gf2:netzwerke:teil3 [DokuWiki CSC]

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====Adressierung====
{{ :gf2:netzwerke:datenpaket2.png?direct&600|}}
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<color #7092be>**Warum ist Netzwerkadressierung nötig?**</color>\\ 
Das Internet ist ein Netz von Netzwerken, die durch Router und Gateways verknüpft werden. (Gateway: Netzwerkgerät, das als "Übergangsstück" zwischen zwei verschiedenen Netzwerken fungiert und mithilfe dessen Datenpakete zwischen den Netzwerken übertragen werden können. Im Unterschied zum Router kann ein Gateway mehrere verschiedene Protokolle lesen.)\\ 
Alle im Netzwerk (LAN oder auch das Internet) angeschlossenen **Geräte kommunizieren** miteinander und damit hier auch eine fehlerlose und vollständige Kommunikation möglich ist, müssen alle Geräte sich an eine Kommunikationssprache halten, diese nennt man **Protokoll**. Wenn ein Datenpaket verschickt wird, dann werden an die zu verschickenden Informationen noch Sende-Informationen und Informationen für den Empfänger mitgeschickt. \\ 
Es gibt viele verschiedene Protokolle und ein verschicktes Datenpaket nimmt von diesen Protokollen immer eine Information für die Empfängermaschine mit, um so eine korrekte Übertragung und vor allem ein richtiges Interpretieren der Datenpakete zu garantieren. \\
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<color #7092be>**IP-Adresse**</color> \\ 
{{ :gf2:datenpaket.png?direct&500| [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons |Michel Bakni, CC BY-SA 4.0]]}} 
Router wissen nicht, wo im Internet sich überall die anderen Millionen von Routern befinden und kennen auch nicht die Adressen alldieser. Aber ankommende Datenpakete werden gelesen und der Router schickt das Paket in die richtige Richtung an den nächsten Router, in die Richtung das Paket ungefähr geschickt werden muss. Es gibt auf dem Weg, den das Datenpaket zurücklegt, immer wieder neue Router, die das Paket** in die ungefähr richtige** **Richtung** lenken. \\
Diese Richtung erkennt sie anhand der **IP-Adresse (Internet Protocol Address)**. Denn jedes Gerät im Internet - Netzwerk hat eine eindeutige IP-Adresse. Diese besteht aus vier durch Punkte getrennten Zahlen, die jeweils zwischen 0 und 255 liegen (z. B. 192.168.0.1). Insgesamt gibt es etwa 4,3 Milliarden mögliche IPv4-Adressen. Da es schon im Jahr 1998 mehr IP-Adressen brauchte, wurden der Adressraum erweitert und die IPv6-Adressen bestehen aus acht Gruppen von vier hexadezimalen Ziffern, getrennt durch Doppelpunkte (z. B. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334) eingeführt. 
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Alle **Datenpakete haben eine Zieladresse und eine Absenderadresse** und genau diese Zieladresse wird von jedem Router auf dem Weg, den das Datenpaket macht, ausgelesen. Anhand der Absenderadresse ist auch bekannt, in welche Richtung die Antwort geschickt werden muss.\\
Es gibt statische oder dynamische IP-Adresse, das bedeutet, entweder jedes Gerät hat eine IP-Adresse oder aber die zur Verfügung stehenden IP-Adressen werden vom Router verwaltet und bei Bedarf an die Geräte vergeben.  Somit sind IP-Adressen nicht immer eindeutig einer Maschine zuzuordnen.


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**Auftrag**
  - Welche IP-Adresse hat dein Computer? Dies finden Sie unter Sytemeinstellungen > Netzwerk > WLAN oder Ethernet.  Schreiben Sie die IP Adresse ins OneNote auf die entsprechende Tabelle bei Platz zur Zusammenarbeit.
  - Mit dem Ping-Befehl kannst du testen, ob der Rechner deines Lernpartners erreichbar ist.  
    - Tauschen Sie mit dem Lernpartner die IP-Adressen aus und geben Sie den Befehl ''ping -c 5 IP-Adresse-des Lernpartners''. So können Sie testen, ob die Netzwerkverbindung zwischen den beiden Computern funktioniert.
    - Sie können auch den Server der Schule pingen mit ''ping -c 5 new.cscfr.ch''. Dadurch können Sie testen, ob die Verbindung zum Server der Schulwebsite funktioniert.
    - Pingen Sie den eigenen Computer mit ''ping -c 5 localhost'', um die Funktionsfähigkeit des Netzwerkadapters des Computers bzw. die Netzwerkfähigkeit zu testen.
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<color #7092be>**MAC-Adresse**</color> \\ 
Eine MAC-Adresse (Media Access Control Address) hat nichts mit der Firma Apple zu tun. Jedem Gerät, hat eine solche physische Adresse bzw. Ethernet-ID (und somit auch jeder Schnittstelle) zugewiesen, dies wird so weltweit eindeutig adressiert. Es dient der Identifikation von Geräten (auf Netzwerkebene), die Hardware-Adresse eines Netzwerkadapters innerhalb des Gerätes im Netz, jedes netzwerkfähige Gerät hat also eine MAC-Adresse. Der Hersteller der Netzwerkkarte legt diese Adresse fest. \\
Sie besteht aus 48 Bit, was sechs Bytes entspricht. Im Unterschied zur IP-Adresse wird die MAC Adresse in hexadezimaler Form dargestellt. Ein Beispiel dafür wäre: 00-1D-60-4A-8C-CB. Es werden immer zwei Bytes zusammengeschrieben. 
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Finden Sie die MAC-Adresse Ihres Rechners heraus! \\
<color #7092be>Falls Sie mit einer Apple-Maschine arbeiten:\\
Öffnen Sie die Systemeinstellungen und wählen den Punkt "Netzwerk". Wählen Sie anschliessend den Netzwerkadapter, für den Sie die MAC-Adresse ermitteln möchten. Mit einem Klick auf "Weitere Optionen" öffnet sich ein weiteres Fenster, in dem der Reiter "Hardware" ausgewählt werden muss. Gleich in der ersten Zeile befindet sich die gesuchte MAC-Adresse.</color>
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<color #7092be>**Netzwerkmaske**</color>\\ 
Eine Subnetzmaske ist wie eine IP-Adresse, jedoch nur für den internen Gebrauch innerhalb eines Netzwerks. Router verwenden Subnetzmasken, um Datenpakete an die richtige Stelle zu leiten. Subnetzmasken werden in Datenpaketen, die das Internet durchqueren, nicht angegeben – diese Pakete geben nur die Ziel-IP-Adresse an, die ein Router mit einem Subnetz abgleicht.

<color #7092be>**POP3 und FSTP Server**</color> \\ 
POP3 wird für den Abruf von E-Mails von einem E-Mail-Server auf einen lokalen Computer verwendet. POP3 ist ein Anwendungsprotokoll, das speziell für die Verwaltung und Übertragung von E-Mails entwickelt wurde. Durch dieses Protokoll wird der Zugriff auf EMails (auch das offline Nutzen der Mails) gemanaged.\\
SFTP wird für den sicheren Transfer von Dateien zwischen Computern über ein Netzwerk verwendet. Es ist ein Protokoll zur sicheren Dateiverwaltung und -übertragung entwickelt wurde. Dieses Netzwerkprotokoll ist für das Hochladen, Herunterladen und Verwalten von Dateien auf einem Remote-Server verantwortlich.\\
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Während der POP3-Server für E-Mails zuständig ist, konzentriert sich der SFTP-Server auf die sichere Verwaltung von Dateien, und beide haben völlig unterschiedliche Anwendungsbereiche und Einsatzmöglichkeiten.

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**Auftrag mit dem Netzwerksimulationsprogramm Filius**
  - Öffnen Sie das Programm //**Filius**// und erstellen Sie ein Netzwerk aus zwei Rechnern (Client-Computer, welche als Notebook dargestellt werden) und einem Towerrechner, der einen Server darstellen soll.  
  - Der Server sollte als Server 1 benannt werden, die IP-Adressen der Maschinen sollten auf ''192-168.0.10'' bzw. ''...11'' bzw. ''...12'' enden. 
  - Um die Netzwerkverbindung durch ein "Pingen" testen zu können, muss auf den Rechnern und dem Server noch eine Software installiert werden. Wechseln Sie in den Aktivmodus (dem gründen Pfeil) und installieren. Wenn Sie nun auf die Rechner bzw. den Server doppelklicken, dann erscheint das Software-Installationsfenster. Installieren Sie bei dieser Gelegenheit gleich die für das Arbeiten nötige Software. Für Computer 1 und 2 sind dies: Bildbetrachter, Einfacher Client, E-Mail Programm, Text-Editor, Befehlszeile, Webbrowser. Alles für den Server nötige ist abgebildet.{{ :gf2:netzwerke:filius1.png?direct&400|}} und fügen Sie noch einen Echo-Server dazu.
  - Pingen Sie mit ''ping IP-Adresse'' von einem Client-Computer aus die anderen beiden Maschinen über die Befehlszeilen-Anwendung. 
  - Schicken Sie mithilfe der Software "Einfacher Client" von einer Client-Maschine eine kurze Nachricht an den Server. Dabei muss auf dem Server die Anwendung "Echo-Server" aktiviert sein, ansonsten kann die Maschine keine Nachricht empfangen / als Echo zurücksenden (Port 55555).
  - Starten Sie auf der Server-Maschine den Webserver (Nur Starten, ohne virtuelle Hosts einzurichten). Danach kann ein Webbrowser auf einem der anderen Rechner gestartet werden und die Filius-Seite kann geöffnet werden. Dies tun Sie, indem Sie die IP des Servers nach (''http://...'' hier die IP-Adresse des Servers) eingeben.
  - Nun geht es darum, die Filius-Seite kurz etwas zu verändern. Dazu nutzen Sie den Texteditor auf dem Server (:!: Öffnen, Webserver, index.html). Verändern Sie Farbe, Schrift, Format oder Ausrichtung sowie einen weiteren Formatierungsaspekt der Seite. 
  - Im nächsten Schritt geht es darum, eine Email von einem Rechner via Server zum zweiten Rechner zu schicken. Dafür nehmen Sie an, dass ein Computer von Ihnen bedient wird und der zweite Computer von Ihrem Lernpartner(die virtuellen Filiuscomputer versteht sich).
    - Richten Sie als erstes den Mailserver auf dem Server ein. Dazu müssen Sie zwei Konten anlegen, für jeden der beiden Mailadressen jeweils ein Konto. Diese sind dann unter ''Konten-Liste'' sichtbar. Bevor Sie den Server schliessen sollten Sie noch den Mailserver starten (oben links).
    - Danach sollte auf den beiden anderen Client-Rechnern so konfiguriert werden, dass das E-Mail-Programm das Konto von Ihnen und Ihrem Lernpartner gesichert hat. Sie verwenden neben dem Namen und die Email-Adresse mit ''@filius.de'' und der IP-Adresse des Servers als POP3-Server und ebenfalls als SMTP-Port. Achten Sie auch darauf, dass der Benutzername und das Passwort gleich ist wie jenes, was Sie auf dem Server angegeben haben. Schicken Sie nun eine E-Mail von einem Rechner zum anderen.
  - Erstellen Sie neben dem bereits vorhandenen Netzwerk ein weiteres identisches Netzwerk mit drei Rechnern. Die neuen Rechner sollen sich in einem logisch anderen Netzwerk befinden. 
    - Wählen Sie dafür die IPs 192.168.<color #ed1c24>1</color>.10 bis 192.168.<color #ed1c24>1</color>.12. Verbinden Sie anschließend die beiden Netzwerke mit einem Vermittlungsrechner, welcher die Netzwerkkarten mit den IPs 192.168.0.1 und 192.168.1.1 besitzt. 
    - Prüfen Sie anschließend in der Befehlszeile mit einem ping-Befehl die Verbindung von Rechner 0.10 zum Rechner 1.10. \\ 
    - Dies erzeugt eine Fehlermeldung, warum? Da die Verbindungsanfrage das Netz verlassen müsste, und noch keine Gateway (Vermittler zwischen verschiedenen Netzwerken) eingerichtet ist. --> Richten Sie diese wie folgt ein: Der Vermittlungsrechner hat eine Netzwerkkarte 192.168.0.1. Diese Adresse wählen Sie als Gateway der drei linken Computer. Entsprechend stellen Sie das Gateway 192.168.1.1 für die drei Computer des ersten Netzwerks ein.
    - Testen Sie die Netzwerkverbindung auch mit dem Einfachen Client und Echo-Server. Installieren Sie dazu auf dem Rechner 1.10 einen Einfachen Client und verbinden Sie ihn mit dem Server 0.12.{{ :gf2:netzwerke:gateway.png?direct&600|}}
  - Notieren Sie die wichtigsten Erkenntnisse in Kürze, indem Sie stichwortartig die Übungen zusammenfassen unter dem Ziel, damit zu erklären, was genau ein Netzwerk ist und wie es funktioniert.
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<panel title="Weiterführende Links">
  * [[https://www.lernsoftware-filius.de/downloads/Einfuehrung_Filius.pdf|Filius-Manual]]
  * [[https://www.ionos.de/digitalguide/server/knowhow/ethernet-frame/|Weiterführende Informationen zu Protokollen und Datenpaketen]]
</panel>
</accordion>
[[gf2:netzwerke:teil1|Netzwerke Teil 1]]\\ [[gf2:netzwerke:teil2|Datenkabel und kabellose Verbindungen zwischen Endgeräten]]\\ [[gf2:netzwerke:lernziele|Lerninhalte und Lernziele]]