internationaler!backbone 1987 Der!Begriff!!wird!eingeführt!(27 000!Knoten) 1988 Stiftung!SWITCH!wird!gegründet,!welche!das!schweizerische Hochschulnetzwerk!betreiben!wird Europäische!Forschungsnetze!werden!ans!NSFNET!angeschlossen ( !Knoten) 1990 Militärisches!ARPANET!geht!ausser!Betrieb!!!NSFNET 1991 Erster!WWW-Browser/-Server!am!CERN!(Tim!Berners!Lee) 1993 Webbrowser!Mosaic!(Marc!Andreessen). Industrie!entdeckt!das!!(1!Mio.!Knoten) Webserver:!15!(Mai)!..!500!(Oktober) 1994 Erstmals!mehr!kommerzielle!als!wissenschaftliche!Nutzer. Gründung!Netscape.!(3!Mio.!Knoten) 1995 ZHW!erhält!anschluss!(64!kBit/s) 1998!!2000!Erfolg!des!!wird!kommerzialisiert!!New!Economy!Blase!!!Kollaps!durch!Überbewertung ARPANET ARPANET Dec!1969!Stanford!Research!Institute!University!of!California!Santa!Barbara!University!of!California!Los!Angeles!University!of!Utah (a) Dezember 1969 (b) Juli 1970 (c) März 1971 (d) April 1971 (e) September

9 NFSNET!Backbone SWITCH!National!Network SWITCH!International!Connection GÉANT pan-european!gigabit!research!and!education!network 35 36

10 Anzahl!registrierte!Rechner Anzahl!Host!in!der!Schweiz Stand:!Jan!2006!!!394,991,609!registered!in!DNS Statistik!wurde!2001!eingestellt,!da!die!Genauigkeit!zu!klein!ist. 450, , , , , , , , , , , , , , , , ,000 66,559 50, ,680 30,582 19,890 11,400 5,312 Okt 90 Okt 91 Okt 92 Okt 93 Okt 94 Jul 95 Jul 96 Jan 97 Jul 97 Jan 98 Jul 98 Jan 99 Jul 99 Jan 00 Jul

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