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06.11.2023 Kommunikation von Rechnern 1
Kommunikation von Rechnern.
Wie funktioniert das Internet?

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).

Computer - Netzwerk

Computer Netzwerk – LAN
Ein Computer Netzwerk besteht aus
• Arbeitsstationen (Clients)
• Server
Com
3
• Switch
• Drucker, …

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

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
Soft-
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.

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.

Computer Netzwerk – LAN
Com
3
192.168.9.3
192.168.9.150
192.168.9.10 192.168.9.11
192.168.9.15
192.168.9.14
Damit die einzelnen Geräte miteinander
kommunizieren können, braucht jedes Gerät
eine eindeutige Adresse –
die IP-Adresse
(Telefonnummer in einem Telefonnetz).

IP - Adresse
• 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:
10.0.0.0 - 10.255.255.255 2564 = 4 294 967 296
172.16.0.0 - 172.31.255.255
192.168.0.0 - 192.168.255.255
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)
192
11000000
168
10101000
9
00001001
3
00000011

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 10.1.10.10 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.

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.
Möglicherweise kann diese Übung im Schulnetz nicht durchgeführt
werden, falls für die Benutzer eingeschränkte Rechte gelten.
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).

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)
Das Internet ist ein Kind des „kalten Krieges“.
Das Internet ist eine Antwort Amerikas auf den Sputnik-Schock
(4. Okt. 1957)
Geschichte des Internet

Wie können die U.S. Behörden (vor allem das Militär) auch nach
einem nuklearen Schlag miteinander kommunizieren?
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
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.
Probleme - Lösungsvorschläge

Netzförmige Verbindung ohne zentrale Stelle

Paketorientierte Datenübertragung
Startrechner
Zielrechner
Daten 1
2
6 5 4 3
Datenpaket
Der Startrechner zerlegt Daten in kleinere Pakete, nummeriert sie und versieht sie mit
Sender- und Empfängeradresse.
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.
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

1971: Bereits 23 Computer angeschlossen.
Erfindung der E-Mail
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
ARPANET

1973: Die ersten beiden internationalen Rechner kommen ins ARPANET:
University College of London und Royal Radar Establishment (Norwegen).
Beide über relativ langsame Kabelverbindungen.
1975/76 wurden die 4 Netze ARPANET, SATNET, PRNET und ALOHANET
vernetzt. Es entstand das „Netz zwischen den Netzen“ das INTERNET.
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.
Internet

Quelle:
http://www.isc.org/ds/WWW
-200207/index.html
Entwicklung des Internet

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

Datenpakete müssen eventuell über viele Netzwerke geleitet werden.
Die Router berechnen den günstigsten Weg.
Hosts
Router
Wähl-
Leitung
Zielrechner
204.156.137.36
Quelle
141.18.233.17
Router
Router
Router
Router
Router
Router
Router
Router
Schulnetz
Routing im Internet
Wenn eine Strecke ausfällt oder langsam ist, so werden die Routen neu berechnet
- das Netz ist fehlertolerant.

Der Befehl tracert

Verfolgung der Datenwege
http://www.visualroute.ffs.net/de/demo-server/

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.

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. 2564 = 4 294 967 296 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.

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.
Wie kann man die eigene öffentliche IP-Adresse erfragen?
www.gemal.dk/browserspy/ip.cgi

Das Domain-Name-System (DNS)
www.lbs.bw.schule.de 193.196.136.75

Domain-Name-System
IP-Adressen (z.B. 194.12.210.200) kann man sich schlecht merken, deshalb
werden Rechner mit logischen Adressen bezeichnet,
z.B. www.stern.de.
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.

Ablauf einer DNS-Anfrage
DNS-Server
ns.novell.com
137.65.1.1
de
dns.denic.de
194.246.96.79
Kennt:
schule.de
microsoft.de
...
schule.de
stuttgart.shuttle.de
194.95.249.252
Kennt:
bw.schule.de
he.schule.de
...
bw.schule.de
dsn1.belwue.de
129.143.2.4
Kennt:
www.lbs.bw.schule.de
www.leu.bw.schule.de
...
dns.denic.de
194.246.96.79
stuttgart.shuttle.de
194.95.249.252
dsn1.belwue.de
129.143.2.4
193.196.136.75
193.196.136.75
Beispiel:
Ein Mitarbeiter von Novell-USA will eine Seite
vom Landesbildungsserver abrufen.
129.143.194.182
Anfrage an
193.196.136.75 nach
Index_html
2
Anfrage:
1 3
4
5
6
7
Root
www.umd.edu
128.8.10.105
Kennt:
com , net, de
...
Weltweit
13 Root-Server

http://www.lbs.bw.schule.de/aktuelles/index_html
Übertragungsprotokoll
Domain-Name des WWW-Servers
Verzeichnispfad
Datei
Subdomain
Serverbezeichnung
Subdomain First-Level-Domain
Top-Level-Domain
URL: Uniform Resource Locator
Jede im Internet aufrufbare Seite besitzt eine eindeutige Adresse (URL)

Dienste des Internet
Im Internet gibt es verschiedene Arten des Datenaustauschs,
Internetdienste genannt.

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