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1 IT- und Medientechnik Vorlesung 6: Wintersemester 2014/2015 h_da, Lehrbeauftragter

2 Themenübersicht der Vorlesung Hard- und Software Hardware: CPU, Speicher, Bus, I/O,... Software: System-, Unterstützungs-, Anwendungssoftware Quellcode und Entwicklerdokumentation Programmiersprachen, Dokumentation Phasen der Softwareentwicklung, Software-Entwicklungsmethoden Netzwerke und Internet Geschichte, Netzwerk-Strukturen Protokolle und Technologien, Standards, Cloud Techniken der Datenübertragung Sockets, Ports, LAN vs. WAN, VPN Digitalisierung von Inhalten und elektronische Übertragung Dateiformate, Kompression, Backups IT- und Medientechnik

3 Netzwerke und Internet Netzwerke Netzwerkkommunikation Netzwerktopologien Internet Geschichte IP-Nummern, IPv4, IPv6, Port, URI, Domains, DNS WWW: Webserver, Browser, HTTP, HTML, CSS, Javascript, weitere Protokolle: SMTP/MIME, HTTP, FTP, SSH,... Standardisierungsgremien XML Cloud IT- und Medientechnik

4 IPv4-Adressen 4 Nummern jeweils von 0 bis 255, getrennt durch einen Punkt z.b oder einige Adressbereiche sind für spezielle Zwecke reserviert z.b. Adressen in einem Intranet (lokale Netze) z.b. lokal auf einem Computer (Loopback) komplette Liste wird von der IANA verwaltet: ca. 3,7 Milliarden verschiedene IPv4-Adressen möglich IT- und Medientechnik

5 Alles soll vernetzt sein Internet-der-Dinge (IoT Internet of Things) und Industrie 4.0 RFID-Chips in Jeans in Lagerhallen Schnittstellen zu Warenwirtschaftssystemen RFID-Chips auf Paketen in der Logistikindustrie Sensoren und automatische Erfassung der Standorte intelligente Kühlschränke Inhalt kennen und neue Lebensmittel automatisch bestellen Autos mit Internetanbindung automatisch bei Unfällen ihren Standort melden alles soll vernetzt sein! IPv4-Adressen reichen nicht aus immer mehr Endgeräte im Internet > Engpass an Adressen neue Adress-Typen sind notwendig >> IPv6 IT- und Medientechnik

6 IPv6-Adressen bestehen aus 8 Nummern jeweils von 0 bis 65535, getrennt durch einen Doppelpunkt in hexadezimalschreibweise z.b. 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0000:0004 einige Adressbereiche sind für spezielle Zwecke reserviert ca mögliche verschiedene IPv6-Adressen, also IT- und Medientechnik

7 Einbettung von IPv4-Adressen in IPv6-Adressen der IPv4-Adressraum ist innerhalb des IPv6-Adressbereich enthalten d.h. eine IPv4-Adresse kann als IPv6-Adresse dargestellt werden Beispiel >> 2002:adc2:7023:0000:0000:0000:adc2:7023 wobei das adc2:7023 äquivalent zu ist ad=173, c2=194, 70=112, 23=35 Tool zum Berechnen der IPv6-Adresse aus einer IPv4-Adresse: https://isc.sans.edu/tools/ipv6.html IT- und Medientechnik

8 Port erweitert eine Netzwerk-Adresse (z.b. eine IP-Adresse), um verschiedene parallele Verbindungen zu einem Computer zu ermöglichen verschiedene parallele Verbindungen sind notwendig, um unterschiedliche Datenverbinundungstypen zu ermöglichen Ports sind typischerweise Nummern zwischen 0 und Ports werden in der Darstellung meistens durch einen Doppelpunkt von der Netzwerk-Adresse getrennt dargestellt z.b :80 für verschiedene Protokolle sind Ports standardmäßig vorgesehen es können aber auch andere genutzt werden z.b. 80 für HTTP IT- und Medientechnik

9 Standardports (Defaultports) einige der gängigsten Ports sind: 21: FTP (File Transfer Protocol) 22: SSH (Secure Shell) 23: Telnet 25: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 80: HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 443: HTTPS (secure HTTP) komplette Liste wird von der IANA verwaltet: Portbereiche gelten als Systemports, die auf vielen Betriebssystemen nur von privilegierten Benutzern benutzt werden dürfen IT- und Medientechnik

10 Wieso diese Zahlenbereiche? 0 bis 255 für IPv4-Adressen 0 bis für IPv6-Adressen und Portbereiche IT- und Medientechnik

11 Wieso diese Zahlenbereiche? 0 bis 255 für IPv4-Adressen 256 verschiedene Werte 2 8 verschiedene Werte 0 bis für IPv6-Adressen und Portbereiche verschiedene Werte 2 16 verschiedene Werte IT- und Medientechnik

12 Binärzahlen intern kennt ein Computer nur 0 (Schalter aus) und 1 (Schalter ein) Speicher besteht aus vielen kleinen Schaltern (Transistoren), die jeweils entweder an oder aus sind also eine Reihenfolge von 0 und 1 z.b >> Binärsystem IT- und Medientechnik

13 Bits und Bytes und Words Bit ein einzelner Wert von 0 oder 1 Byte ein Wert, der aus 8 Bits besteht (Werte von 0 bis 255) z.b Word kb = kilobyte = Bytes MB = megabyte = Bytes GB = gigabyte = Bytes die kleinste adressierbare Einheit in einem Computer die meisten Computer heute sind 64-Bit-Systeme also wäre ein Word typischerweise 64 Bit oder 8 Byte lang Hinweis: da viele Jahre lang 16-Bit-Systeme der Stand der Technik waren, und zu der Zeit auch die meisten Programmiersprachen entstanden, wird häufig auch heute noch 16 Bit als Word bezeichnet... IT- und Medientechnik

14 Binärzahlen Zahlensystem zur Darstellung von Werten die nur aus 2 verschiedenen Ziffern bestehen im Gegensatz zum gewohnten Dezimalsystem, welches 10 verschiedene Ziffern nutzt Ziffern: 0 und 1 Stellenwertsystem mit der Basis 2 z n z n-1 z 2 z 1 z 0 (n N, z i {0,1}) n Z = Σ z i 2 i i = 0 IT- und Medientechnik

15 Binärzahlen Dezimal Binär Dezimal Binär IT- und Medientechnik

16 Hexadezimalzahlen Zahlensystem zur Darstellung von Werten die aus 16 verschiedenen Ziffern bestehen im Gegensatz zum gewohnten Dezimalsystem, welches 10 verschiedene Ziffern nutzt Ziffern: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15 Stellenwertsystem mit der Basis 16 z n z n-1 z 2 z 1 z 0 (n N, z i {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}) n Z = Σ z i 16 i i = 0 IT- und Medientechnik

17 Hexadezimalzahlen Dezimal Binär Hexadez Dezimal Binär Hexadez A B C D E F IT- und Medientechnik

18 Uniform Resource Identifier (URI) Adressbezeichnung, die eine Reihe von Informationen in einer wohldefinierten Syntax enthält z.b. Netzwerk-Adresse Port... Protokolltyp Pfad zu einer Ressource Benutzername Passwort Spezifikation: RFC 3986 (http://tools.ietf.org/html/rfc3986) definiert die Syntax und Semantik IT- und Medientechnik

19 URI-Syntax <Schema>:<Schema-spezifischer Teil> Schema: Buchstaben (a-z und A-Z), Ziffern (0-9) und die Sonderzeichen Plus (+), Punkt(.) und Bindestrich (-) Schema-spezifischer Teil: verschiedene Zeichen erlaubt, in Abhängigkeit vom Schema gängige Schemas: ftp File Transfer Protocol http Hypertext Transfer Protocol file lokale Datei Liste der Standard-Schemas von der IANA festgelegt: IT- und Medientechnik

20 URI-Beispiele Webseiten FTP ftp:// /downloads/test.pdf lokale Dateien file:///c:/hallo.txt file:///c:/mydocs/test.pdf IT- und Medientechnik

21 Domain-Namen IPv4-Adressen sind nicht einfach zu merken und IPv6 sind quasi unmöglich zu merken >> einfach zu merkende Namen anstatt von komplizierten Nummern Aufbau eines Domain-Namen <Subdomain>.<Domain>.<Top-Level-Domain> Subdomain ist optional z.b. oder google.com IT- und Medientechnik

22 Domain Name Service (DNS) DNS-Eintrag Abbildung von Name auf IP-Adresse z.b. > es können auch mehrere Namen auf eine IP-Adresse abbilden Name-Server Datenbanksystem, welches die DNS-Einträge verwaltet Domain-Name-Registrar Organisation oder Unternehmen, welches die Registrierung eines Domain-Namen durchführt IT- und Medientechnik

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