Einführung in die Informationstechnik

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1 2 Überblick Einführung in die Informationstechnik IV Internet, Grundlagen und Dienste Grundlagen Datenkommunikation Datenübertragung analog, digital ISDN, DSL Netzarten und topologien Protokolle Internet Dienste im Internet IP Adressen, DNS 3 4 Allgemeines seit Windows 3.11 Netzwerkunterstützung Linux von Beginn an netzwerkfähig heute jeder Rechner vernetzt außerdem Tablets mit Bluetooth & WLAN Handys mit Bluetooth & WLAN Drucker, HiFi Anlage, intelligentes Wohnen 6 Prinzip der Datenkommunikation DEE DÜE DÜE DEE DEE DÜE Standardschnittstelle seriell parallel USB Rechnerbussystem drahtlos (Bluetooth) Übertragungskanal analog/digital drahtgebunden/drahtlos, optisch Datenendeinrichtung (Rechner, Tablet, Handy) Datenübertragungseinrichtung (Modem, Netzwerkkarte, WLAN Einheit, Surfstick, etc.) Übertragungskanäle analog, drahtgebunden klassisches Telefonnetz (POTS), Wählleitung veraltet: analoge Standleitungen digital, drahtgebunden ISDN, Wählleitung DSL digitale Standleitungen 1

2 7 8 Datenübertragung Telefon analog langsam veraltet Datenübertragung Telefon digital bisher (ohne ISDN) analoge Übertragung zur Datenübertragung: aufprägen von Daten auf analoge Signale modulieren Empfänger demoduliert Signal Modem = Modulator/Demodulator ISDN Integrated Services Digital Network ermöglicht schnelleren Verbindungsaufbau zwei Nutzkanäle von je 64KBit/s zwei Gespräche gleichzeitig möglich durchgehende digitale Verbindung keine Vertonung der Daten wie bei Modem Abschaltung geplant: 2018 Modem öffentliches Telefonnetz Modem 9 10 ISDN Datenübertragung Telefon digital Terminator Computer mit ISDN Karte (ISDN Modem) NTBA=Network Termination Basic Access S 0 Bus NTBA öffentliches Telefonnetz DSL Digital Subscriber Line hohe Datenübertragung über Telefonleitung entwickelt Ende der 1980er Jahre ADSL: Asynchrones Verfahren Downstream: klassisch 768KBit/s Upstream: 128KBit/s Heutzutage bis 24MBit/s Downstream, 1MBit/s Upstream VDSL: Very High Speed Digital Subscriber Line bis 50MBit/s (200MBit/s technisch möglich) Downstream parallele Übertragung von: Internet, Telefon, TV DSL mit ISDN Netzarten mit Kabel 13 Computer mit ISDN und Netzwerkkarte S 0 Bus Ethernet öffentliches Telefonnetz DSL Modem/ Router NTBA Heute meist Blackbox Splitter (NTBBA) LAN: Local Area Network räumlich begrenzter Bereich (wenige km) MBit/s MAN: Metropolitan Area Network Stadt oder größere Firma, 100MBit/s... 10GBit/s WAN: Wide Area Network innerhalb eines Landes, Wissenschaftsnetz GBit/s GAN: Global Area Network weltweite Vernetzung, logische Zusammenfassung von LANs, MANs und WANs OVSt NTBBA= Network Termination Broad Band Access 2

3 14 15 Netzarten Drahtlos WLAN: Wireless Local Area Network drahtloses LAN, MBit/s Bluetooth: Funkverbindung von Geräten zum Datenaustausch PAN: Personal Area Network Name erinnert an Harald Blåtand, genannt Blauzahn, König von Dänemark, lebte MBit/s weitere Möglichkeiten: Infrarot Mobilfunk: Datenübertragung Mobilfunk GPRS General Packet Radio Service Long Term Evolution (LTE): Mobilfunkstandard der vierten Generation (4G) 100MBit/s UMTS: Mobilfunkstandard der dritten Generation (3G) High Speed Packet Access (HSPA): HSDPA, HSUPA: 3,6 bzw. 7,2 Mbit/s HSPA+: Mbit/s Global System for Mobile Communications (GSM): Mobilfunkstandard der zweiten Generation (2G), KBit/s Netztopologien LAN Netzwerktechnologie Ethernet Ring Bus Anfang der 70er Jahre entwickelt Urheber: Robert Metcalfe Ether steht für Äther traditionell nur innerhalb eines Gebäudes heute auch weiter entfernte Geräte paketorientierte Datenübertragung Stern Backbone BNC RJ 48 Skizze zum Ethernet (Robert Metcalfe 1976) 19 Datenpaket 20 Im Netz versandte Dateneinheit Enthält neben den zu übermittelnden Informationen Adressdaten Verwaltungsinformationen Unterschiedliche Datenpakete einer Übertragung wählen unterschiedliche Wege 3

4 Protokolle für Kommunikation notwendig: physikalische Verbindung Vereinbarung über Art und Abfolge des Datenaustausches Kommunikationsprotokoll beschreibt Aufbau eines Datenpaketes dessen Absender und Empfänger den Typ des Pakets (z. B. Verbindungsaufbau, Verbindungsabbau oder reine Nutzdaten) die Paketlänge eine Prüfsumme regelt unter anderem: elektrischen Signale während Kommunikation Reihenfolge in der Partner kommunizieren Sprache die sie sprechen Beispiele: TCP, IP, HTTP, FTP, SMTP, IMAP, POP3, 21 Protokoll Beispiel Ablauf eines handvermittelten Ferngesprächs (ab 1877) Teilnehmer teilt Amt Verbindungswunsch durch Betätigen des Kurbelinduktors mit 1. Amt: Hier Amt, was beliebt? 2. Teilnehmer: wünsche mit Nummer 44 zu sprechen Wenn der gewünschte Teilnehmer frei war, hieß es: 3. Amt: bitte rufen und die Vermittlungskraft stellte mittels eines Schnurpaares die Verbindung zum B Teilnehmer her andernfalls: 3. Amt: schon besetzt, werde melden wenn frei 4. Teilnehmer: Verstanden Das Gesprächsende teilte der Anrufende der Vermittlungskraft durch erneutes Betätigen des Kurbelinduktors mit. Vermittlungskraft trennte die Verbindung und brachte die Klappe per Hand wieder in die Ausgangslage. Quellen: Protokolle Beispiel Rechnerkommunikation Verbindungsaufbau zwischen Rechnern: 1. Computer 1 schickt Paket mit Verbindungswunsch 2. Computer 2 schickt Paket mit Verbindungsbestätigung 3. Computer 1 bestätigt Computer 2, dass er verstanden hat, dass Computer 2 bereit ist Handshake oft ist Kommunikation Zusammenspiel verschiedener Protokolle 23 Netze von Netzen Nicht immer können alle Teilnehmer in einem Netz vereint werden zu viele Benutzer starke räumliche Trennung der Benutzer Verknüpfung mehrerer Netze erfolgt durch Verbindungsrechner (VR) Internet VR VR 24 Verbindungsrechner Beispiele Gateway: Rechner der Verbindung zum Internet herstellt Auch oft als Router bezeichnet Router: Verbinden Teilnetze des Internets Bestimmt nächsten Rechner, zu dem Datenpaket gesendet wird Dienen der Paketvermittlung für IP Protokoll komplexe Funktionalität zum optimalen versenden von Paketen Zustand der Routen Kosten (Zeitdauer) für den Versand 25 Map of the Internet Visualisierung des Internets Routing p_1024_-_transparent.png 26 4

5 27 28 Internet 1957 Sputnikschock ab 1962 Entwicklung militärisches Netz 1969 entstand erstes richtiges Netz ARPA Net verbunden wurden vier Standorte Zentren militärischer Forschung UCLA, SRI, UCSB, University of Utah in Salt Lake City zwei wichtige Dienste: TelNET Arbeit auf und Steuerung von entfernt liegenden Rechnern FTP Datentransfer zwischen entfernten Rechnern Schub durch Entwicklung von TCP Transmission Control Protocol IP Internet Protocol Internet 1972 erstes programm (Ray Tomlinson) Erste Nutzung für someone@someplace 1973 Entwicklung von TCP/IP 1981 Entwicklung des CSNet 1983 Domain Name System (University of Wisconsin) 1990 Abschaltung des ARPANET Zahlen und Fakten Was passiert in einer Sekunde? Quelle: Protokolle im Internet Internet Netz von Netzen Basis für die Übertragung bilden Protokolle (Beschreibungen über Format und Ablauf des Datenaustausches auf verschiedenen Ebenen): TCP: Transmission Control Protocol IP: Internet Protocol TCP sorgt für das Verpacken der Daten in Datenpakete IP ist für den Versand zuständig Einschub BINÄRES ZAHLENSYSTEM 5

6 34 35 Bits kleinste mögliche Informationseinheit Wortschöpfung aus binary und digit zwei Zustände ja / nein wahr / falsch hell / dunkel Männlein / Weiblein links / rechts technisch einfache Realisierung möglich geladen / ungeladen Strom fließt / Strom fließt nicht 5V Spannung / 0V Spannung magnetisiert / nicht magnetisiert ultimativ: 1 oder 0 Bytes komplexe Informationen werden durch Folgen von Bits dargestellt Die kleinste adressierbare Speichereinheit im Rechner ist das Byte (engl.: byte; Kunstwort, ausgesprochen: Bait) Folge von acht Bits können gemeinsam in einem Rechner verarbeitet werden Positions oder Stellenwertsysteme heute gebräuchlichste Art der Zahlensysteme kompakte Darstellung beliebig großer Zahlen mit wenigen Symbolen (Ziffern oder Zahlzeichen) Anzahl der Symbole: Basis des Zahlensystems Beispiele: Binärsystem: {0,1} Oktalsystem: {0,1,2,3,4,5,6,7} Dezimalsystem: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} Hexadezimalsystem: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} allgemeine Darstellung: Basis des Zahlensystems: B Ziffer: a i {0, 1, 2,, B 1} Zahl: <a 0, a 1, a 2,, a n > geschrieben: a n a n 1 a 2 a 1 a 0 Wert: a 0 *B 0 + a 1 *B a n *B n = a i *B i Dezimalsystem heute meist verwendetes System Basis: 10 Ziffern: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} Beispiel: 4361 = 4* * * *10 0 = 4* * *10 + 1*1 = Dual oder Binärsystem Basis für Computer Basis: 2 Ziffern: {0,1} Beispiel: = 1* * * * *2 0 = 1*16 + 0*8 + 0*4 + 1*2 + 1*1 = = 19 6

7 40 41 Natürliche Zahlen binär Bitfolgen zur Darstellung größerer Zahlen 1 Bit: 0 und 1 2 Bit: 0 bis 3 3 Bit: 0 bis 7 4 Bit: 0 bis 15 8 Bit: 0 bis Bit: 0 bis Bit: 0 bis n Bit: 0 bis 2 n 1 Darstellung der natürlichen (positiven!) Zahlen INTERNET GRUNDLAGEN IP Adressen Jeder Rechner im Internet braucht eine Adresse Paketvermittlung erfolgt nur über Adressen IP Adresse ist 32 Bit lang = 4Byte, daher maximal 2 32 ( ) Rechner adressierbar Zur besseren Lesbarkeit dargestellt als: d 1.d 2.d 3.d 4 Dezimalwerte der 4 verwendeten Bytes Beispiel: Mögliche Abfrage ob ein Rechner im Netz verfügbar ist: ping <ip_adresse> oder <hostname> Letzte IP V4 Adressbereich im April 2011 ausgegeben neues Adressformat IPv6 eingeführt, besteht aus 6 Bytes Rechner adressierbar = 340 Sextillionen Adressen genau: für jeden der 6.5 Mrd. auf der Erde lebenden Menschen IP V6 Adressnotation hexadezimal statt dezimal (V4) 8 Blöcke zu je 16Bit (65536 Werte) 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 Als URL: 44]/ Provider bekommt üblicherweise die ersten 32 Bit IP V6 Besonderheiten Netzmaske ex. nicht mehr explizit (wird nach Schrägstrich angegeben) fd01:2:3:4:5:6:7:8/24 Führende Nullen können weggelassen werden fd30:0000:0000:1234:0001:0011:2468:003e > fd30::1234:1:11:2648:3e Unique Local Address (ULA): Alles was mit FD anfängt: fdxx:xxxx:xxxx: Subnetzmaske: Möglichkeit ein Netz in Unter -Netze zu teilen Ähnlich einer Vorwahl Vorteil: Teilnetze können bestimmten Institutionsteilen zugeordnet werden Vereinfacht die Suche nach IP-Adressen 7

8 46 47 Vergabe von IP Adressen statisch oder dynamisch statisch: IANA/ICANN Deutschland: DENIC: dynamisch durch Serverdienst: DHCP dynamic host configuration protocol IANA - Internet Assigned Numbers Authority ICANN - Internet Corporation for Assigned Names and Numbers RIPE - Réseaux IP Européens DENIC - Deutsches Network Information Center IANA ARIN RIPE APNIC LACNIC AfriNIC DENIC Spezielle IP Adressen lokaler Rechner (loopback) localhost private (nicht öffentliche) IP Adressen: siehe auch: ping Domainnamen Einführung in die Informationstechnik INTERNET, WEB 1.0 & WEB 2.0 Anfangszeit des Internet: Adressierung nur über IP Adressen Alternativ: verteilte Datenbank zur Verwaltung von Namen im Internet Idee: Jedes Teilnetz verwaltet einen Bereich von Namen und hat selbst Bereichsnamen (domain name) Domainnamen Domainnamen bestehen aus mindestens zwei Komponenten: domain.topleveldomain, Beispiel: ovgu.de subdomain.domain.topleveldomain, Beispiel: fgse.ovgu.de ToplevelDomain: bezeichnet geographischen oder organisatorischen Bereich Beispiel: de Deutschland, edu education Zweite Komponente: Domain Beispiel: uni magdeburg vollständig: uni magdeburg.de Toplevel Domains Geographische: de, it, fr, cz, pl, eu Organisatorische: edu, biz, mil, gov, org, info, name Teilweise werden freiwillige Kategorien eingefügt Beispiel: ac.uk, co.uk Vergabe in Deutschland über DENIC Domainnamen nicht nur für WWW siehe auch: nslookup 8

9 52 53 Dienste im Internet Verschiedene Protokolle für verschiedene Aufgaben bzw. zur Realisierung verschiedener Dienste Internet stellt nur Kommunikationsinfrastruktur zur Verfügung Beispieldienste: World Wide Web Dateitransfer (FTP) Benutzung entfernter Rechner (Telnet, SSH) Domain Name Service (DNS) Instant Messagin (ICQ, etc.) DNS Domain Name System verteilte Datenbank die den Namensraum der Adressen im Internet verwaltet Umsetzung von Domainnamen in IP Adressen (forward lookup) und umgekehrt (reverse lookup) Vorteile: dezentrale Verwaltung hierarchische Strukturierung des Namensraums in Baumform Eindeutigkeit der Namen Erweiterbarkeit Quelle. Wikipedia E Mail zum Versand (und Empfang) elektronischer Post verwendete Protokolle: SMTP Simple Mail Transfer Protocol POP 3 Post Office Protocol Version 3 IMAP Internet Message Access Protocol Anwendungen: E Mail Clients Zahlen & Fakten (2011): 3,146 Milliarden konten Zahl der Spam s von 2010 zu 2011 um 20% gesunken Client Port 25 (SMTP) Message Transfer System (MTS) SMTP Server POP3/ IMAP Server Port 110 (POP3) Port 143 (IMAP) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Zuverlässiger Nachrichtentransfer Suche nach Ziel SMTP Server über DNS (Domain Name System) Weiterleitung dann lokale Auslieferung an POP3/IMAP Server Client Client POP3 vs. IMAP POP3: Keine ständige Verbindung zum Mailserver erlaubt nur das Auflisten, Abholen und Löschen von E Mails am E Mail Server Keine Verwaltungsmöglichkeiten auf dem Server s werden heruntergeladen und vom Anwendungsprogramm verwaltet IMAP: s bleiben auf dem Server Gesamte Verwaltung erfolgt auf dem Server Vorteil: Mehrere Zugänge von unterschiedlichen Rechnern Ports Adresskomponenten, in Netzwerkprotokollen eingesetzt, um Datenpakete den richtigen Diensten zuzuordnen bei TCP: Portnummer 16Bit: Werte registrierte Ports (IANA), darüber frei Beispiel HTTP Port: HTTP 143 IMAP 5190 ICQ 20 FTP 9

10 58 59 weitere Dienste FTP zur Übertragung von Dateien Protokoll: FTP File Transfer Protocol Anwendungen: FileZilla, integriert in TotalCommander Telnet zur Benutzung entfernter Rechner Protokoll: Telnet Protocol SSH zur sicheren Benutzung entfernter Rechner Ähnlich Telnet aber mit verschlüsselter Datenübertragung Protokoll: SSH Protocol Weitere Dienste Peer To Peer Systeme zum Austausch von Dateien BitTorrent, edonkey, emule, Gnutella, FastTrack Gleichgestellte Rechner (Gegensatz Client Server) Rechner, die Dienste in Anspruch nehmen und diese ebenfalls zur Verfügung stellen Internet Telephonie Direkte Internet Telefonie Voice over IP Datenübertragung mittels TCP/IP World Wide Web Internetdienste WEB 1.0 UND WEB 2.0 Weltweites Gewebe Weltweite durch Hyperlinks verwobene Dokumente Internet realisiert die Übertragung von Webseiten verwendete Protokolle: HTTP HyperText Transfer Protocol HTTPS HyperText Transfer Protocol Secure Anwendungen: Webbrowser Total Sites Across All Domains August 1995 Mai Total Sites Across All Domains August 1995 Februar

11 66 67 Organisation des WWW: W3C Auch: WWW Consortium: kümmert sich um Standardisierung und Normierung W3C keine zwischenstaatliche Organisa on legt keine ISO Normen fest Zusammenschluss verschiedener Mitgliedsorganisationen u.a.: Apple, AT&T, Intel, Microsoft, SAP, SUN Organisation des WWW: W3C Leitung: MIT (USA), INRIA (Frankreich), Keio University (Japan) Gründung: 1994 Gründer und Vorsitzender: Tim Berners Lee deutsch österreichisches Büro: FH Potsdam Techniken (Auswahl): HTML, XHTML, XML, RDF, OWL, CSS, SVG, RSS Empfehlungen für barrierefreie Gestaltung von Webauftritten HTTP Hypertext Transfer Protocol 1989 von Tim Berners Lee zusammen mit dem URL und der Sprache HTML entwickelt Zustandsloses Protokoll: nach erfolgreicher Datenübertragung wird Verbindung nicht aufrecht erhalten Sitzungsdaten gehen verloren Cookies für Speicherung der Sitzungsdaten HTTP Kommunikationsablauf Aktivieren des Links schickt an die Anfrage, die Ressource /infotext.html zurückzusenden Umsetzen des Namens über das DNS Protokoll in eine IP Adresse Senden einer Anforderung an den Webserver GET /infotext.html HTTP/1.1 Host: weitere Informationen in der Anfrage möglich HTTP Kommunikationsablauf Antwort des Servers bestehend aus Header Informationen Inhalt der Nachricht = Webseiten Quellcode HTTP/ OK Server: Apache/ (Unix) PHP/4.3.4 Content-Length: (Größe von infotext.html in Byte) Content-Language: de Content-Type: text/html Connection: close (Inhalt von infotext.html) HTTP Statuscodes: Serverantworten, die Informationen über Fehlermeldungen etc. liefern 200 OK: Die Anfrage wurde erfolgreich bearbeitet und das Ergebnis der Anfrage wird in der Antwort übertragen. 201 Created: Die Anfrage wurde erfolgreich bearbeitet. Die angeforderte Ressource wurde vor dem Senden der Antwort erstellt. 400 Bad Request: Die Anfrage Nachricht war fehlerhaft aufgebaut. 401 Unauthorized: Die Anfrage kann nicht ohne gültige Authentifizierung durchgeführt werden. Wie die Authentifizierung durchgeführt werden soll wird im WWW Authenticate Header der Antwort übermittelt. 403 Forbidden: Die Anfrage wurde mangels Berechtigung des Clients nicht durchgeführt. Diese Entscheidung wurde anders als im Fall des Statuscodes 401 unabhängig von Authentifizierungsinformationen getroffen. 404 Not Found: Die angeforderte Ressource wurde nicht gefunden. Dieser Statuscode kann ebenfalls verwendet werden, um eine Anfrage ohne näheren Grund abzuweisen. 500 Internal Server Error: Sammel Statuscode für unerwartete Serverfehler 11

12 72 73 Cookies Problem: Zustand einer Web Sitzung nicht oder nur auf dem WebServer speicherbar IP Adressen meist dynamisch vergeben Beispiel: Inhalt des Warenkorbs, Surfverhalten Lösung: Speicherung von Informationen zu einer Webseite auf dem Clientrechner Cookies Cookies: kurze Texte (4KB) vom Webserver an den Webbrowser gesandt Vom Webbrowser in Datenbank gespeichert Flash Cookies Benutzung wie normale Text Cookies allerdings 100KB groß danach Information des Anwenders Flash: Technologie von Adobe zur Erstellung (Programmierung) multimedialer, interaktiver Inhalte Problem: Datenschutz Browserübergreifend, da an Flash Player gebunden Kann zur Überwachung des Nutzers eingesetzt werden Nicht einfach über den Browser löschbar Kann normale Text Cookies kopieren und auch wiederherstellen (selbst wenn der Nutzer sie löscht) Web 2.0 Cloud Computing Blogs Social Cataloging Social Web Tagging Kollaboration Web 2.0 Wikis Webservices Virtuelle Welten Communitys Folksonomy Semantic Web Social Bookmarking Podcasting Begriff: Web 2.0 Grundlage: Weiterentwicklung der Web Technologien Veränderung der Wahrnehmung des Webs technische Sicht vs. soziale Sicht Benutzung einer Versionsnummer, ähnlich wie bei Software Definition des Begriffs schwierig Versuch einer Annäherung Web 2.0 Sichtweisen O Reilly: Web 2.0 als Computerplattform, die Daten und Anwendungen bereitstellt Meckel: Idee der gemeinsamen Maximierung kollektiver Intelligenz und der Bereitstellung von Nutzenwerten für jeden Teilnehmer durch formalisierte und dynamische Informationsteilung und herstellung aus: Christian Kuhn: Web 2.0, Auswirkungen auf internetbasierte Geschäftsmodelle, Diplomica Verlag, Hamburg, 2007 Web 2.0 Sichtweisen Breeding: neue Vision des Internets, die größere Interaktivität, Kontrolle des Nutzers über Informationen, radikale Personalisierung, die Entwicklung von Online Gemeinschaften und demokratisches Management von Informationen verspricht. Krol definiert Web 2.0 als Kombination von Geschäftsprozessen, Prinzipien und Technologien, die dem Nutzer Partizipation und Zusammenarbeit ermöglichen aus: Christian Kuhn: Web 2.0, Auswirkungen auf internetbasierte Geschäftsmodelle, Diplomica Verlag, Hamburg,

13 78 79 Web 2.0 Sichtweisen Tapscott: Bedeutung von Web 2.0: globale Infrastruktur, in der Kollaborationskosten gegen Null fallen Web Beobachtungen Beispiele die die Veränderung des Webs charakterisieren (O Reilly, 2005!): Web 1.0 Web 2.0 DoubleClick Google AdSense Ofoto Flickr mp3.com Napster Britannica Online Wikipedia personal websites blogging domain name speculation search engine optimization publishing participation directories (taxonomy) tagging ("folksonomy") content management systems wikis Was unterscheidet aber nun eine Web 1.0- Anwendung von einer Web 2.0-Anwendung? aus: Christian Kuhn: Web 2.0, Auswirkungen auf internetbasierte Geschäftsmodelle, Diplomica Verlag, Hamburg, Web 2.0 Kriterien das Web als Plattform (anstatt des lokalen Rechners) Daten als wichtigste Grundlage Architektur des Mitwirkens Verstärkung der Vernetzung, Partizipation Modulare Zusammenstellung von Systemen und Seiten Module von unterschiedlichen Entwicklern (Prinzip ähnlich OpenSource) Web 2.0 Kriterien verteiltes, gemeinsames Nutzen von Inhalten und technischen Diensten einfache (neue) Geschäftsmodelle Ende des klassischen So warelebenszyklus immerwährendes Beta Stadium Die Software geht über die Fähigkeiten eines einzelnen Verwendungszwecks hinaus Web als Plattform Vom Desktop zum Webtop zentrales Ziel von Web 2.0 Webbrowser als Plattform Plattform Vorteile gegenüber Anwendung keine Portierung auf andere Betriebssysteme keine neuen Software Ausgaben kontinuierliche Verbesserung Höhere Scherheit Software als Service, Vermittler Web als Plattform WebOS Betriebssystem für Webanwendungen Kein Betriebssystem im eigentlichen Sinne OS stellt Schnittstelle zwischen Hardware und Software dar Verantwortlich für Dateisystem WebOS: Schnittstelle zur Programmierung von Webanwendungen Zwischen Anwendung und Hardware WebOS ist mehr eine Art Oberfläche WebDesktop Bietet aber auch Funktionen zur Verwaltung von Dateien 13

14 84 85 Web als Plattform: WebDesktop WebOs eigentlich im Hintergrund Funktionalität WebDesktop im Vordergrund Sichtbare Schnittstelle zur Steuerung und Verwaltung von Webanwendungen Meist ähnlich Windows Web als Plattform Beispiele für WebDesktop, WebOS: eyeos: GlideOS: OnlineOS: Übersicht siehe: Web als Plattform: eyeos Einführung in die Informationstechnik WEB

15 90 91 Aspekte des Web 2.0: Cloud Computing Rechnen in der Wolke Bereitstellung von Diensten, on demand: Rechner, Speicher, Netz Anwendungen, Betriebssysteme, Tools Lokale Anschaffung/Installation entfällt Lediglich Zugangssystem muss vorhanden sein Cloud Computing Amazon Cloud Drive Online Speicher zum Ablegen von Dateien Auch Musik, incl. Musicplayer (Cloudplayer) Alternative: DropBox, Apple icloud Ebenfalls Online Speicher zur Dateiablage und austausch Google Drive Online Speicher, Zugriff auf Dokumente von Google Docs Interaktive Anwendungen im Web Mindmaps, Office Anwendungen Chart und Diagrammerstellung Bildbearbeitung, Fotogallerien Communities: Freunde finden, gemeinsam Einkaufen, personalisierte Angebote Speicherplatz für Dateien Übersicht: go2web20.net 92 Gemeinschaftliches Bearbeiten von Dokumenten GoogleDocs, WizIQ, Zoho, ThinkFree word processors/ 94 Gliffy Mindmeister 15

16 96 97 Aspekte des Web 2.0: Abonnementdienste Bereitstellung von Inhalten, die abonniert werden können Feeds: RSS, Atom RSS: Really Simple Syndicate Zusätzliches Programm erforderlich: Feedreader Abonnement durch Eingabe der Feedadresse Feedreader lädt Feed automatisch (zeitgesteuert) Aspekte des Web 2.0: WebServices Web 1.0: alles auf einem Rechner Web 2.0: Software Bausteine, die auf verschiedenen Rechnern laufen komponentenbasierte Webservices (SOA) Verbindung zu einer Anwendung über das Internet Service kann Daten bereitstellen, auswerten Anwendung kann im Netz laufen oder lokal Beispiel: Amazon Webservices, Projekt Deutscher Wortschatz ( leipzig.de/webservices/), Interaktion zwischen Fluggesellschaften und Reisebüros ( Soziale Aspekte des Web 2.0 Web 1.0: Autoren sind für Inhalte verantwortlich Web 2.0: Benutzer/innen wirken an Inhalten mit Architektur des Mitwirkens Nutzung kollektiver Intelligenz, kollektiven Wissens Organisation von persönlichen Informationen Reflexion und Sammlung von Erfahrungen (Chronologische) Dokumentation von Ideen und Gedanken Soziale Aspekte des Web 2.0 Kollaborative Organisation von Informationen: Öffentliche Sammlung von interessanten Informationen Auffinden von Kontakten mit gleicher Interessensbasis Soziales Suchen & Finden von Informationen Beispiel: Verknüpfung von Bibliographien mit bestimmten Nutzern Auffinden von Publikationen durch dessen Bibliographie Reinmann & Sporer (2007) Reinmann & Sporer (2007) Soziale Aspekte I Folksonomy Gemeinschaftliches Indexieren Tagging Zuordnen von Descriptoren, Schlagwörtern (Tags) zu Objekten Lesezeichen Photos wissenschaftliche Paper Meist keine Festlegungen über Vokabular Jeder kann frei Taggen Herausbildung gemeinschftlicher Wortschatz Soziale Aspekte I Folksonomy Probleme: Synonyme Unterschiedliche Sprachen Getrennt, Zusammenschreibung WebDesktop, Web Desktop, Web Desktop, Web_Desktop Kontextbedeutungen: Apple, Virgin Singular/Plural Bildung unterschiedlicher Kategorien Vorteile: Arbeitsverteilung Benutzer fügen Schlagworte hinzu, nicht Autoren bessere Benutzbarkeit (Suchergebnisse)? 16

17 102 Soziale Aspekte I - Folksonomy Beispiel: Flickr Phototagging: Flickr, Social Bookmarking: Delicious, Bibsonomy Digg Social Cataloging: Library Thing Soziale Aspekte II Blogging Blog Wortkreuzung aus WebLog Web Tagebuch Umfrage ergab: 73% der Blogger schreiben aus Spass 27% nicht persönlich, zur Wissensvermittlung Beispiele für textuelle Blogs: Blogs nicht nur textuell Podcasts VideoBlogs, Vlogs Soziale Aspekte III: Microblogging Blog bei dem nur Kurznachrichten versandt werden Postings können abboniert werden Öffentlich oder privat zugänglich Bekanntester Dienst: Twitter Soziale Aspekte IV: Wikis Name stammt von Wikiwiki (hawaianisch für schnell) Content Management System (CMS) Erlaubt die gemeinsame Erstellung von Webseiten Prominentes Beispiel: Wikipedia Desktop Wikis: WikidPad, Tomboy, TiddlyWiki Soziale Aspekte V: Social Networking Webseiten mit denen Menschen in Kontakt treten/bleiben können Management von sozialen Netzwerken Zweck: Kommunikation Bildung neuer Geschaftsverbindungen Entwicklung neuer Projekte Terminmanagement, abstimmung 17

18 Social Networking Beispiele Interessen: Fotocommunity, StudiVZ, Flickr Dating: Urbanite Beziehungsorientiert: OpenNetworX, LinkedIn, Friendster, StayFriends, Facebook Geschäftsorientiert: Ecademy, Xing 110 Personalisiertes Web Web 1.0: Webseite statisch, alle konsumieren die gleichen Inhalte Web 2.0: Benutzer/innen können Inhalte ihren Interessen entsprechend anpassen Personalisierung, Definition: Anpassen an persönliche Bedürfnisse Bei digitalen Dokumenten: Anpassung des Inhalts Anpassung der Darstellung Grundsätzliche Unterscheidung: Für den Benutzer/Benutzerin Durch den Benutzer/Benutzerin Personalisiertes Web Personalisierung durch den Benutzer/in: Inhalte von Webseiten Beispiel: NetVibes, Pageflakes Webradio: Last.fm, MusiMap, musiclens, pandora Personalisierung für den Benutzer/in: Google AdSense Netvibes Musiclens Daten getriebene Anwendungen Web 1.0: Wer Inhalte konsumiert war unbekannt Web 2.0: Nutzung von Daten (über Benutzer/innen Profile) jede erfolgreiche Internet Anwendung basiert auf einer speziellen Datenbasis ebay: Produkte und Verkäufer Amazon: Produkte und Rezensionen Google: Webseiten Teleatlas, Geocontent: Geo Daten Kontrolle über Daten=Kontrolle über Markt Management einer Datenbasis ist die Kernkompetenz von Web 2.0 Firmen Software wird zu Infoware 18

19 Sicherheit im Web 2.0 Allgemeine vs. Persönliche Daten Allgemein: Rezensionen, Statistiken, Landkarten Persönliche Datenspuren im Netz: Einkaufsverhalten Vorlieben Browseverhalten Interessen Persönliche Daten: Geburtstag, Adresse, Bankverbindung, Telefonnummer, Kreditkartendaten komple es Nutzerprofil, Identitätssubsystem für Web 2.0? Was passiert mit diesen Informationen? Wie sicher sind sie? Daten resultieren nicht nur aus Web Verhalten, auch von Payback u.ä. Datensammlern News im Web 2.0 Web 1.0: Traditionelle Medien stellen ihre Informationen im Web zur Verfügung Web 2.0: alle sind Journalisten? Stirbt der traditionelle Journalismus? Werden Nachrichten nur noch elektronisch gefiltert und aufbereitet? Journalist als Moderator zwischen bloggenden Bürgern? Graswurzel oder Bürgerjournalismus Aspekte des Web 2.0: Bürgerjournalismus The Giraffe Project (Christopher Grotke, Lisa LePage): Schaffung einer News Community Wikimedia IndyMedia The Huffington Post Verbindung zwischen Radio und Blog: Blogspiel (Deutschlandfunk) Google News Leser (Consumer) und Journalist (Producer) vermischen sich zu: Produser Prosumer Internet Grundlagen SEMANTIC WEB 120 Semantic Web Codierung von Bedeutung im Web In rechnerverständlicher Form Ermöglicht automatische Auswertung von Bedeutungen Vorteile: Daten können in Beziehung zueinander gesetzt werden Neue Erkenntnisse können gewonnen werden I have a dream for the Web [in which computers] become capable of analyzing all the data on the Web the content, links, and transactions between people and computers. A Semantic Web, which should make this possible, has yet to emerge, but when it does, the day to day mechanisms of trade, bureaucracy and our daily lives will be handled by machines talking to machines. The intelligent agents people have touted for ages will finally materialize. Tim Berners Lee,

20 Das Web Probleme oder warum Semantic Web? The Semantic Web is not a separate Web, but an extension of the current one, in which information is given well defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation. Tim Berners Lee, James Hendler, Ora Lassila From a Web of Documents to a Web of Data Inhalte des Webs auf Menschen zugeschnitten Layout, Struktur einfache Nutzung Problem: Finden von (gesuchten) Informationen Suchmaschinen können Fundstellen suchen Stichwortbasiert, ohne Kontext Bsp.: Suche nach Apple bringt Frucht und Rechner Wahl des richtigen Stichwortes ist entscheidend Ergebnisse sind immer einzelne Webseiten müssen von Menschen interpretiert und kombiniert werden oft ist gesuchte Info auf mehrere Webseiten verteilt Informa onsintegra on Relevanz kann nur schwer durch Maschine geprüft werden Web Probleme oder warum Semantic Web? Web ist heterogen: unterschiedliche Informationsdarstellung: Bilder, Text, Audio unterschiedliche Codierung: ASCII, Unicode, ISO unterschiedliche Sprachen Informa onen zu einem Thema sind nur schwer aufzufinden Beispiele Gegenüberstellung von Informationen zum Wahlprogramm einzelner Parteien Verknüpfung von verteilt im Netz liegenden Informationen: Vortrag, Termin in Hawthorne/NY Reisebuchung von Berlin nach Hawthorne: Berlin liegt in Deutschland/Europa Hawthorne liegt in den USA/Amerika Flugbuchung notwendig, Anschlusszug notwendig oder Mietwagen Beispiel: Abendliche Planung Essen gehen, Kino gehen, Cocktailbar Problem: Finden eines guten Restaurants (je nach persönlicher Vorliebe, Preisklasse, Einschätzung durch andere) Ermittlung des Kinoprogramms in unterschiedlichen Kinos mit Genrevorgabe, Reservierung von Karten Cocktailbar sollte in der Nähe des Kinos liegen Mögliche Anfrage: Finde ein Restaurant mit italienischer Küche in mittlerer Preislage, und zeige mir die Kritiken zu den neuen Filmen der letzten zwei Wochen Mögliche Anwendungsbereiche allgemein: wissensintensive Prozesse Beispiel: kontextbezogene Informationsvernetzung intelligentes Information Retrieval personalisierte Wissensportale Helpdesk Systeme Anwendungsso ware muss logisch denken neues Wissen aus vorhandenem erschließen Beispiel aus:

21 Semantic Web Beschreibung von Daten und deren Semantik in rechnerverständlicher/ verarbeitbarer Form Daten brauchen Informationen darüber, wie sie zu strukturieren und zu interpretieren sind Wissensrepräsenta on im Web Semantic Web Prinzipien (Auswahl) 1. Alles kann durch eine URI identifiziert werden mailto: Semantic Web Prinzipien (Auswahl) 2. Ressourcen und Links können typisiert sein Semantic Web Prinzipien (Auswahl) 3. Unvollständige Informationen sind unproblematisch Ressource Software Ressource Software href href erzeugt erzeugt href href erzeugt erzeugt Ressource Ressource Buch Report Ressource Ressource Buch Report href geschrieben von href geschrieben von href Ressource href Ressource gelesen von Autor kommuniziert mit Lektor href Ressource Ressource gelesen von Autor href kommuniziert mit 404 not found Lektor 404 not found im Semantic Web können fehlende Informationen rekonstruiert werden Semantic Web Prinzipien (Auswahl) 4. Eine absolute Wahrheit ist nicht notwendig neues Wissen kann aus vorhandenen Informationen geschlussfolgert werden Marcel arbeitet in der Otto von Guericke Universität Stefan ist Kollege von Marcel Stefan arbeitet ebenfalls an der OvG Uni Semantic Web Prinzipien (Auswahl) 5. Evolution wird unterstützt Informationen können auf einfache Weise in einen neuen Kontext gesetzt werden Beispiel: Stefan bekommt einen Ruf an eine andere Universität neue Verknüpfung

22 Web 3.0? Zusammenfassung Weiterführende semantische Vernetzung? Internet 2.0: jedes Gerät hat eine eigene IP Adresse IPv6: 128 Bit lange Adresse = Adressen reicht, für 6, Adressen/m 2 Erdoberfläche Jeder kann jederzeit online sein Vielleicht aber auch nicht nur jedes Gerät sondern jeder Blog, jeder Artikel, Autor, Verarbeiten von Informationen erfolgt dezentral, getrennt vom Medium, unabhängig vom Autor Man liest nicht mehr ein Blog sondern von einem Autor in mehreren Blogs Orte wären irrelevant. Bild wird durch IP bestimmt, nicht Position Neue Zugangswege wären notwendig Artikel werden nicht mehr in einem Blog veröffentlicht sondern zur Verfügung gestellt Informationen werden anhand ihrer IP identifiziert und entsprechend zusammengestellt WWW: Dienst im Internet Weltweites Gewebe durch Verlinkung Protokoll: Hypertext Transfer Protokoll Web 2.0: Webseite als Plattform für Anwendungen Daten wichtiger als Aussehen Nutzung verteilter Daten und Anwendungsteile Ausnutzen der Kompetenz vieler Web Nutzer Vom URL Raten zur Suchmaschine Einführung in die Informationstechnik VOM URL-RATEN ZUR SUCHMASCHINE Web 1.0: URL Raten, Web 2.0: Suchmaschinen Letztere analysieren Webseiten Robots durchforsten das Web, in der Regel durch das Folgen von Links Analyse des Anfangs oder des gesamten Textes (Altavista, Fireball) Auswertung von Metatags Auswertung von Verlinkung: PageRank (Google) Dienste und deren Nutzung Suchmaschinen Arten von Suchmaschinen: Manuell erstellte Kataloge Automatisch erstellte Indizes Suchmaschinen für spezielle Zwecke Datenbank von Suchmaschinen: Suchmaschinen, der manuell erstellte Katalog Generell: von Menschen gemacht Von einer zusammen arbeitenden Gruppe Redak on Von vielen Beteiligten unabhängig voneinander Folksonomy Meist hierarchische Präsentation des Katalogs Beispiel: Yahoo, Web.de Eignung: Suche nach einem Thema, Sachgebiet, Stichwort Vorteil: Redaktion kann Inhalt eines Dokuments berücksichtigen Nachteil: Zusammenhänge können verloren gehen: Beispiel: Name einer Person + Sachverhalt

23 Suchmaschinen, der automatisch erstellte Katalog Software (Robot, Crawler, Spider) browsen vollautomatisch durchs Netz Von Link zu Link Indexierungssoftware analysiert und strukturiert Daten Suchmaschinen arbeiten auf Begriffen, ohne die Relevanz eines Wortes für den Inhalt des Dokumentes zu berücksichtigen für die Suchanfrage wich g zu wissen Eingrenzen des Suchraumes: Welche Begriffe könnten im Zusammenhang mit dem Suchwort stehen explizites Ausschließen von Begriffen Suchmaschinen, wichtigste Befehle Plus (+): Verknüpfung zweier Wörter, beide müssen im Ergebnisdokument vorkommen +Fahrrad Minus ( ): schließt ein Wort aus, das nachfolgende darf nicht im Ergebnisdokument vorkommen preis Anführungsstriche: Verbinden von Worten zu einer Phrase. Wird wie ein Wort behandelt Der oide Depp Trotzdem: nicht jede Suchmaschine erfasst das gesamte Web Barrieren für Suchmaschinen Die Internetseite ist nicht verlinkt ist zu versteckt ist zu aktuell darf nicht indexiert werden hat zuviel Text hat keinen Text... ist nicht frei zugänglich hat ein unbekanntes Dateiformat Unsichtbares Netz Suchmaschinen, Google Automa sches Browsen durch Links Robot Relevanzsortierung durch PageRank Larry Page und Sergey Brin Grundprinzip: Je mehr Links auf eine Seite verweisen, desto höher ist das Gewicht der Seite Je höher das Gewicht der verweisenden Seiten, desto höher der Effekt wich ger die Seite Ziel: Liste der zu einem Suchbegriff wichtigsten Seiten Suchmaschinen, Google Benutzung Suchmaschinen, Google Erweiterte Syntax Plus (+), Minus ( ), Anführungsstriche Oder ( ): Verknüpfung zweier Wörter, beide können im Ergebnisdokument vorkommen Strand Beach Berechnungen: ((3*8)/6)^2 Einheiten umrechnen: foot in cm Zug, Kino und Wetterauskunft Erweiterte Syntax cache: Sucht in von Google gespeicherten Seiten define: Suche nach Definitionen filetype: Suche nach bestimmten Dateiendungen inanchor: Suche nur in Links intitle: Suche nur im Titel einer Seite inurl: Suche nur in der Adresse intext: Suche nach Begriffen, die nur im Text vorkommen link: Ausgabe aller Seiten, die auf eine bestimmte verlinken site: Suche auf eine bestimmte Domain eingrenzen. related: Sucht nach ähnlichen Seiten

24 Spezielle Suchmaschinen, Wolfram Alpha Weniger Suchmaschine, eher Antwortmaschine Entwickelt vom Mathematica Erfinder Stephen Wolfram Daten wurden von 100 Mitarbeitern manuell aufbereitet Fragen können in Suchbegriffen oder direkt gestellt werden Seman sche Suchmaschine Sehr gut bei Fakten zu Mathematik, Technik, Naturwissenschaften, Linguistik, Wirtschaft Beispiel: How old is Barack Obama? Microsoft Bing Suchmaschine von Microsoft Seit 3. Juni 2009 online Entscheidungsmaschine Hilfe bei Kaufentscheidungen, Reservierungen, Reisevorbereitungen, etc. Gute Suche nach Bildern und Videos Incl. Interaktiver Vorschaufunktion Spezielle Suchmaschinen, Bildindex Spezielle Suchmaschine für Bilder Bildindex der Kunst und Architektur 2 Millionen Bilder aus 13 europäischen Ländern Nach Künstler, Ort, Porträt und Themen katalogisiert Suche in unterschiedlichen Bereichen möglich Jahr, Genre, Spezielle Suchmaschinen, Metasuchmaschinen Weiterleiten einer Suchanfrage an viele Suchmaschinen Oft langsamer Erste Metasuchmaschine: MetaCrawler.de Deutsche Metasuchmaschine: MetaGer.de Weitere Spezialsuchmaschinen: Medienarchive, Bildarchive, Menschsuchmaschinen Nachrichtendienste, Bibliotheken und Buchkataloge Beispiel:

25 153 Zusammenfassung Suchmaschinen: manuell erstellt oder automatisch Automatisch: Robots browsen durchs Netz Indexierung von Webseiten nach Suchbegriffen und Schlüsselwörtern Suchanfragen haben spezielle Syntax +,,,, Größter Teil des Netzes ist nicht sichtbar Zugang zu Informationen teilweise über spezielle Suchmaschinen 25