Informatik_Präsentation

Ein Kabel über den Atlantik:

Das Problem:

- Nachrichten zwischen Europa und Amerika wurden mit Schiff transporitert.

- dauerte mehr als eine Woche.

- Revolutioniert wurde der Nachrichten austausch, als ein Kabel zwischen beiden Kontinenten verlegt wurde.

Ein Kabel über den Atlantik

Das Sender-Empfänger Modell:

- Ziel von Kommunikation -> Informationsaustausch

- Nachrichten - Zeichen oder eine ganze Folge von Zeichen, zur Darstellung von Information.

Die Darstellung als Nachricht kann dabei auf vielfältige Weise erfolgen z.B. :

- mit Buchstaben und Symbolen

- mit einer speziellen Flagge

- mit Morsezeichen

- mit Hilfe von Bits

Zur Übertragung einer Nachricht -> in physikalisch übertragbarwe Signale umgewandelt werde.

Optische Telegrafie:

Optische Telegrafie

Heutige kommunikation so einfach-> kleine Kinder können mit ihren Eltern über weite Strecken kommunizieren.

Sender:

- Der Sender hat eine Nachricht vor sich, die er versenden möchte.

- Aus Angst, dass jemand die Nachricht abfangen und lesen könnte, möchte er seine Nachricht verschlüsseln.

Code:

- Mit Hilfe des Codes stellt der Sender seine Nachricht dar.

Nachricht:

- Die codierte Nachricht wird anschließend übertragen.

Signal:

- Für jedes Zeichen in der Nachricht wird ein Signal übertragen.

Empfänger:

- Der Empfänger kann die Nachricht mit Hilfe des Codes deuten und lesen.

Schichtenmodelle im Alltag:

- Absender ein Packet übergibt -> wird kein Postbote losgeschickt.

- Die Post Dienststellen hat eingerichtet, die für die Annahme und Zustellung der Pakete zuständig sind.

- Trifft der Postbote den Empfänger an, dann wird das Paket dem Empfänger übergeben und die Zustellung quittiert.

Für die Vermittlung von Paketen hat die Post ein Logistiksystem entwickelt, das vereinfacht so funktioniert:

- Pakete werden in Postsäcke gefüllt.

- werden dann an bestimmte Zentraleinheiten übermittelt

- Für den Transport sind dann posteigene oder auch andere Transportunternehmen zuständig.

- größere LKWs, die Bahn, Schiffe oder auch Flugzeuge.

Fachkonzept: Client-Server-System

Client-Server-System

- Zwei Kommunikationspartner: Server, Client

- Ein Server kann auch mehrere Clients bedienen

- Server im Internet: z. B. Timeserver, Webserver

- Client: z. B. Browser

Fachkonzept: Transportkontrolle

Transport-kontrolle

• Datenpaket kann verloren gehen

• Bestätigungspaket kann verloren gehen

• Bestätigungspaket kann verspätet beim Sender eintreffen

Fachkonzept: Verbindungsaufbau

Verbindungs-aufbau

Drei-Wege-Handschlag-Verfahren:

• Client-Prozess sendet SYN-Datenpaket an Server-Prozess
• Server-Prozess sendet SYN-Datenpaket und Anfangssequenznummer an Client-Server

• Server-Prozess bestätigt die Anfangssequenznummer

• Client-Prozess antwortet mit einer Bestätigung der Anfangssequenznummer

Serielle Schnittstelle

- Hardware-Schnittstellen werden benötigt, damit Rechner mit der Außenwelt Daten austauschen können.

- werden beispielsweise benutzt, um Daten von Tastatur und Maus zu übernehmen oder Daten an Bildschirm, Drucker und Lautsprecher weiterzugeben.

- Eine Schnittstelle zur Hardware ist eine Hardwareeinheit

- Aufbau und Verhalten müssen in einer Schnittstellenbeschreibung genau festgelegt sein.

Bitübertragungsprotokoll

- Übertragung eines Bytes soll am Beispiel der Bitfolge 01000001 erläutert werden.

- einzelnen Bits werden durch Spannungen zwischen Datenleitungen dargestellt.

- Sender und Empfänger müssen eine sogenannte Bitzeit vereinbaren.

-Anzahl Bits einer zu übertragenen Bitfolge muss vereinbart werden.

Da Bytes übertragen werden wollen -> Anzahl 8.

Bitübertragungsprotokoll

Internetdienste über Sockets nutzen

Internet-dienste

Das Modul "sockets":

- Hostnamen und IP-Adressen ermitteln

- Beispiele: Zeit-Client, HTTP-Client

Fachkonzept Socket:

- Empfänger und Sender schicken Nachrichten über Socket

- Anwendungsprogramme denken, dass sie direkt verbunden sind

Kommunikationsanwendungen mit Sockets programmieren

Kommunikations-anwendungen

- Anfragen an einen Server stellen

- Beispiele für Server: Geburtstagsserver, Zeitserver

- Fachkonzept: Client-Server-Kommunikation mit Sockets

IP-Adressierung

IP-Adressierung

- Netzwerk aus Hosts und Routern müssen Schnittstellen dieser Netzwerkeinheiten adressierbar sein

- Eine IP-Adresse ist eine Folge von 4 Bytes.

- Sie besteht demnach aus 32 Bits

- Hosts und Router, die ein lokales Netzwerk bilden, erhalten im IP-Adressiersystem einheitliche IP-Adressen.

- Alle IP-Adressen des oberen Netzwerkes haben eine IP-Adresse der Gestalt 192.168.200.xxx

Routing

- Jeder Router verfügt über eine Routingtabelle, in der genau festgelegt ist, wie ein Datenpaket weitergeleitet wird.

- Routingtabellen werden dynamisch von den Routern nach dem folgenden Routingprotokoll ermittelt.

Vernetzung von Rechnern

- Vernetzung von zwei Rechnern

- vernetzung von mehreren Rechnern

- Fachkonzept: Ping (Test, ob Rechner verfügbar ist)

- Fachkonzept: Topologie (Ist Struktur der Verbindung)

Vernetzung von Rechnernetzen

Vernetzung von Rechner-netzen

• Router als Bindeglied zwischen Rechnernetzen

• Router regelt Datenaustausch

Fachkonzept: Router

• Weitervermittlung von Datenpaketen zwischen lokalen Netzwerken

Simulation von Diensten im Internet

- Internet hat Dienste: z. B. World Wide Web

- World Wide Web = WWW

- Infrastruktur zur Übertragung der Daten

- Infrastruktur stehen verschiedene Dienste zur Verfügung