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winfo (Subject) / Kap. 3 (Lesson)

Netze und das Internet

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  • Leistungsstärkste Rechnersystem weltweit? Sunway TaihuLigh
  • Ziele von Rechnernetzen Datenverbund:Paralleler Zugriff auf im Netz verfügbare Daten durch mehrere Rechner / Anwender Kommunikationsverbund:Ermöglicht Kommunikation der Rechner im Netzwerk Programmverbund:Gemeinsame Nutzung eines Programms durch alle im Netz eingebundenen Rechner Lastverbund / Leistungsverbund:Zur besseren KAPAZITÄTSAUSLASTUNG oder parallelen Bearbeitung einer Aufgabe Geräteverbund / SicherheitsverbundGemeinsamer Zugriff auf im Netz enthaltene Ressourcen, bzw. Mehrfachzugriff auf kritische Daten
  • Grundmodell der Telekommunikation Sender ---> Nachricht ---> Empfänger Nachricht wird durch technisches Medium übertragen... ...und über räumliche Distanz
  • ISO - OSI Modell der Telekommunikation Eigentlich umfasst das ISO-OSI-Modell sieben Schichten - werden vereinfacht hier in 3 "Bündeln" zusammengefasst (Wissenschaftler, Übersetzer, Techniker) Jeder Teilnehmer einer Schicht empfindet die Kommunikation als horizontal Die Kommunikation verläuft mit Ausnahme der untersten Schicht (von Technikern) vertikal Jede Schicht stellt der darüber liegenden Schicht ihre Dienste zur Verfügung Die drei schichtenspezifischen Kommunikationsprotokolle sind unabhängig voneinander--> Das Thema über das z.B. die Wissenschaftler diskutieren, ist für das Funktionieren der Kommunikation belanglos--> Übersetzer können gemeinsame Sprache, bzw. aus der übersetzt wird, wechseln--> Techniker können andere Übertragungsverfahren wählen--> Protokoll kann geweckselt werden, ohne dass andere Schichten beeinflusst werden
  • Netztopologien --> GRAFIK BusAlle Geräte sind an einem Hauptkabel (Bus) angeschlossen SternEin zentraler Teilnehmer, an den alle anderen Teilnehmer mit einer Zweipunktverbindung angeschlossen sind RingJeweils zwei Teilnehmer, die durch eine Zweipunktverbindung miteinander verbunden sind, sodass ein Ring entsteht
  • Kommunikationsrechner Innerhalb eines lokalen NetzwerksNetzwerkintern-->Hubs/Switches Zwischen lokalen NetzenBridges Zwischen verschiedenen Netzen (lokal & fremd)Router
  • Netzklassen 0,1m Platine --Danteflussmaschine 1m System --Multicomputer 10m Raum --Lokales Netz (LAN) 100m Gebäude --Lokales Netz (LAN) 1km Gelände --Lokales Netz (LAN) 10km Stadt --Stadtnetz (MAN) 100km Land --Fernnetz (WAN) 1.000km Kontinent --Fernnetz (WAN) 10.000km Plant --Netzverbund (Internet) LAN: Mehrere Rechner in näherer Umgebung, meist durch Kabel verbunden         Funknetze (WLAN) meist an kabelgebundenes LAN gekoppelt WAN: Weitverkehrsnetz zur Verbindung von weit entfernten Rechnern / Netzen
  • Netzklassen Lokale Netze (Local Area Networks, LANs) Weitverkehrsnetze (Wide Area Networks, WANs) Intranet/Extranet
  • Lokale Netze (Local Area Network, LAN) Befinden sich mehrere vernetzte Rechner in einem Büro, Haus oder auf einem Betriebsgelände, so spricht man von einem lokalen Netzwerk Überlicherweise sind LANs kabelgebunden Nicht kabelgebundene LANs (Wireless Local Area Networks, WLANs), sind i.d.R. an kabelgebundene LANs angeschlossen
  • Weitverkehrsnetze (Wide Area Networks, WANs) WANs weren zur Verbindung von weit auseinanderliegenden lokalen Rechnern oder Netzwerken verwendet
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  • Intranet / Extranet Intranet: Nicht öffentliches (!) Rechnernetz mit beschränktem Nutzerkreis (z.B. Mitarbeiter) Extranet: Eine bestimmte Gruppe externer Nutzer (Partnerfirmen, Kunden) hat von außen einen gesichterten (!) Zugang auf das Intranet, bzw. Teile davon
  • Internet Internet ist eigentlich ein zentrales Protokoll zur Inter-Netz-Verbindung verschiedenster Teile --> GRAFIK
  • Monatliches Datenaufkommen Von 44 EB (2012) angestiegen auf 121 EB (2017) EB (=Exabyte) 5 Exabyte = Alle jemals von der Menschheit gesprochenen Wörter 2 Exabyte = Alle Daten die im Jahr 1999 erzeugt wurden 200 Petabyte = Alle jemals gedruckten Informationen 10 Terabyte = Alle gedruckten Titel der U.S. Library of Congress 20 Gigabyte = Sammlung aller Werke von Beethoven 5 Megabyte = Die gesammelten Werke von Shakespeare
  • Verortung des Internets IPZum Verbinden beliebiger Netztechnologien TCPFür zuverlässige Übertragungen HTTPZum Abruf von Dateien von einem Server WebbrowserErmöglichen einfachen Zugriff auf unterschiedlichste Server
  • Das zentrale Internetprotokoll: TCP / IP Das Internetprotokoll (TCP/IP) ist der zentrale "Klebstoff" zwischen den Teilnetzen Anwendung: Internetanwendungen wie Telnet, FTP, SMTP, HTTP Transport: TCP - Transmission Control Protocol-Für zuverlässige, verbindungsorientierte Ende-zu-Ende-Übertragung-Fügt Prozessadressierung hinzu und sichert Datenübertragung Internet/Vermittlung: (IP) - Internet Protocol -Zum Zustellen von Paketen --> Adressierung und Routing-Leitet Datenpakete durch das Netzwerk zum Empfänger Host-zu-Netz (Bitübertragungs-/Sicherungsschicht)-Wird von TCP/IP nicht betrachtet-Kann durch andere Protokolle (Ethernet, WLAN) ausgefüllt werden
  • TCP / IP an Beispiel E-Mail Sender Zerlegung einer Nachricht in Datenpakete --> Vorwärtsbewegung der Datenpakete durch IP Sammeln und Ordnen der Datenpakete durch TCP Empfänger
  • Andere wichtige Internetdienste SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)Verschicken von E-Mails HTTP (Hypertext Transfer Protocol)World Wide Web WWW FTP (File Transfer Protocol)Dateiübertragung DNS (Domain Name Service)Übersetzung von Domain-Namen in IP-Adressen Voice over IPInternet-Telefonie
  • Client-Server Architektur --> GRAFIK! Server mit zbsp zwei Clients Client stellt Anfrage bei Server Server schickt Antwort zurück Das gleiche Spiel beim anderen Client Server ist umgangssprachliche Abkürzung für Host (Computer in einem Netzwerk, auf dem ein oder mehrere Server betrieben werden) Client -> Präsentation, Darstellung der Inhalte Server -> Applikation (Verarbeitung) und Daten (Datenbank)
  • Peer-to-Peer Netzwerk Hebt starre Rollenverteilung der Client-Server-Architektur auf Eigenschaften von P2P:-Alle Computer gleichberechtigt-Jeder Host kann sowohl Dienste in Anspruch nehmen (als Client)  oder aber Dienste anbieten (als Server/Host) Filesharing im Internet meist über Peer-to-Peer-Netzwerke