faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:start

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faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:start [27.10.2021 18:21] – [Leitungsbasierende Kommunikation] sbelfaecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:start [15.12.2021 17:14] sbel
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 +~~NOTOC~~
 ====== Kommunikationsarten ====== ====== Kommunikationsarten ======
  
 ===== Leitungs- vs. paketbasierte Verbindungen ===== ===== Leitungs- vs. paketbasierte Verbindungen =====
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 ==== Leitungsbasierende Kommunikation ==== ==== Leitungsbasierende Kommunikation ====
  
  
-{{  :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_bgp:vermittlung.jpg?200|}}+{{  :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:vermittlung.jpg?200|}}
 **Leitungsvermittelte Verbindungen** öffnen einen exklusiven Kommunikationskanal zwischen zwei Kommunikationspartnern - ein Beispiel ist das frühere Telefonnetz. **Leitungsvermittelte Verbindungen** öffnen einen exklusiven Kommunikationskanal zwischen zwei Kommunikationspartnern - ein Beispiel ist das frühere Telefonnetz.
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 +((Bildquelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Telefonistinde.jpg, Lizenz: [[https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.de| Creative-Commons-Lizenz "Namensnennung 3.0 nicht portiert"]], Beschreibung: //Dansk: Manuel betjening på telefoncentral// Datum: //2. April 2017// Quelle: //MyNewsDesk.com// Urheber: //Arkiv//))
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 Durch Änderung der Steckverbindung, später durch Relais und elektronische Schaltungen wurden die Teilnehmer direkt verbunden. Der gesamte Kommunikationsvorgang nutzte diesen Kanal. Bei leitungsbasierten Verbindungen ist der logistische Aufwand recht hoch, die Vermittlungszeit ebenfalls, dafür kann man sehr genau vorhersagen, mit welcher Bandbreite die Kommunikation durchgeführt werden kann, da die Verbindung für diesen einen Kommunikationsvorgang "reserviert" ist. Durch Änderung der Steckverbindung, später durch Relais und elektronische Schaltungen wurden die Teilnehmer direkt verbunden. Der gesamte Kommunikationsvorgang nutzte diesen Kanal. Bei leitungsbasierten Verbindungen ist der logistische Aufwand recht hoch, die Vermittlungszeit ebenfalls, dafür kann man sehr genau vorhersagen, mit welcher Bandbreite die Kommunikation durchgeführt werden kann, da die Verbindung für diesen einen Kommunikationsvorgang "reserviert" ist.
  
-{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_bgp:leitungsbasiert.png?600 |}}+{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:leitungsbasiert.png?600 |}}
  
 ==== Paketbasierte Kommunikation ==== ==== Paketbasierte Kommunikation ====
  
-|{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_bgp:packet_switching.gif |}}|+Bei der Paketbasierten Kommunikation (z.B. per TCP oder UDP), werden die Kommunikationsinhalte in "Datenpakete aufgeteilt und über ein vermaschtes Netz an den Empfänger vermittelt - jedes Paket einzeln. Dabei können verschiedene Teile der Kommunikation durchaus unterschiedliche Wege durch das Netzwerk nehmen und in anderer Reihenfolge am Ziel ankommen, als sie abgesendet wurden. 
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 +|{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:packet_switching.gif |}}|
 |Grafik: Oddbodz - Own work, [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0|CC BY-SA 3.0]], https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29033823| |Grafik: Oddbodz - Own work, [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0|CC BY-SA 3.0]], https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29033823|
  
-==== TCP genauer angeschaut ====+==== Ein Experiment mit Filius ====
  
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 +Öffne das folgende Filius-Szenario:  [[https://codeberg.org/qg-info-unterricht/filius-dateien-wiki/raw/branch/main/tcp_ip/paketbasierte_kommunikation.fls|paketbasierte_kommunikation.fls]] und aktiviere zunächst **alle** Modemverbindungen.
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 +Beim empfangenden Modem (das auf eingehende Verbindungsanfragen wartet) die Schaltfläche "Aktivieren klicken", dann beim Gegenstück auf "Verbinden". Wenn die Verbindung zustande gekommen ist, haben beide Modems einen grünen Punkt:
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 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:filius_modem.png |}}
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 +Reduziere dann die Ausführungsgeschwindigkeit auf ca. 70%. Das Ergebnis sollte so aussehen:
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 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:auswahl_110.png?500 |}}
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 +  * Öffne auf dem Laptop mit der IP-Adresse 192.168.1.10 (links oben) eine Kommandozeile
 +  * Pinge den Rechner mit der Adresse 192.168.0.11 an und beobachte am Blinken der Verbindungsleitungen, welchen Weg die ICMP Pakete nehmen. 
 +  * Wiederhole den Versuch mit dem Zielrechner 192.168.0.12. Was fällt dir auf? Kannst du anhand der Konfiguration der Rechner (mit den Mauszeiger über dem Rechner stehen bleiben) eine Erklärung für das Verhalten finden?
 +  * Füge zwischen den beiden Switches oben ein Kabel ein.
 +  * Wiederhole die beiden Versuche von oben und notiere deine Beobachtungen. Erläutere den Begriff "Paketbasierte Kommunikation" anhand deiner Beobachtungen.
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 +==== TCP genauer angeschaut ====
  
 Mit dem TCP Protokoll kann man Informationen in beide Richtungen übertragen. Kommunikation über TCP ermöglicht es, zur gleichen Zeit Daten zu senden und zu empfangen. Die Übertragungseinheiten, auf die TCP bei der Datenübertragung  zurückgreift, sind Segmente (Pakete), die zusätzlich zu den Nutzdaten auch Metainformationen enthalten können. Die maximale Paketgröße ist auf 1.500 Byte beschränkt (MTU - "Maximum Transfer Unit"). Verbindungsauf- und -abbau und auch die Datenübertragung werden von TCP-Software im Netzwerk-Protokollstapel des Betriebssystems übernommen. Mit dem TCP Protokoll kann man Informationen in beide Richtungen übertragen. Kommunikation über TCP ermöglicht es, zur gleichen Zeit Daten zu senden und zu empfangen. Die Übertragungseinheiten, auf die TCP bei der Datenübertragung  zurückgreift, sind Segmente (Pakete), die zusätzlich zu den Nutzdaten auch Metainformationen enthalten können. Die maximale Paketgröße ist auf 1.500 Byte beschränkt (MTU - "Maximum Transfer Unit"). Verbindungsauf- und -abbau und auch die Datenübertragung werden von TCP-Software im Netzwerk-Protokollstapel des Betriebssystems übernommen.
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 **Beispiel:**  **Beispiel:** 
  
-{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_bgp:server-client.png |}}+{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:server-client.png |}}
  
  
-=== TCP-Verbindungsaufbau: Three-Way-Handshake ===+==== TCP-Verbindungsaufbau: Three-Way-Handshake ====
  
 Damit Client und Server eine TCP Verbindung aufbauen können, müssen beide über eine IP-Adresse verfügen und den Port für die Datenübertragung definiert und freigegeben haben((Hier greifen z.B. Firewalls ein, indem Sie den Zugriff auf bestimmte Ports blockieren)).  Damit Client und Server eine TCP Verbindung aufbauen können, müssen beide über eine IP-Adresse verfügen und den Port für die Datenübertragung definiert und freigegeben haben((Hier greifen z.B. Firewalls ein, indem Sie den Zugriff auf bestimmte Ports blockieren)). 
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   * Zum Abschluss des Verbindungsaufbaus bestätigt der Client den Erhalt des SYN-ACK-Segments, indem er ein eigenes ACK-Paket versendet, das die um 1 erhöhte Sequenznummer des Servers enthält.   * Zum Abschluss des Verbindungsaufbaus bestätigt der Client den Erhalt des SYN-ACK-Segments, indem er ein eigenes ACK-Paket versendet, das die um 1 erhöhte Sequenznummer des Servers enthält.
  
-{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_bgp:3wayhs.png |}}+{{ :faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:kommunikationsarten_und_tcp:3wayhs.png |}}
  
  
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 {{:aufgabe.png?nolink  |}} {{:aufgabe.png?nolink  |}}
 === (A1) === === (A1) ===
-Baue mit Filius das Netz im Abschnitt [[faecher:informatik:oberstufe:netzwerke:simu_www:start|Simulation des WWW auf]], zunächst **ohne DNS und die Erweiterungen** - es genügt wenn du auf dem Clientcomputer mit dem Webbrowser eine Webseite auf dem Server öffnen kannst+Öffne in Filius das folgende Beispiel [[https://codeberg.org/qg-info-unterricht/filius-dateien-wiki/raw/branch/main/tcp_ip/webserver_client.fls|webserver_client.fls]]. Auf dem Laptop ist ein Webbrowser installiert, öffne mit diesem die Webseite auf den Server (192.168.0.1) 
  
-Vollziehe den TCP Verbindungsaufbau nach, wenn du mit einem Webbrowser eine Webseite öffnest und den Datenverkehr betrachtest.+Vollziehe den TCP Verbindungsaufbau nach
 + 
 +Kannst in der Analyse des Datenverkehrs herausfindenob und wie eine TCP Verbindung auch beendet wird? Recherchiere und erstelle einen Heftaufschrieb 
 + 
 +----
  
-Kannst in der Analyse des Datenverkehrs herausfinden, ob eine TCP Verbindung auch beendet wird? Recherchiere und erstelle einen Heftaufschrieb. +=== Material ===
  
 +{{simplefilelist>.:*}}
  • faecher/informatik/oberstufe/netzwerke/kommunikationsarten_und_tcp/start.txt
  • Zuletzt geändert: 09.11.2023 20:09
  • von Frank Schiebel