Rechnernetze - PowerPoint

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Rechnernetze - PowerPoint Powered By Docstoc
					laut Lehrplan ab 2008/09

          Rechnernetze
        Client/Server – Prinzip
           Internet, Intranet
           Paketvermittlung
                 TCP/IP
         Dienste im Internet
Literatur und Links zum Nachlesen
• Literatur
   – Andrew. S. Tanenbaum, Computernetzwerke, Pearson
     Studium
   – Netzwerke – Grundlagen, Herdt Verlag
   – Netzwerke – Protokolle und Dienste, Herdt Verlag
   – LAN Vernetzung, Herdt Verlag
   – Prestom Gralla, So funktioniert das Internet,
     Markt+Technik Verlag
• Links
   – Wikipedia, freie Enzyklopädie
     http://www.wikipedia.de/

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 Lokale Netze

       LAN
Ethernet - Standard
Vorteile der Vernetzung vs. Einzelplatz
• Kommunikationsmöglichkeit
   – z.B.: per E-Mail, Chat
• Gemeinsame Programme und Daten
   – z.B.: Daten werden, für alle zugänglich, auf Netzlaufwerk gestellt.
• Gemeinsame Nutzung von Geräten
   – z.B.: Netzwerkdrucker, CD/DVD-Laufwerk
• Erleichterte Datensicherung
   – z.B.: Doppelte Festplatten, Spiegelung
• Erhöhter Datenschutz und Datensicherheit
   – z.B.: durch Vergabe von Zugriffsrechten
• Größere Leistungsfähigkeit
   – z.B.: mehrere Server teilen sich Aufgaben, je nach Auslastung werden
     Aufgaben zum anderen Server übertragen.


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                           Ethernet
• ist die seit den 90-er Jahren am weitesten verbereitete
  Technik für lokale Datennetze (LAN=local area network).
• ermöglicht den Datenaustausch zwischen allen in einem LAN
  angeschlossenen Geräten (Computer, Drucker u.a.).
• in der IEEE-Norm 802.3 standardisiert
   – umfasst es Festlegungen für Kabeltypen und Stecker
   – beschreibt die Signalisierung für die Bitübertragung und
   – legt Paketformate und Protokolle fest.




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                                                     Stern          . ... ... .
                    Topologie im LAN                                .




• Im LAN werden Stationen heute meist                        sternförmig
  vernetzt.
    – Alternative Topologien sind/waren: Ring oder Bus.
                                                 Ring
      Bus



• In jeder Station steckt eine Netzwerkkarte. Diese wird mit Kabel an einen
  Hub (Verteiler) verbunden.
• Ein Hub ist ein Netzwerkgerät, das in erster Linie Anschlussmöglichkeit für
  Geräte bereitstellt. Er wirkt meist zusätzlich als Verstärker (Repeater).
• Ein einfacher Hub sendet ein empfangenes Signal an alle weiter. Ersetzt
  man ihn durch einen Switch, so erzielt man höhere Durchsatzraten, weil
  dieser die Datenpakete nicht an alle, sondern nur an die Zieladresse (MAC-
  Adresse) weiterleitet.


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                                                     . ... ... .
               Stern-Topologie                       .




• Vorteile der Sternform
  – Bei entsprechendem Hub (Switch) erreicht man hohen
    Durchsatz.
  – Weitere Stationen können problemlos hinzugefügt
    werden.
  – Ausfall einer Station hat keine Auswirkung auf das
    restliche Netz .
• Nachteile
  – bei Ausfall des Hub liegt allerdings das Netz lahm.
  – Große Kabelmengen sind nötig.

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          Stern-Stern-Netz, Aufgabe
• Oft werden Teilnetze ihrerseits zum Stern verkabelt              
  Beispiel eines Stern-Stern-Netzes:
   – In einem 3-stöckigem Gebäude ist jedes Stockwerk im Stern verkabelt. Die
     Hubs sind über je ein Kabel mit einem zentralen Hub verbunden



      Aufgaben
      1. Skizzieren Sie das oben beschriebene Stern-Stern-Netz.
      2. Welche Einschränkungen gibt es, wenn
          a) der zentrale Hub bzw.
          b) das Kabel von zentralem Hub zu einem der
               Stockwerk-Hubs ausfällt?


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              Stern-Stern-Netz
 1.)                               2.)
              . ... ... .
              .
                                         a. Fällt der zentrale Hub
                                            aus, ist Komm. nur noch
                            2. Stock
                                            in den einzelnen
                                            Stockwerken mgl.
                                         b. Fällt ein Kabel vom
. ... ... .
.             . ... ... .
              .                             Zentral-Hub zu einem
                                            Stockwerk-Hub aus,
                            1. Stock        kann dieses Stockwerk
                                            nicht mehr mit den
                                            anderen
              . ... ... .
              .                             kommunizieren.
                             EG

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Übertragungsmedien für IT-Netzwerke
• Metallischer Leiter (Kupferkabel)
  – Übertragung mittels elektrischem Impuls.
• Lichtwellenleiter (Glasfaserkabel)
  – Übertragung mittels Lichtimpuls.
• Luft
  – Übertragung drahtlos per Funk mittels
    elektromagnetischer Schwingungen (WLAN,
    Bluetooth, Infrarot).

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        Kupferkabel - Twisted Pair
• 4 Adernpaare paarweise verdrillt                          zur
  Abschirmung gegen Störstrahlung.
• Je einKabel führt vom Verteiler zur Station bei maximaler
  Reichweite von bis zu 100 m.
• Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s und mehr
   – geeignet für 100BaseTX (Fast Ethernet)
• RJ-45 Stecker
   – ähnlich wie Telefonstecker nur etwas breiter       mit 8
     statt 4 Kabelanschlüssen.




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                   Glasfaserkabel
                                               Beschichtung
                                               Lackierung
                                               Mantel
                                        Kern




• Auch Lichtwellenleiter (LWL) genannt
• Signalübertragung über Lichtimpulse.
• Heute Reichweite bis 200 km ohne Repeater bei Daten-
  übertragungsraten im Gigabit- bis Terrabit-Bereich.
• Wegen der großen Reichweiten auch oft verwendet für
  Verkabelung zwischen Gebäuden als Firmen-Backbone.

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             WLAN (Wireless LAN)
• Funk in Frequenzband                                    2,4 bis
                                    Internet
  2,4835 GHz und                             oberhalb von 5 GHz.
                                                   Router
                                                      (Access Point)


• Access Point wird an Switch                        oder Router
  angeschlossen                        und verwaltet die  _ .._
                                             _ .._
  Zugangstabelle.
• Datenübertragungsrate: 11 Mbit/s bzw. 54 Mbit/s.
• Gefahr der Störung durch andere Geräte wie Video, Telefon,
  Mikrowelle.
• Norm IEEE 803.11, kompatibel zum kabelgebundenen Ethernet.




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 WLAN-Funk im Vergleich zu Kabel
• Vorteile
  – keine baulichen Maßnahmen nötig
  – Mobilität
  – Lizenzfrei !
• Nachteile
  – geringere Datenübertragungsraten im Vergleich zu
    Kabel
  – Gefahr der Sicherheitslücke!

                                                   14
Das Client/Server-Prinzip
                         Server und Client
                                                             Fileserver
                         Arbeitsplätze




    Bsp-Konfigaration in einem LAN
                                         LAN

• Ein Server ist ein Programm oder ein Computer, der einen Dienst zur
  Verfügung stellt. Sein Gegenpart ist der Client, der den Dienst nutzt.
• Der Server wartet passiv auf den Auftrag, dann wird er aktiv, bearbeitet den
  Auftrag und kehrt in den Zustand des Wartens zurück.
• Immer beginnt der Client die Kommunikation, nie der Server.



                                                                            16
               Client/Server - Beispiele
• Netzwerkserver
    – regelt Netzverkehr, Zugriffsberechtigungen
• Fileserver
    – Bereitstellung von Daten, regelmäßige Datensicherung etwa auf
      Streamer(Bandlaufwerk), doppelte Datenhaltung auf großen Festplatten z.B.
      RAID-System (Redundant Array of Inexpensive Disks)
• Application-Server
    – Bereitstellung von Anwendungprogrammen
• Drucker-Server
    – Verwalten der Warteschlage und Erledigen von Druckaufträgen
• Zeitserver
    – Synchronisation von Rechneruhren
• Datenbankserver
    – verwaltet Datenbank, beantwortet DB-Anfragen (Queries)

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            Client/Server - Beispiele
• E-Mail-Server
   – "Postamt" für E-Mail. Client ist z.B. Outlook.
• Newsserver
   – bieten Zugriff auf Diskussionsforen
• Webserver
   – stellt Webseiten zur Verfügung. Browser ist entsprechender Client.
• FTP-Server
   – ermöglicht die Übertragung von Dateien zwischen Computern.
• Root-Server
   – nennt man die wichtigsten Nameserver des DNS (Domain Name System)
• Proxy-Server
   – stellt zwischengespeicherte Informationen (i.a. Webseiten) zur Verfügung.



                                                                                 18
         Das Internet

Ausfallsicherheit, Aufbau, Organisation, Kosten
  Protokollschichten, insbes. TCP/IP-Schicht
           Adressierung, DNS, Zugang
         Erfindung des Militärs
• Ursprünglich eine Erfindung des Militärs
  – ARPA-Net (Advanced Research Projects Agency),
    1968, Verteidigungsministerium USA
• Forderung:
  – bei Ausfall eines Computers im Netz bleibt
    Verbindung bestehen, d.h. militärische
    Kommunikation kann aufrecht erhalten werden,
    selbst wenn Teile des Netzes zerstört sind.


                                                    20
    Ausfallsicherheit im Internet
               Ausfallsicher, da
               • Dezentrale Rechnerstrukturen,
S                 – d.h. keine zentrale Rechnerleitstelle.
                  – Alle Rechner gleichberechtigt
               • Paketvermittelt
                  – Aufteilung der Daten in Pakete bei
                    flexibler Leitungsführung.
                  – Datenpakete finden selbständig ihren
           E        Weg, Route steht nicht von
                    vornherein fest.




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                                    Vom ARPANET zum Internet
                                                Rechner im Internet
                                                                                        •   1972: 20 Paketvermittlungsknoten und
                                                                                            50 Host-Computer. Zunächst reine
                              400                                                           Fernbedienung der Computer. Später
                              350                                                           Dateiübertragung und E-Mail mit TCP/IP
      Anzahl Rechner in Mio




                              300                                                           als einheitliches
                              250                                                           Kommunikationsverfahren (Protokoll).
                              200
                              150
                                                                                        •   1983: Abspaltung des militärischen
                              100
                                                                                            Netzes (MILNET), übrig bleibt der
                              50                                                            wissenschaftliche Teil (INTERNET)
                               0     .      .        .      .         .    .       .
                                    1982   1986    1990   1994    1998    2002   2006



 1986: Langsame Telefonleitungen werden durch schnellere ersetzt. Leistungsfähige
    Hauptleitung (backbone) mit 56Kbit/s entsteht.
   Seit 1989 Anschluss zahlreicher internationaler wissenschaftlicher Institutionen ans
    bis dahin nationale Netz
   1991: WWW tritt seinen Siegeszug an. Mehr als 100 Länder sind an das Internet
    angeschlossen, mit über 600.000 Hosts und fast 5.000 einzelnen Netzen. Im Januar
    1993 waren es schon über 1,3 Millionen Rechner und über 10.000 Netzwerke.


                                                                                                                              22
                Aufbau des Internet
Weltweiter dezentraler Verbund aus Einzelrechnern und Netzwerken


  Teilnetz des
Weißen Hauses in                                           Teilnetz der NASA
  Washington




                           Internet-
                          Zugangs-                       Internet-
                          anbieter B                     Zugangs-
 Teilnetz der
 Universität                                            anbieter A
  Stuttgart


                   Rechner mit Mietleitung zum Internet (dauernde Verbindung)
                   Einzelner PC mit Wählleitung zum Internet (Verbindung nur nach Bedarf)

                                                                                     23
              Organisation des Internet
• Keine zentrale oder staatliche Verwaltung, aber
      – Teilnehmer (Teilnetzbetreiber) vereinbaren “demokratisch“ Grundregeln für
        die Zusammenarbeit der einzelnen Netze.
      – An der Spitze steht die privatrechtliche Organisation ICANN (Internet
        Corporation for Assigned Names and Numbers)*.
      – ICANN hat die Verantwortung für eine Reihe technischer Vorgaben, verwaltet
        insbesondere die TLDs (Top Level Domains).
      – Es gibt viele Unterorganisationen. Eine ist die DE-NIC (Network Information
        Center), zuständig für die de.-Domänen.
• Jeder Teilnehmer ist zuständig für seinen Bereich und trägt dessen Kosten!
      – Wie beim Telefonsystem finanzieren die Träger der Hardware-Komponenten
        und Leitungen diese über Nutzungsgebühren.

* Ihre 21 Direktoren kommen aus aller Welt. Aber die ICANN untersteht dem US-Handelsministerium. Damit
    ist die US-Regierung weisungsbefugt. Heikel, da die ICANN derzeit auf 13 Großrechnern den Verkehr im
    Internet kontrolliert. Auf diesen Rootservern werden Namen von Webadressen aufgelöst.




                                                                                                           24
         Aufgaben zum Internet
Aufgaben
1. Wie ist das Internet entstanden, welche Idee stand
     ursprünglich dahinter?
2. Was sind die wesentlichen Merkmale dieses weltweiten
     Netzes (Aufbau, Organisation, Zugang, Kosten) ?




                                                          25
           LAN (Local Area Network)
• Hat begrenzte räumliche Ausdehnung (etwa
  <10 km) und wird betrieben von einer
  Organisation oder Firma ohne Leitungen
  öffentlicher Anbieter.
• Ist Grundbaustein des Internets *.


 * Einen einzelnen Rechner direkt ans Internet anzuschließen ist nicht möglich!
   Rechner muss Bestandteil eines Netzwerks sein oder zumindest Anschluß an
   einen Internetrechner (PoP = Point-of-Presence) haben ggf. mittels
   Wählverbindung (Dial-up) über (DSL-)Modem oder ISDN-Karte.

                                                                                  26
MAN (Metropolitan Area Network)
• Breitbandiges, meist in Glasfaser realisiertes
  Telekommunikationsnetz, das die wichtigsten
  Bürozentren einer Großstadt miteinander
  verbindet. Ausdehnung bis zu 100 km.
• über Netzknotenrechner (Bridge, Router oder
  Gateway) wird ein LAN an andere LANs
  angeschlossen. Der Netzknotenrechner
  entscheidet dann, ob die Daten an sein eigenes
  lokales Netz weiterzuleiten sind, oder an ein
  anderes.

                                                   27
                                 Routing
Jeder Router entscheidet, ob die Daten in seinem lokalen Netz bleiben oder nicht




                       ...                                 Internet
              LAN1      Router



                                      Router
              Router                                              LAN 3
      LAN 2
                                                               ...
                 ...

                                                                                   28
              Die Routing Tabelle
Router 1                             Router 2
Empfänger        via                 Empfänger              via
192.168.0.0      direkt              192.168.0.0            192.168.1.1
192.168.1.0      direkt              192.168.1.0            direkt
192.168.2.0      192.168.1.2         192.168.2.0            direkt



Netzwerk                                                    Netzwerk

192.168.0.0                                                 192.168.2.0

                                             192.168.2.2

                192.168.0.1                      Router 2

               Router 1                          192.168.1.2

        192.168.1.1
                               Netzwerk
                               192.168.1.0
                                                                          29
     WAN (Wide Area Network)
• Mehrere MANs bilden ein WAN
• Hiervon bilden die wichtigsten
  Knotenrechner das Backbone (Hauptleitung)
  des Internet. Über einen Backbone kann z.B.
  der gesamte Datenverkehr eines Kontinents
  abgewickelt werden.
• Die globale Kommunikation wird dadurch
  ermöglicht, dass Backbones in Verbindung
  stehen, z.B. über Satelliten.

                                                30
Protokollschichten

   TCP/IP - Schicht
                    Protokoll, wozu?
•   Kommunikation bedarf der Einhaltung von Regeln. Letztere
    sind in Protokollen zusammengefaßt
•   Es gibt z.B. Absprachen bzgl.
    – Steckverbindungen (Pinbelegung). Was ist elektrisch ein Bit? (logische
      1 entspricht wie viel Volt?), u.v.m.
    – Aufbau der Pakete. Unterscheide reine Daten (z.B. Text-Datei) von
      Zusatzinformationen (z.B. Sender und Empfängeradresse)
    – Erkennung/Behandlung von Übertragungsfehlern
    – U.a.
•   Normierung ermöglicht offene Systeme, ist Voraussetzung
    dafür dass Systeme verschiedener Hersteller miteinander
    kommunizieren können.


                                                                          32
                    TCP/IP
• TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet
  Protocol) ist das im Internet gebräuchliche
  Protokoll
• die Dienste WWW, E-Mail, Newsgroups, FTP,
  Telnet bzw. SSH, IRC u.a. setzen darauf auf. *.)
• TCP/IP-Software läuft auf fast allen
  Plattformen (HW und SW/Betriebssystem)


                                *.) VoIP setzt auf UDP auf!

                                                       33
                        Schichtenmodell
In Rechnernetzen hat man mehrere Protokollschichten
• Jede Senderschicht fügt den Daten Zusatzinformation (header,
   frame) hinzu und ruft die nächste Schicht auf
• Jede Empfängerschicht entpackt in umgekehrter Reihenfolge
      Sender              Zwischenknoten              Empfänger
Sender-Programm                                     Empfänger-Progr.


TCP                        TCP                       TCP
IP                         IP                        IP


Physikalische Schicht      Physikalische Schicht     Physikalische Schicht
(Ethernet)               (Ethernet)                (Ethernet)


                                                                             34
         Aufgaben der TCP-Schicht
• Beim Sender:
   – Aufteilung der Daten in einzelne Pakete (ca. 1500 Bytes)
   – Hinzufügen von
       • Sequenznummer und
       • Prüfsumme
• Beim Empfänger:
   – Zwischenspeichern der Pakete und Zusammensetzung in der richtigen
     Reihenfolge
   – Prüfung auf fehlerhafte Daten (durch Prüfsummenvergleich) sowie
     Vollständigkeit. Übergabe an das Anwendungsprogramm
   – Senden einer ACK-Kurznachricht als Empfangsbestätigung für jeweils
     eine bestimmte Anzahl von Paketen


                                                                      35
        Aufgaben der IP-Schicht
• Beim Sender
  – Routing, d.h. Entscheidung des günstigsten Weges.
  – Hinzufügen von
     • Sender- und Empfängeradresse sowie
     • Lebenszeit (TTL(time to live) = maximale Anzahl Hops)
• Beim Empfänger
  – Wenn dies der Zielrechner ist, dann Weitergabe an
    TCP-Schicht
  – Sonst TTL um 1 runterzählen und Weiterleitung bzw.
    Routing, wie oben.

                                                               36
                 TCP/IP – Beim Senden
                                                                   Anwendung

                 Zu   übertragende         Daten



                                                                               TCP
TCP-Paket                                  TCP-Paket
Sequenz- Prüf-        Daten, Teil 1        Sequenz- Prüf-      Daten, Teil 2        ...
Nr       summe                             Nr       summe




IP-Paket
Sender- Empfänger Lebens- Sequenz- Prüf-
                                                                                IP
adresse -adresse  zeit                         Daten, Teil 1       ...
                          Nr       summe




                                                                               37
                      TCP/IP – Beim Empfang
                                                                   Anwendung

                 Zu   übertragende         Daten




                                                                          TCP
TCP-Paket                                  TCP-Paket
Sequenz- Prüf-        Daten, Teil 1        Sequenz- Prüf-      Daten, Teil 2        ...
Nr       summe                             Nr       summe




IP-Paket                                                           IP-Paket IP
Sender- Empfänger Lebens- Sequenz- Prüf-                           Sender- Empfänger
adresse -adresse  zeit                         Daten, Teil 1       adresse -adresse
                          Nr       summe




                                                                               38
        TCP/IP - Fehlerbehandlung
Wie erkennt man Störungen? Wie kann man sie beheben?

1. Daten wurden unterwegs verfälscht (Bit kippt)
   – Prüfsummenvergleich
2. Datenverlust wegen Verbindungsunterbrechung
   – Nach ausbleibendem ACK (Acknowledgement = Empfangs-
     bestätigung) erfolgt timergesteuerte Sendewiederholung
3. Daten kommen doppelt oder in falscher Reihenfolge
   – Nach Sequenznummer ordnen, ggf.Paket verwerfen
4. Empfänger wird überflutet (Datenstau)
   – Sender wartet ACK ab bevor er nächste Pakete losschickt.
5. Empfänger existiert nicht.
   – TTL, Paket wird vernichtet, wenn TTL abgelaufen.
                                                                39
    Paketvermittelt vs. leitungsvermittelt
• Leitung wird genau dann belegt, wenn ein
  Paket übertragen wird.
• Alle Sende- und Empfangspausen können von
  anderen benutzt werden.
• Die Leitung wird effizienter ausgelastet als bei
  der leitungsvermittelten Datenübertragung
  (Telefonnetz)*.
  * Übertragungskanal bleibt für die gesamte Zeit der Verbindung ausgewählt bleibt (auch in
  Sprechpause) und alle Nachrichten werden über denselben Weg geleitet.




                                                                                          40
Adressierung und DNS, Zugang
               Die IP-Adresse
               192.168.178.1
              Punktiert-dezimale Schreibweise


           11000000101010001011001000000001
                   Binäre Schreibweise


• Jeder im Internet ansprechbare Rechner hat eine
  IP-Adresse als weltweit eindeutige Kennung
• Diese besteht aus 4 Zahlen (jew. 1 Byte), die in
  der Form xxx.xxx.xxx.xxx angegeben werden.
                                                42
             IP-Adressvergabe
• Die Organisation IANA (Internet Assigned
  Numbers Authority) regelt die Vergabe von
  – IP-Adressen und
  – TLDs (top level domains).
• Sie vergibt ganze IP-Adressbereiche an
  Unterorganisationen, die innerhalb ihres
  Adressbereichs weitere Teilnetze vorsehen und
  schließlich einzelnen Hosts eine feste Adresse
  zuordnen.
                                              43
                       Das            Domain Name System
•   Das DNS (Domain Name System) ist eine weltweit auf tausende von Servern verteilte
    hierarchische Datenbank.
•   Es liefert auf Anfrage die zur sprechenden Internet-Adresse (=Domainname)
    gehörige IP-Adresse.
      – z.B. uni-karlsruhe.de  129.13.182.1
•   Für den Betrieb der Server und der Datenbank ist für jede TLD (top level domain)
    eine Unterorganisation beauftragt. Diese sind dann für die Vergabe der
    untergeordneten Second-Level-Domains zuständig.
      – z.B. DENIC für die TLD .de
            •   Sitz bzw. Root-Server in Frankfurt (früher, 1994-97, in K'he)
            •   verwaltet die IP-Adressbereiche (.de) für den deutschen Raum.
            •   Im Jahr 2005 bereits etwa 7 Mio de-Domänen.
            •   bei DENIC registriert bedeutet laufende Gebühren!

Bem: Typischer Ablauf einer Anfrage nach einer Webseite: Anfrage wird an den nächsten DNS-Server
   weitergeleitet. Wenn dieser die Internet-Adresse in eine IP-Adresse auflösen kann, gibt er die IP-Adresse
   zurück. Wenn nicht, wird die Anfrage an einen übergeordneten DNS-Server weitergeleitet, der die Anfrage
   wiederum an den nächsten untergeordneten verzweigt, ... (Rekursion).

                                                                                                          44
              Die Internet-Adresse
Beispiele:
                                          TLD


   http://srv05.schulen.de/
               Rechnername       Domain
                                                TLD

   http://www.bw.schulen.de/
  Kennzeichnet den Rechner als   Sub-Domain
   Webserver (alias für einen
         Rechnername)
                                          TLD = Top-Level-Domain

                                                                   45
                Top-Level Domains
Sachgebiete in Amerika                Ländercodes

COM (Commercial Organizations)        DE (Deutschland)
                                      CH (Schweiz)
EDU (Educational Organizations)
                                      AU (Österreich)
GOV (Government Organizations)
                                      SE (Schweden)
MIL (Military Groups)
                                      FI (Finnland)
NET (Major Network Support Centers)   FR (Frankreich)
ORG (Other Organizations)             UK (Großbritannien)
INT (International Organizations)     US (USA)
u.s.w.                                u.s.w.


                                                            46
                          URL
http://www.karlsruhe.de/Schulen/Elisabeth-Selbert-Schule.html
http://193.197.165.50/
http://193.197.165.50/index.html



Ein URL (Uniform Resource Locator) gibt an
• mit welchem Protokoll
• von welchem Server
• welche Daten zu holen sind

                                                         47
Zugang mit Heim-PC - DNS




                           48
              Zugang mit Heim-PC
      Zugang mit Heim-PC - DNS
www.google.de
                                    Internet


                   Modem
                                                  www.google.de  209.85.35.99
                                         Domain
                           Google        Name
                                         Server
Heim-PC




     Telefonnetz




                                       Provider
                                                                      49
Der Internet Service Provider (ISP)
• bietet gegen Entgelt verschiedene technische
  Leistungen an, die für die Nutzung oder den
  Betrieb von Internetdiensten Vorraussetzung
  sind.
  – Hosting
  – Zugang (= Access)




                                                 50
            Hosting-Provider
• Registrierung und Betrieb von Domains
• Vermietung von Webservern
• Vermietung von Platz in einem
  Rechenzentrum incl. Internetanbindung
• Die bedeutendsten Hosting-Provider für
  Privatkunden in Deutschland sind Strato und
  1&1 (Stand 2006)


                                                51
                       Access-Provider
• Bereitstellung von
    – Wählverbindung (dial-up).
        • Kunde benutzt analoges Modem oder ISDN (Dienste integrierendes digitales
          Netzwerk), um den Provider übers Telefonnetz anzuwählen
    – Breitbandzugang
        • über Kabelmodem oder DSL(digital subscriber line)
        • Bem: Ein Zugang über analoges Modem oder ISDN ist kein Breitband-
          Internetzugang!
    – Standleitung, auch Mietleitung (leased line)
        • der gesamte Übertragungsweg immer zur Verfügung
        • Preis ist abhängig von der zu überbrückenden Entfernung und der Bandbreite
        • Etwa mit Datenraten bis zu 5 Gbit/s von allen größeren Netzbetreibern zu mieten
          (Stand 2006).
• Die bedeutendsten Access-Provider für Privatkunden in Deutschland sind
  T-Online, AOL, 1&1, freenet.de, Tiscali (Stand 2006)


                                                                                            52
                           Der Provider
ISPs werben im kommerziellen Bereich mit:
• Web-Hosting                               •   (Drahtlose) Standleitung bis n Mbps
• Server-Hosting                            •   Mehrfach redundanter Backbone
• Server-Housing (in eigener Co-            •   VPN
  location-Fläche)                          •   Direktanbindung zum De-CIX
• Shoplösungen mit ver-schlüsselter         •   VoIP- und Sprachdienste
  Kreditkartennr.-Übertragung               •   WLAN-Hotspots
• Niederlassungen in mehreren               •   Bundesweite Einwahl zum Ortstarif
  Ländern
• Geschäftskritische Anwendungen




vgl.: ISP im Vergleich http://www.heise.de/ix/provider/ (Stand 2006)          53
                  Zugang ins Internet
•   Für Nichtnetzbetreiber, wie die meisten Schulen oder Privatpersonen,
    Zugang mittels Wählverbindung oder Breitbandzugang auf einen PoP
    (point of presence) - Rechner des ISP
•   Kosten
    –   Zugangsgebühr: mtl. Gebühr als Volumen- oder Zeittarif oder Flatrate zzgl.
        Telecom-Gebühren: Ortstarif oder anderer
•   Verbindungsaufbau, meist mit PPP (point-to-point protocol)
    1. Physikalische Verbindung zum PoP herstellen
    2. Authentifikation beim PoP durch Benutzername und Passwort. Beides erhält
       der Benutzer mit Vertragsabschluß
    3. PoP stellt dann eine dynamische IP-Adresse zur Verfügung, so dass der
       Wählnutzer für die Dauer der Verbindung volles Mitglied dieses
       Netzverbundes ist.
        •   Dagegen erhalten im LAN die Server und die Netzwerkdrucker i.a. eine statische
            Adresse. Im Internet haben Router an Standleitungen oder ein PoP eine statische
            Adresse.

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                Zugang für die Schule
                                    Internet
Mögliche Konfiguration            Netzwerkserver



                                             Router     DSL- oder
                 LAN                                  ISDN-Modem




                                               Fileserver
      PC 1       PC 2      PC 3


 • Bei einer gerouteten Verbindung können alle Arbeitsplätze im LAN
   gleichzeitig über die eine einzige Kommunikationsverbindung (hier DSL-
   Leitung) aufs Internet zugreifen.                       alle
   Internetdienste auf allen Plätzen verfügbar

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                 Der Proxy-Server

                     Proxy
    Client 1                                  Internet
                                              Entfernter Server
                       Cache




    Client 2                   Firewall

• Programm, das auf einem Rechner im LAN läuft, z.B. auf einem
  Router.
• Clientanfragen werden nicht direkt an den entfernten Server
  geschickt, sondern an den Proxy.
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              Der Proxy-Server
• Vorteil:
  – Nur der Proxy tritt nach außen als Sender oder
    Empfänger auf
  – Die einzelnen Arbeitsplätze brauchen keine eigene IP-
    Adresse, sondern nur der Proxy-Server
  – Oft benötigte Daten (Web-Seiten) hält der Proxy
    vorrätig im Speicher (Cache)
  – Eine Firewall kann als Schutzmauer zwischen eigenem
    LAN und "ungeschütztem" Netz eingerichtet werden.
• Nachteil
  – Proxy liefert veraltete Fassungen eines HTML-
    Dokuments
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                   Die Firewall
• Firewall
• Kontrolliert den Verkehr zwischen beiden Netzen
  mittels
  – Paketfilter, d.h. Verbindungen werden nach vorher
    festgelegten Regeln zugelassen oder ggf. verweigert.
  – Contentfilter, d.h. Paketinhalt wird geprüft, etwa auf
    Viren oder Spam.
• Protokollierung
  – Sicherheitsrelevante Vorfälle werden in ein Logfile
    geschrieben.

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               Das Intranet
• Technisch wie Internet, aber innerhalb eines
  Rechnernetzes (eines LANs oder über mehrere
  Standorte eines Unternehmens).
• Wird typischerweise von Unternehmen für
  Mitarbeiter eingerichtet.
• Internetdienste wie etwa WWW, E-Mail, IRC,
  News, FTP werden hier für einen bestimmten
  Nutzerkreis zur Verfügung gestellt.

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