Kommunikation von Rechnern. Wie funktioniert das Internet?

Präsentation zum Thema: "Kommunikation von Rechnern. Wie funktioniert das Internet?"—  Präsentation transkript:

1 Kommunikation von Rechnern. Wie funktioniert das Internet?
Kommunikation von Rechnern

2 Kommunikation von Rechnern
Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler kennen grundlegende Strukturen von Netzen (8); rechtliche Aspekte im Umgang mit Informationen (8). Die Schülerinnen und Schüler wissen um die Problematik der Sicherheit und Authentizität von Mitteilungen in globalen Netzen und kennen Möglichkeiten zur Wahrung der Persönlichkeitssphäre (8). Die Schülerinnen und Schüler können gängige Werkzeuge zur Kommunikation über Netze zweckorientiert einsetzen (8); Anwendungen informationstechnischer Systeme und des Internets beziehungsweise Intranets im privaten, öffentlichen und betrieblichen Umfeld einschätzen (8). Kommunikation von Rechnern

3 Kommunikation von Rechnern
Computer - Netzwerk Kommunikation von Rechnern

4 Computer Netzwerk – LAN
Server Arbeitsstationen (Clients) Ein Computer Netzwerk besteht aus Com 3 Switch Drucker, … … Scanner, Kommunikation von Rechnern

5 Kommunikation von Rechnern
Computer - Netzwerk Wozu überhaupt? Die Computer können miteinander kommunizieren Zugriff auf Daten von allen Rechnern aus - Datenaustausch und Ressourcen gemeinsam nutzen Drucker - Scanner - Plattenspeicher - Internet Anschluss - Zentral angebotene Software Kommunikation von Rechnern

6 Kommunikation von Rechnern
Client - Server Beim Client-Server-Modell ist ein Rechner der Server, die anderen PCs sind Clients. Der Server stellt Dienste für die Clients bereit. Der Server wartet (passiv) auf Anforderungen. Die Clients fordern (aktiv) einen Dienst an, den der Server ausführt. Hard-ware Beim Client-Server-Modell kommunizieren zwei Programme miteinander: Das Client-Programm sendet Befehle an das Server-Programm. Das Server-Programm führt die Befehle aus und übermittelt dem Client-Programm die angeforderten Daten. Es kann durchaus sein, dass auf einem Rechner mehrere Server-Programme gestartet sind, die darauf warten, dass sie von einem Client-Programm Aufträge erhalten. Ebenso laufen auf einem Rechner oft mehrere Client-Programme. Soft-ware Kommunikation von Rechnern

7 Kommunikation von Rechnern
Client - Server Wenn man mit seinem Rechner ins Internet geht und eine Seite aufruft, dann ist der eigene Rechner der Client. Der Browser, also das Programm, mit dem man die Internetseiten aufruft und anzeigen lässt, ist das Client-Programm. Der Rechner, auf dem die aufgerufenen Internetseiten liegen, ist ein Server. Und das Programm, welches die Datenanfrage von dem Browser empfängt und die Seiten zum eigenen Computer schickt, ist ein Server-Programm. Kommunikation von Rechnern

8 Computer Netzwerk – LAN
Com 3 Damit die einzelnen Geräte miteinander kommunizieren können, braucht jedes Gerät eine eindeutige Adresse – die IP-Adresse (Telefonnummer in einem Telefonnetz). Kommunikation von Rechnern

9 Kommunikation von Rechnern
IP - Adresse Jede IP-Adresse umfasst 32 Bit, die in 4 Byte unterteilt sind, und dezimal als Werte zwischen 0 und 255 geschrieben werden (Beispiel: ) 192 168 9 3 Bestimmte Adressbereiche sind für private Adressen (im LAN) reserviert. Rechner mit solchen Adressen können nicht direkt am Internet teilnehmen sondern nur über einen Proxyserver / Router. Private Adressbereiche: Mögliche Adressen: = Kommunikation von Rechnern

10 IP - Adresse des eigenen Rechners ermitteln
Öffne mit Start | Ausführen den Ausführen-Dialog Starte mit cmd die Windows-Eingabeaufforderung Gib den Befehl ipconfig ein Die IP-Adresse wird angezeigt. Im gezeigten Beispiel handelt es sich mit um eine private Adresse. Mit dieser Adresse kann ein Rechner nicht direkt ins Internet gehen. Möglicherweise kann diese Übung im Schulnetz nicht durchgeführt werden, falls für die Benutzer eingeschränkte Rechte gelten. Kommunikation von Rechnern

11 Kommunikation von Rechnern
Der Ping-Befehl Mit dem Ping-Befehl kann man die Kommunikation zu anderen Rechnern testen. Der Rechner sendet einige Testpakete an den gewünschten Kommunikationspartner. Bei erfolgreicher Kommunikation werden die Pakete an den Absender zurückgeschickt. Die Laufzeit der Pakete wird angezeigt. Erfolgt keine Antwort, so gibt es vielleicht kein Gerät mit dieser Adresse, oder die Kommunikation funktioniert nicht, oder am Gerät des Kommunikations-partners ist die Reaktion auf Ping aus Sicherheitsgründen deaktiviert. Öffne mit Start | Ausführen den Ausführen-Dialog Starte mit cmd die Windows-Eingabeaufforderung Gib den Befehl ping IP-Adresse ein. (z.B. IP-Adresse des Nachbarrechners). Möglicherweise kann diese Übung im Schulnetz nicht durchgeführt werden, falls für die Benutzer eingeschränkte Rechte gelten. Kommunikation von Rechnern

12 Geschichte des Internet
Das Internet ist ein Kind des „kalten Krieges“. Das Internet ist eine Antwort Amerikas auf den Sputnik-Schock (4. Okt. 1957) 1957 wurde vom amerikanischen Verteidigungsministerium eine Forschungsabteilung gegründet, die den technologischen und militärischen Vorsprung der UdSSR aufholen sollte, die Advanced Research Projects Agency (ARPA). Die ARPA sollte die Entwicklung neuer Techniken und Technologien in allen Bereichen fördern. (1958 NASA) Kommunikation von Rechnern

13 Probleme - Lösungsvorschläge
Wie können die U.S. Behörden (vor allem das Militär) auch nach einem nuklearen Schlag miteinander kommunizieren? Das Militär war zu Beginn der 60er Jahre bereits ausreichend mit Computern versorgt und diese Rechner waren mit einfachen Netzwerken untereinander verbunden. Diese Netzwerke waren sehr anfällig, da sie zentrale Strukturen besaßen und leitungsorientiert waren. 1964: Lösungsvorschläge von Paul Baran 1.) Netzförmige Verbindung zwischen mehreren Computern ohne zentrale Stelle. Jeder Rechner ist gleichzeitig mit mehreren Rechnern verbunden. 2.) Paketorientierte Datenübertragung Kommunikation von Rechnern

14 Netzförmige Verbindung ohne zentrale Stelle
Kommunikation von Rechnern

15 Paketorientierte Datenübertragung
Router Internet Der Startrechner schickt die Pakete an einen Router (Postamt). Der Router entscheidet, auf welchem Weg ein Datenpaket im Internet weitertransportiert wird. Jeder Router schickt die Pakete weiter, eventuell auf verschiedenen Wegen. Startrechner Zielrechner Die Pakete werden beim Empfänger auf Fehler überprüft und wieder zusammengesetzt. Der korrekte Empfang wird bestätigt. Erhält der Sender keine Bestätigung, sendet er das Datenpaket noch einmal. 6 5 4 3 2 1 1 2 6 5 4 3 Datenpaket Der Startrechner zerlegt Daten in kleinere Pakete, nummeriert sie und versieht sie mit Sender- und Empfängeradresse. Daten Liegt der Zielrechner im eigenen LAN, so kann direkt zugestellt werden. Kommunikation von Rechnern

16 Kommunikation von Rechnern
ARPANET 1969: Erstes paketorientiertes Netzwerk (ARPANET), das 4 Hochleistungs-Computer verschiedener Hersteller, mit unterschiedlichen Betriebssystemen über große Entfernungen verband. University of California – Los Angeles University of California – Santa Barbara Stanford Research Institute University of Utah ARPANET 1971: Bereits 23 Computer angeschlossen Erfindung der Kommunikation von Rechnern

17 Kommunikation von Rechnern
Internet 1973: Die ersten beiden internationalen Rechner kommen ins ARPANET: University College of London und Royal Radar Establishment (Norwegen). Beide über relativ langsame Kabelverbindungen. Zur gleichen Zeit entwickelten sich andere Netzwerke so z.B. das ALOHANET (Rechenanlagen auf Hawaii), das PRNET, welches die Datenübertragung mit Hilfe von Funksignalen durchführte und das SATNET, das Daten via Satellit von den USA nach Europa und umgekehrt übertrug. 1975/76 wurden die 4 Netze ARPANET, SATNET, PRNET und ALOHANET vernetzt. Es entstand das „Netz zwischen den Netzen“ das INTERNET. Kommunikation von Rechnern

18 Entwicklung des Internet
Quelle: Kommunikation von Rechnern

19 Kommunikation von Rechnern
Struktur des Internet NASA Provider B Provider A The White House Uni Stuttgart Das Internet ist ein Zusammenschluss vieler verschiedener Netze über Router Jeder Netzbetreiber ist für seinen Teilbereich zuständig Das Internet ist beliebig erweiterbar Kommunikation von Rechnern

20 Kommunikation von Rechnern
Routing im Internet Datenpakete müssen eventuell über viele Netzwerke geleitet werden. Die Router berechnen den günstigsten Weg. Hosts Router Wähl- Leitung Zielrechner Quelle Schulnetz Wenn eine Strecke ausfällt oder langsam ist, so werden die Routen neu berechnet - das Netz ist fehlertolerant. Kommunikation von Rechnern

21 Kommunikation von Rechnern
Der Befehl tracert Kommunikation von Rechnern

22 Verfolgung der Datenwege
Kommunikation von Rechnern

23 Wie sieht ein Router aus ?
Ein Router ist im Prinzip ein Rechner mit zwei oder mehr IP-Adressen mit einem Routing-Programm. Es gibt große Router, die ganze 19“-Racks füllen. Kleine Router haben oft ein ähnliches Aussehen wie ein Modem. Heute vielfach mit WLAN-Funktion. Kommunikation von Rechnern

24 Feste / dynamische IP-Adresse
Ein Rechner, der am Internet teilnehmen will muss eine öffentliche IP-Adresse besitzen. Feste IP-Adresse (Große Firmen, Organisationen) Dem Rechner ist eine feste IP-Adresse zugeordnet. Der Rechner kann immer unter derselben Adresse erreicht werden. IP-Adressen sind knapp (max = Adressen) Dynamisch IP-Adresse (Privatpersonen) Bei jeder Einwahl bekommt der Rechner vom Provider eine neue IP-Adresse zugeteilt. Rechner sind nicht mehr eindeutig identifizierbar. Nicht geeignet für Webserver usw. Kommunikation von Rechnern

25 Wie gehen Rechner aus einem LAN ins Internet?
Die Rechner im lokalen Netzwerk haben private IP-Adressen. Sie gehen über einen Proxyserver (Stellvertreter) / Router ins Internet. Der Proxyserver gibt die Anfrage unter seiner eigenen öffentlichen IP-Adresse (fest oder dynamisch) weiter und leitet die eingehende Antwort wieder an den anfragenden Rechner weiter. Es wird nur eine öffentliche IP-Adresse für den Proxyserver / Router benötigt. Die Rechner im lokalen Netz sind von außen „unsichtbar“. Viele Router bieten diese Funktionalität. Adresstranslation (NAT) Wie kann man die eigene öffentliche IP-Adresse erfragen? Kommunikation von Rechnern

26 Das Domain-Name-System (DNS)
? Landesbildungsserver Baden-Württemberg Kommunikation von Rechnern

27 Kommunikation von Rechnern
Domain-Name-System IP-Adressen (z.B ) kann man sich schlecht merken, deshalb werden Rechner mit logischen Adressen bezeichnet, z.B. Die Versendung von Datenpaketen kann aber nur mit der IP-Adresse erfolgen. Zu einer logischen Adresse muss also zuerst die IP-Adresse ermittelt werden. Für diese Umsetzung wurde 1984 das sogenannte Domain-Name-System geschaffen. Um die IP-Adresse zu erfahren, wird bei einem Nameserver (DNS-Server) nachgefragt. Ein Nameserver wird meist beim Provider bereitgestellt. Test mit dem Ping-Befehl. Kommunikation von Rechnern

28 Ablauf einer DNS-Anfrage
Root Kennt: com , net, de ... Weltweit 13 Root-Server Beispiel: Ein Mitarbeiter von Novell-USA will eine Seite vom Landesbildungsserver abrufen. dns.denic.de 2 de dns.denic.de Kennt: schule.de microsoft.de ... 1 3 Anfrage: stuttgart.shuttle.de DNS-Server ns.novell.com schule.de stuttgart.shuttle.de Kennt: bw.schule.de he.schule.de ... dsn1.belwue.de 4 6 bw.schule.de dsn1.belwue.de Kennt: Index_html Anfrage an nach 5 7 Kommunikation von Rechnern

29 URL: Uniform Resource Locator
Jede im Internet aufrufbare Seite besitzt eine eindeutige Adresse (URL) Subdomain First-Level-Domain Serverbezeichnung Subdomain Top-Level-Domain Übertragungsprotokoll Domain-Name des WWW-Servers Verzeichnispfad Datei Kommunikation von Rechnern

30 Kommunikation von Rechnern
Dienste des Internet Im Internet gibt es verschiedene Arten des Datenaustauschs, Internetdienste genannt. Kommunikation von Rechnern