Internet – Einheit 1 im Rahmen des PS aus Elektronischer Datenverarbeitung (Rechnerpraktikum)

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1 Internet – Einheit 1 im Rahmen des PS aus Elektronischer Datenverarbeitung (Rechnerpraktikum)

2 Ziel dieser Einheit Es wird ein Überblick über die Grundlagen des Internet gegeben. Ausgewählte Dienste werden kurz vorgestellt. Die Browserhandhabung wird demonstriert. Abschließend wird auf Informationsdienste der WU eingegangen.  Somit werden die Voraussetzungen für die nachfolgende Internet-Einheit geschaffen.

3 LV-Navigation I Geschichte, Struktur & Grundbegriffe
Adressierung & Datentransfer Dienste des Internet Browser WU-Informationsdienste

4 Geschichte des Internet I
Vorgeschichte: in den 60er Jahren herrschte „Kalter Krieg“ zwischen USA und UDSSR, Militär war Treibende Kraft im Bereich der EDV, militärische Daten sollten auch bei Atomschlag geschützt sein  dezentrales Netz von Rechnern, redundante Daten, die regelmäßig abgeglichen werden sollten 1969: ARPANET von DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) entwickelt, nur 4 Rechner waren vernetzt 1972: ARPANET zählte nun 40 vernetzte Rechner ARPANET...Advanced Research Projects Agency-NET

5 Geschichte des Internet II
frühe 70er: die Wissenschaft beginnt über ARPANET Daten auszutauschen die Zahl der vernetzten Rechner steigt rapide an, Militär will Loslösung von zunehmend „akademischem“ Netz 1974: Entwicklung von TCP/IP 1983: Milnet (ein neues militärisches Netzwerk) entsteht  Abkopplung des Militärnetzes vom Universitätsnetz, ARPANET nunmehr ausschließlich für wissenschaftlichen Betrieb Vielzahl an Rechnern und Protokollen erfordert zusehends Standards zur reibungslosen Kommunikation TCP...Transmission Control Protocol IP...Internet Protocol

6 Geschichte des Internet III
1983: TCP/IP wird zu Standard-Protokoll für ARPANET und andere Netze 1990: World Wide Web (WWW) wird „geboren“ zu Weihnachten gehen die ersten, in HTML geschriebenen Web-Seiten online WWW treibt die Verbreitung des Internet voran ab 1993: Internet-Boom durch neue Browser Mosaic und Netscape-Browser kommen auf den Markt

7 Internet – Wachstum Erläuterung zur Legende:
Die Unterschiedlichen Farben weisen auf unterschiedliche Zählweisen bei der Erhebung hin. Bei der alten Zählweise hat es Mitte der 90er zunehmend Probleme bei der Datenerhebung gegeben. Anfang 1998 wurde die Zählweise umgestellt. Dies ist nachzulesen unter

8 Internet = GAN GAN (Global Area Network) WAN (Wide Area Network)
Arten von Netzen (JS S.25) LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network) GAN (Global Area Network) klein groß

9 Struktur des Internet Quelle: JS S.372
Das Internet verbindet eigenständige LANs bzw. einzelne PCs, die über einen Provider Zugang erhalten. Quelle: JS S.372

10 Grundbegriffe I TCP/IP – die „Sprache“ des Internet (TCP...Transmission Control Protocol, IP...Internet Protocol) Zerlegung der Daten in Pakete (enthalten den Adressaten und Information, über Paketreihenfolge) Adressierung in Form von IP-Adressen (statisch oder dynamisch vom Provider zugeteilt) Domains – einfacher zu merken Provider – gewährt Zugang in Netz ad Domains: Abbilden von Domainnamen auf IP-Nummern, da • IP-Nummern schwer zu merken sind, • Domainnamen geographische oder organisatorische Gegebenheiten besser wiedergeben und • Domainnamen beibehalten werden können, auch wenn sich die IP-Nummern ändern. ad Provider: auch Internet Service Provider (ISP) Dienstleistungen eines Providers: • Bereitstellung von Online- und Offline-Zugängen zum Internet • Beschaffung von IP-Nummern und Domainnamen • Statische oder dynamische Zuteilung von IP-Nummern an die Kunden • Betrieb von Serverdiensten: DNS, Mail, News, WWW, FTP • Beratung, Sicherheitskonzeption, Speziallösungen

11 Grundbegriffe II Client-Server vs. Peer-to-Peer Server bieten Clients Dienste (WWW, , FTP,...), Programme,... an Peer-to-Peer: Netz aus gleichberechtigten Rechnern (Napster, Gnutella,...) der Host – ein Rechner im Internet mit eindeutiger IP-Adresse

12 LV-Navigation II Adressierung & Datentransfer
Geschichte, Struktur & Grundbegriffe Adressierung & Datentransfer Dienste des Internet Browser WU-Informationsdienste

13 IPv4-Adressierung Länge der IP-Adresse: 32 Bit = 4 Byte Beispiel für eine IP: (genaueres siehe unten) 194 . 77 124 35 binäre Schreibweise dezimale Schreibweise Beispiele zur Berechnung: 194 = 1x27+1x26+0x25+0x24+0x23+0x22+1x21+0x20 = 255 = 1x27+1x26+1x25+1x24+1x23+1x22+1x21+1x20 = weitere Informationen z.B. auf

14 IPv4-Klassifizierungsschema
1 bis 126: 256x256x256= ca. 16,7 Mio. Hosts je Netz 128 bis 191 und 0 bis 255: 256x256= ca Hosts je Netz 192 bis 223, 0 bis 255 und 0 bis 255: 254 Hosts je Netz Die Klassifizierung stellt eine Art Hierarchie der Netze entsprechend ihrer Größe dar: Sogenannte Class-A-Adressen werden an große Netze mit sehr vielen Hosts vergeben und sind nicht mehr verfügbar. Class-B-Adressen eignen sich für mittelgroße Netze. Kleine LANs lassen sich mit Class-C-Adressen verwalten. Die Netze werden den Netzbetreibern vom NIC (Name Information Center) zugeteilt. Netzbetreiber sind in der Regel Firmen mit eigenen LANs oder Provider, welche die Hostnummern, die sie verwalten, ihren (Privat-)Kunden zur Verfügung stellen. XXX...Netzwerknummer (Klasse A, B und C – Netze) XXX...Hostnummer Die tatsächlich mögliche Anzahl der Hosts weicht von den mathematisch berechenbaren ab, da bestimmte Adressen reserviert sind. Quelle: SELFHTML 8.0 (

15 Adressen-Knappheit Gründe: IPv4: nur ca. 2,1 Mio. Netze möglich
Internet-Boom ab Mitte 90er überdimensionierte Netze führen zu „brachliegenden“ Adressen „vernetzte Dinge“: Kühlschränke, Mikrowellen und Glühlampen wollen IP-Adressen Erläuterung zu den oben stehenden Gründen: Die Konvention der Adressgestaltung erlaubt nur etwa 2,1 Mio. Netzwerke. Ab Mitte der 90er Jahre wurde das Internet zu einem weltumspannenden Netzwerk, welches immer mehr PCs miteinander verband. Die wenigsten Besitzer von Klasse A-,B- oder C-Netzen schöpfen die ihnen zur Verfügung stehenden Adressen völlig aus. Die aus diesem Grunde ungenutzten Adressen liegen brach und können nicht von Netzen mit „Überschuss“ hin zu Netzen mit „Defizit“ übertragen werden. „Intelligente“ Häuser verlangen „intelligentes“ Inventar. Für deren Steuerung und somit Vernetzung wird ein Vielfaches dessen, was IPv4 an Adressen bereitstellen kann benötigt Um den vernetzten Haushalt Realität werden zu lassen und die globale Ausdehnung des Internet zu unterstützen, hatte die IETF bereits 1995 in Grundzügen ein neues, deutlich effizienteres Netzprotokoll ausgearbeitet, das IPv6 (

16 IPv6 I Lösung der Adressen-Knappheit, existiert seit 1994, wird auch IP Next Generation – IPNG genannt Länge der IP-Adresse: 128 Bit = 16 Byte (theoretisch 3,4 x 1038 Adressen) IPv6-Adressschema: aaaa:bbbb:cccc:dddd:eeee:ffff:gggg:hhhh jeder Buchstabe steht für eine hexadezimale Zahl IPv6 befindet sich noch in der Einführungsphase. Momentan dominiert IPv4 das Internet. IPv6-Adressraum: Mit diesem IP-Protokoll lassen sich theoretisch über 340 Sextillionen (Zahl 3,4 mit 38 nachfolgenden Ziffern) IP-Adressen definieren. In der Praxis aber werden nur rund 15 % dieser 340 Sextillionen IP-Adressen frei verfügbar sein (aufgrund der Einführung von Netzwerkklassen wie bei IPv4). Dennoch wird IPv6 auch so genügend IP-Adressen bereitstellen können, um den Bedarf der nächsten Jahrzehnte zu decken. Quelle:

17 IPv6 II Erweiterung des Adressraums von 32 auf 128 Bit  nahezu unbegrenzt viele Adressen Höhere Sicherheit (Authentifikation, Datenintegrität und Datenverlässlichkeit) als IPv4 Header wird in Basis-Header (halb so lang wie IPv4-Header) und optionale Header-Erweiterungen zerlegt  höhere Geschwindigkeit bei der Vermittlung der Pakete durch Router Router: Ein Router ist ein aktiver Verbindungsknoten, ein Verbindungsgerät. Ein Router erstellt eine Tabelle (Routing-Tabelle), wobei die Adressierungsinformationen der Netzwerkschicht Router in die Lage versetzen, Pakete über eine Reihe von anderen Routern weiterzuleiten oder sogar die bestmögliche Route für ein Paket auszusuchen, wenn mehrere Möglichkeiten bestehen. Routing-Tabelle: In einer Routing-Tabelle steht eine Aufstellung der dem Router bekannten Netze und den Weg dorthin. ad „keine Umstellungsprobleme“: Beide Systeme können nebeneinander existieren, ohne dass es zu Adresskonflikten kommt. IPv6 ist voll rückwärtskompatibel, d.h. mit IPv6 lassen sich auch alte IPv4-Adressen anwählen, indem sie in IPv6-Adressen eingekapselt werden. näheres unter:

18 IPv6 III Zusatz-Header ermöglichen Erweiterung von IPv6 um neue Funktionalitäten Unterstützung der alten und neuen Protokolle in Koexistenz  erleichtert Migration (Umstellung von altem auf neues System) wesentlichstes Migrationsproblem: Netzwerkkarten müssen ausgewechselt werden

19 Datentransfer – Routing
Routing... es wird ein Weg für ein Datenpaket durch ein Netzwerk gesucht route-fähiges Protokoll: z.B. TCP/IP Router ("Durchleiter") vermittelt Pakete anhand der Adresse im Header des Datenpaketes meist liegen viele Router zwischen Sender und Empfänger Router: Ein Router ist ein Vermittlungsrechner, der am Aufbau einer Verbindung in einem Computernetz mit Paketvermittlung (z.B. dem Internet) beteiligt ist. Solche Rechner leiten ("routen") die Datenpakete anhand der Adresse eines route-fähigen Protokolls wie z.B. TCP/IP zum jeweiligen Zielrechner. Die Adresse im Header eines Datenpakets ermittelt, in welches Subnetz, an welchen anderen Router oder Rechner er die Daten senden muss und entscheidet für den jeweils (zeitlich und entfernungsmäßig) günstigsten Weg. Quelle:

20 LAN des MIT (Massachusetts Institute of Technology)
Routing – Prinzip LAN des MIT (Massachusetts Institute of Technology) Internet Router Routing: Im Internet als dem Netz der Netze ist es zunächst nur innerhalb des eigenen Sub-Netzes (LAN) möglich, Daten direkt von einer IP-Adresse zu einer anderen zu schicken. In allen anderen Fällen, wenn die Daten an eine andere Netzwerknummer geschickt werden sollen, treten Rechner auf den Plan, die den Verkehr zwischen den Netzen regeln. Solche Rechner werden als Router bezeichnet. Diese Rechner leiten Daten von Hostrechnern aus dem eigenen Sub-Netz an Router in anderen Sub-Netzen weiter und ankommende Daten von Routern anderer Sub-Netze an die darin adressierten Host-Rechner im eigenen Sub-Netz. Ohne Router gäbe es gar kein Internet. Das Weiterleiten der Daten zwischen Sub-Netzen wird als Routing bezeichnet. Die Beschreibung der möglichen Routen vom eigenen Netzwerk zu anderen Netzwerken sind in Routing-Tabellen auf den Routern festgehalten. Zu den Aufgaben eines Routers gehört auch, eine Alternativ-Route zu finden, wenn die übliche Route nicht funktioniert, etwa, weil bei der entsprechenden Leitung eine Störung oder ein Datenstau aufgetreten ist. Router senden sich ständig Testpakete zu, um das Funktionieren der Verbindung zu testen und für Datentransfers "verkehrsarme" Wege zu finden. Wenn also im Internet ein Datentransfer stattfindet, ist keinesfalls von vorneherein klar, welchen Weg die Daten nehmen. Sogar einzelne Pakete einer einzigen Sendung können völlig unterschiedliche Wege nehmen. Wenn Sie beispielsweise von Deutschland aus eine Web-Seite aufrufen, die auf einem Rechner in den USA liegt, kann es sein, dass die Hälfte der Seite über den Atlantik kommt und die andere über den Pazifik, bevor Ihr Web-Browser sie anzeigen kann. Weder Sie noch Ihr Browser bekommen davon etwas mit. Quelle: Selfhtml 8.0 ( LAN der WU-Wien Router

21 Der Weg eines Datenpaketes
hermes.wu-wien.ac.at [ ] Wien1.ACO.net [ ] Webserver der WU buddy.wu-wien.ac.at [ ] Router Der Weg eines Datenpaketes kann mit Hilfe des Programms traceroute (oder tracert) verfolgt werden. c58wmichu1-lo1.net.uta.at [ ] c72wmich5-f0-0.net.uta.at [ ] c72wmich10-f1-0.net.uta.at [ ] Heim-PC

22 Übung: „Verfolgung“ von Datenpaketen  tracert
Der Weg eines Datenpaketes kann mit Hilfe des Programms Tracert verfolgt werden. Öffnen der Eingabeaufforderung (Start/Ausführen/command) Eingabe: tracert (es wird der Weg eines Datenpaketes vom Ausgangsort bis zum Webserver des MIT verfolgt)

23 LV-Navigation III Dienste des Internet
Geschichte, Struktur & Grundbegriffe Adressierung & Datentransfer Dienste des Internet Browser WU-Informationsdienste

24 Dienste des Internet WWW E-Mail News Mailing-Lists Telnet FTP Chat ...
Auf einige Dienste wird in „Internet – Einheit 2“ näher eingegangen.

25 WWW (World Wide Web) jüngster Dienst (1990)
einfache Nutzung mittels Browser am Client WWW ist die Gesamtheit der Rechner im Internet, die über HTTP mit Hypertext-Verknüpfungen vernetzt sind WWW = „World Wide Waiting“?! Näheres zum WWW in „Internet – Einheit 2“.

26 E-Mail (Electronic Mail)
eine Form von persönlicher Nachrichtenübermittlung zwischen zwei oder mehr Computerbenutzern über ein Netzwerk rechnerunabhängig Adresse an User gekoppelt schnell, billig „multimedial“ (Bilder, Musik,... können mitgeschickt werden - „attachment“) Beispiel Pine Näheres zu in „Internet – Einheit 2“.

27 News / Newsgroups thematisch gegliederter Bereich eines Netzes, Usenet ist größtes dieser Netze Newsreader-Programm (in moderne Browser integriert) und Adresse eines News-Servers notwendig zehntausende internationale und tausende deutschsprachige Newsgroups Usenet: Ein informelles, anarchisches Netzwerk von Rechnern, die Nachrichten (News) austauschen. Usenet Newsgroups neigen dazu, sich auf ein Thema zu spezialisieren.

28 LV-Navigation IV Browser Geschichte, Struktur & Grundbegriffe
Adressierung & Datentransfer Dienste des Internet Browser WU-Informationsdienste

29 Gängige Browser Microsoft Internet Explorer 6.0 Netscape Navigator 6.1
Die Unterschiede zwischen Internet Explorer, Netscape und Opera sind minimal, zumal sie tatsächlich tadellos laufen, die gängigen Web-Standards beherrschen und alle an Speed zugelegt haben. Wer unter verschiedenen Betriebssystemen arbeitet, für den ist Opera ideal. Den Browser gibt es auch für Linux, PalmOS und Apple - mit gleichen Funktionen, Menüs, Tastenkürzeln und, und, und. Netscape hat es gegen diese Konkurrenz nicht leicht - schließlich ist Opera noch deutlich schneller. Und Opera hat spätestens seit Netscapes schlechter 6.0-Version ein deutlich besseres Image. Quelle: Opera 5.12

30 Grundlegendes zum Browser
„Zurück“ „Startseite“ „Aktualisieren“ „Abbrechen“ „Vorwärts“ Adresszeile Symbolleiste der anderen Browser (z.B. Navigator und Opera) enthält gleiche Grundfunktionen mit optisch anders gestalteten Buttons (siehe vorige Folie). Unterschiede bestehen in den Zusatzfunktionen (Suche, Medienwiedergabe, HTML-Editoren,...).

31 Navigationsmöglichkeiten
Klick auf weiterführende Links (Hypertext  Querverlinkung  nicht-lineare Texte ...ist Wesen des WWW) Eingabe der WWW-Adresse in Adresszeile des Browsers Aufrufen vorhandener Bookmarks (jeder Browser bietet die Möglichkeit, wichtige Adressen als „Bookmarks“ abzuspeichern)

32 „surfen“ im WWW – Prinzip
LAN des MIT (Massachusetts Institute of Technology) Internet Webserver (Server) Router LAN der WU-Wien Client-Server Prinzip: Server: stellt HTML-Dateien (eine Homepage) zur Verfügung Client: fragt die HTML-Dateien ab und kann diese mittels Browser auf seinem Bildschirm darstellen hierbei verwendetes Protokoll: HTTP HTML...Hypertext Markup Language, Hypertext Auszeichnungssprache HTTP...Hypertext Transfer Protocol Router PC des „Surfers“ (Client)

33 LV-Navigation V WU-Informationsdienste
Geschichte, Struktur & Grundbegriffe Adressierung & Datentransfer Dienste des Internet Browser WU-Informationsdienste

34 WU-Informationsdienste I
WWW: Homepage der WU ( Vorlesungsverzeichnis ( LV-Anmeldung ( myWU: Portal für CyberServices ( virtual university ( Institute & Personen Suche in WU-Seiten ...

35 WU-Informationsdienste II
PowerNet-Account: für Mail und Homepage Mail: Webmail ( POP3 FTP: für Up- und Download der eigenen Homepage oder sonstiger Daten näheres zu diesen Diensten der WU in „Internet – Einheit 2“