1. Einleitung und Grundlagen (PDF-Datei im Anhang)

• Präsentation einer Beispielanwendung "Messenger" (im Kurs-Ordner in der Schule)

2. Zum weiteren Einstieg steht vieles (und fast alles) im Kapitel

• Kommunikation in Rechnernetzen auf inf-schule.de

Aufgaben 1:

• Durcharbeiten des Kapitels 1. Grundlagen (ohne Aufgaben)Leitfrage: Warum werden Protokolle bei der Kommunikation von Rechnern benötigt?

  • Dort insbesondere das Kapitel 1.3. Schichtenmodelle (ohne Aufgaben)Leitfrage: Welche Rolle spielen Schichtenmodelle bei der Kommunikation in Rechnernetzen?

3.1 Als begleitendes Material verwenden wir das Skript Kommunikation in Rechnernetzen von Thomas Schaller (u.a. Entwickler der Filius-Software). Dieses ist unter der Creative Commons 3.0 Deutschland Lizenzvertrag lizenziert.

• Aufgabe laufend: Im o.a. Skript parallel Begriffe und Hintergründe zu Netzwerken erarbeiten.

3.2 und Teile vom Filius Begleitmaterial

4. Im Unterricht (und zu Hause) üben wir den praktischen Umgang mit Netzwerken in der Simulationsumgebung Filius 2.xx (auf der Filius Download Seite)

Tipps zum Arbeiten mit Filius 1.xx (aus Filius Skript von Marc Hauser), diese sollten auch für die neue Version 2.xx aktuell sein. Abweichungen selbständig erkennen.

• Benenne die Rechner nach ihrer Funktion und hänge einen Teil der IP-Adresse an. z.B. Webserver mit der IP-Adresse 192.168.0.3 bekommt den Namen „Webserver_0.3“

• Achte darauf, ob du die Arbeitsschritte im Entwurfsmodus   oder Aktionsmodus durchführen musst (vgl. Bilder zum Artikel).

• Verwende zur besseren Übersicht für Clients („normale“ Rechner) immer das Notebook .

• Verwende für Computer die eine Server-Funktion ausüben immer den Rechner .

• Computer kannst du mit dem Kabel verbinden.

• Wenn du mehr als zwei Computer verbinden möchtest, benötigst du einen Switch

• Falls du zwei Netzwerke miteinander verbinden möchtest, benötigst du einen Vermittlungsrechner (Router) .

• Über Modems können Netze rechnerübergreifend verbunden werden.

• Verkleinere im Aktionsmodus das Hauptfenster so, dass die Desktop-Ansichten der einzelnen Geräte neben das Hauptfenster passen (vgl. Bilder zum Artikel).

4. Wiederholung Grundlagen und Topologie

• Dazu im o.a. Skript zur Kommunikation in Rechnernetzen die Seiten 1-9 durcharbeiten.

5. Adressierung

• Dazu im o.a. Skript zur Kommunikation in Rechnernetzen die Seiten 9-17 durcharbeiten.

6. Parallel zu den weiteren Themen beginnen wir mit der Simulation von Rechnernetzen mit Hilfe der Software Filius (s.o.)

• Dazu die entsprechenden Online-Aufgaben (bei inf-schule) durchführen:
  • Kapitel 6. Einordnung – Nachrichtenübertragung im Schichtenmodell
  • Kapitel 6.1 Vernetzung von Rechnern: ohne Aufgabe 1 und 2 vom Kapitel 6.1.2. Aufgabe 1 und 2 von 6.1.6 mal zu Hause oder wenn Zugang zum Schulnetz dort ausprobieren. Alle Aufgaben lassen sich natürlich auch in einem erstelletn Rechnernetz in Filius simulieren!
  • ... tbc

6. Protokolle

• vgl. Material und Fragestellungen aus dem Unterricht

7. Subnetze

7.1 Vorübung - Verbindung zweier Netze

Aufgabe

• Erkundung - Vernetzung von zwei Rechnernetzen (Link zu inf-schule, Kap. 6.3.1)Durcharbeiten für Aufgabe 1 und 2, *nicht* "Einschränken des Datenverkehrs zwischen Rechnernetzen" mit Aufgabe 3

7.2 Vertiefung - Netzmasken

Aufgabe

• Vertiefung - Abgrenzung von IP-Adressbereichen mit Netzmasken (Link zu inf-schule)Durcharbeiten komplett und Aufgabe 1 und 2

7.3 Mehrere Netzwerke

Aufgabe

• Folgende Seiten im Grundsatz in Filius nachvollziehen.Leitfragen:
  • Welche Aufgaben hat eine Router?
  • Wozu gibt es eine Routertabelle?
  • Wie werden Teilnetze gebildet und adressiert?
  • Wobei hilft der Netzmasken-Rechner?
• Ziele
  • Prinzip verstehen, ggf. Fragen für den Unterricht notieren!
  • Erkundung - Vernetzung mehrerer Rechnernetze (Link zu inf-schule, Kap. 6.3.3)
  • Fachkonzept - Router (Link zu inf-schule, Kap. 6.3.4)
  • Netzmasken-Rechner (Link zu inf-schule, Kap. 6.3.45)
• Weitere Informationen, Beispiele und Aufgaben zu Subnetzen
  • Informationen zu CIDR
  • Beispiel 1 zur Subnetzberechnung
  • Beispiel 2 zur Subnetzberechnung
  • Aufgabe vier Subnetze Übung mit Filius und die zugehörige .fls Datei als Vorlage (geZIPt!)
  • weitere Materialen und Aufgaben vgl. Ordner im WvS oder auf itslearning

7. Dijkstra

8. Sicherheit in Netzwerken

• z.B. Diffie-Hellmann-Schlüsseltausch-Verfahren

evtl. Netzwerkprogrammierung mit Tigerjython

Tigerjython bietet ein einfaches Netzwerk-Socket System zur Programmierung von Netzwerkanwendungen. Beispiele sind u.a. gut dokumentiert

• ausgehend vom Kapitel Turtle-Kommunikation mit dem Modul tcpcom finden sich auf dieser Seite weitere Beispiele (z.B. Server-Anwendungen)
• im Kapitel Spiele mit TCP/IP Kommunikation. Dort findet sich auch die Dokumentation des tcpcom-Moduls. Anregung kann auch Netzwerk-Zahlenraten auf inf-schule bieten. Achtung: hier ist zu beachten, dass das Beispiel erst für TigerJython angepasst werden muss!
• im Kapitel Internet gibt es viele Beispiele (mit dem socket Modul) 

Weiteres Material

• ausführliche Dokumentation zu TCPCOM (englisch)
• Dokumentation zu tcpcom (deutsch)
• TCP Sockets mit Tigerjython

HInweis: die Sockets sind Tigerjython (Jython) spezifisch. Das heißt, dass andere Socket-Module von anderen Python Distributionen nicht verwendet werden können. 

Zum Nachschlagen, Vertiefen, Selbststudium

• Kommunikation in Rechnernetzen - Hintergrundwissen (Link auf PDF-Datei)
• Grundlagen Computernetze (Seite von Prof. Jürgen Plate)eine sehr umfangreiche Einführung in die Computernetze mit einer hohen Tiefe. Bietet allerdings auch umfassendes Wissen. Klare Abbildungen helfen beim Verständnis. Die Menge sollte nicht abschrecken. Querlesen hilft.
• AdressierungUmfassende Hintergrundinformationen zur Adressierung in Computer-Netzwerken.
• TCP/IP-Schichtenmodell (Link zur Seite vom Gymnasium Kirchenfeld, Schweiz)recht einfach und deshalb sehr überschaubare *einführende* Erläuterung des Modells
• IP-Protokoll - Geschichte (des Internet)
• Netzwerktechnik - Thema auf Elektronik-Kompendiumumfassend, zum Stöbern und Nachschlagen (insbesondere von Details), viele Interessante Themen und Abbildungen zum Thema Netzwerktechnik