Einschub BINÄRES ZAHLENSYSTEM

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1 26 Einschub BINÄRES ZAHLENSYSTEM

2 27 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

3 28 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

4 29 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}

5 30 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

6 31 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 =

7 32 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

8 33 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

9 INTERNET GRUNDLAGEN 34

10 35 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> 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

11 36 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

12 37 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

13 38 Spezielle IP Adressen lokaler Rechner (loopback) localhost private (nicht öffentliche) IP Adressen: siehe auch: ping

14 39 Domainnamen 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)

15 40 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

16 41 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 siehe auch: nslookup

17 42 Dienste im Internet Verschiedene Protokolle für verschiedene Aufgaben bzw. zur Realisierung verschiedener Dienste Internet stellt nur Kommunikationsinfrastruktur zur Verfügung Beispieldienste: WWW Dateitransfer Benutzung entfernter Rechner DNS ICQ

18 43 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

19 44 E Mail zum Versand elektronischer Post verwendete Protokolle: SMTP Simple Mail Transfer Protocol POP 3 Post Office Protocol Version 3 IMAP Internet Message Access Protocol Anwendungen: Clients Anteil am globalen Datenverkehr: ca. 7%

20 45 Client Port 25 (SMTP) Message Transfer System (MTS) SMTP Server POP3/ IMAP Server Port 110 (POP3) Client Port 143 (IMAP) Client 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

21 46 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

22 47 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

23 48 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

24 49 Weitere Dienste Peer To Peer Systeme zum Austausch von Dateien BitTorrent, edonkey, emule, Gnutella, FastTrack Anteil am globalen Datenverkehr: ca. 24% Rechner, die Dienste in Anspruch nehmen und diese ebenfalls zur Verfügung stellen Internet Telephonie Direkte Internet Telefonie Voice over IP Anteil am globalen Datenverkehr: ca. 12%

25 Fortsetzung nächste Woche 50