Hol' Dir diese Lernkarten, lerne & bestehe Prüfungen. Kostenlos! Auch auf iPhone/Android!

Local Area Network
Wireless Local Area Network

Ein Rechnernetz, das in seiner Ausdehnung ohne Zusatzmassnahmen auf ca 1km beschränkt und wird in der Regel z. B. in Heimnetzen oder kleinen Unternehmen eingesetzt.

Metropolitan Area Network

Üblicherweise verbindet ein MAN zahlreiche Local Area Networks und verwendet dazu eine Backbone-Technologie, die meist in Glasfasertechnik realisiert ist. Ein MAN kann eine Ausdehnung bis zu 100 km haben.

• Datennetze innerhalb von Städten
• z. B. rechnergestütztes Verkehrsleitsystem

Unter Netzwerktopologien versteht man die Architektur eines Netzwerkes (= physikalische Struktur) d.h. die Anordnung der Hardware (Drucker, Server, Arbeitsplätze usw.) Es gibt drei Grundarchitekturen, die sich aber ohne Probleme mischen lassen:

• Bustopologie
• Ringtopologie
• Sterntopologie

Bustopologie

Ringtopologie

Sterntopologie

Baumtopologie

= ein Linien- oder Reihennetzwerk, bei dem alle Teilnehmerstationen an einem gemeinsamen Übertragungsmedium angeschlossen sind

Eigenschaften:

• am einfachsten und am häufigsten verwendet
• keine Zentrale, sondern Hauptkommunikationsleitung (Kabelstrang = Bus)
• Kabelenden benötigen Abschlusswiderstand, damit keine Signale reflektiert werden und ins Kabel zurück gelangen
• Passive Leitung (d.h. angeschlossene Stationen führen keine Wiederaufbereitung des Signals durch
• Datenverkehr in beide Richtungen (Backbone)
• Es werden keine Schaltzentralen zur Kontrolle des Datenflusses bzw. zur Steuerung des Zugriffs benötigt
• Jede Station beobachtet Aktivitäten auf der Leitung
• Nachrichten werden von allen erkannt aber nur von den Stationen angenommen für die sie bestimmt ist
• Leistung des Netzwerkes hängt von der Menge der angeschlossenen Geräte ab und in welchem Umfang sie genutzt werden

= Übertragungsstationen sind sternförmig am zentralen Verteiler angeschlossen

Eigenschaften:

• jedes Gerät ist an einem Hub über Punkt zu Punkt Verbindung angeschlossen
• beteiligte Rechner sind direkt an einem zentralen Knoten (Hub, Switch, Server) angeschlossen
• Unterscheidung zwischen aktivem und passivem Stern

Aktiver Stern: bezieht sich auf Steuerung des Zugriffs; Hub bestimmt, welche Station sendet bzw. empfängt

Passiver Stern: Hub ist bei Zugriffssteuerung neutral, Zugriffssteuerung liegt ausschließlich bei Stationen

= Netzwerktopologie, bei der das Kabel einen geschlossenen Ring oder Kreis bildet und Geräte gleichberechtigt miteinander verbunden sind

Eigenschaften:

• kein zentraler Rechner
• Punkt zu Punkt-Verbindung zwischen benachbarten Rechnern
• Informationsfluss nur in eine Richtung von Station zu Station möglich (Daten durchlaufen Ring unidirektional)
• Jedes Gerät hat einen eigenen Netzanschluss und ist über diesen mit linkem und rechtem Nachbar verbunden
• Alle Stationen verarbeiten und verstärken Signale, die auf Kabel ankommen und schicken sie weiter
• Alle Netzwerkknoten sind zu einem Kreis zusammengeschlossen
• Ring erfordert verteilte Kontrolle des Netzwerkzugriffs, um Konflikte auf dem Ring zu vermeiden

= ausgehend von einer Wurzel eine Menge von Verzweigungen zu weiteren Knoten, die bis auf die letzte Stufe die gleiche Struktur mit weiteren Verzweigungen aufbauen

Eigenschaften:

• rein physikalisch: Punkt zu Punkt-Verbindungen
• einzelne Gruppen von Netzwerkknoten sind mit Hub verbunden

<Protokoll>://[Dienst. <2.Subdomäne>.]<1.Subdomäne>.<Domäne>/[Pfad]/[Datei][?Variablenname=Variableninhalt]

Sammlung von Funktionen oder Fähigkeiten, die zur Nutzung bereitgestellt werden

Voraussetzung für die Nutzung eines Dienstes:

• Dienstanbieter
• Hardware
• Software

Das Internet ist nur die Infrastruktur. Basierend auf dieser Struktur werden Dienste angeboten.

Im OSI-Schichten-Modell wird beschrieben, welche Voraussetzungen gegeben sein müssen, damit verschiedene Netzwerkkomponenten miteinander kommunizieren können. OSI steht für "Open System Interconnection" und heisst übersetzt "Offenes System für Kommunikationsverbindungen".

Die Kommunikation geschieht folgendermaßen: Sender und Empfänger senden bzw. erhalten Informationen in einer Anwendung, wie z. B. in ihrem E-Mail-Programm. Diese Information läuft dann von der Anwendung zur Netzwerkkarte, verlässt den Rechner über ein Übertragungsmedium (Kabel oder Funk), läuft darüber vielleicht noch über andere Netzwerkkomponenten, wie beispielsweise einen Hub und erreicht dann über die Netzwerkkarte des Zielrechners die Anwendung des Empfängers. Alle Schritte, die vom Sender bis zum Empfänger gemacht werden müssen, werden während der Übertragung in einem Protokoll festgehalten, damit jede einzelne Station auf diesem Weg weiß, wohin das Paket möchte, woher es kommt und welche Eigenschaften es hat. Damit dieser Weg funktioniert, muss dieser eindeutig festgelegt werden und alle Geräte und jede Software, die in diesem Prozess involviert sind, müssen den Ablauf kennen und dieselbe Sprache sprechen. Diese Normen legt das OSI-Schichten-Modell fest. 1983 wurde dieses Modell von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) standardisiert.

Das OSI-Schichten-Modell sorgt durch diesen Standard dafür, dass in einem Netzwerk Komponenten und Software verschiedener Hersteller miteinander arbeiten können.

Da das Thema der Datenkommunikation sehr komplex ist, wurde das OSI-Schichten-Modell in sieben Schichten unterteilt. Die Schichten 1 bis 4 gehören zum Transportsystem. Die Schichten 5-7 sind anwendungsorientierte Schichten. Jede Schicht behandelt eine Anforderung, die für eine funktionierende Kommunikation erfüllt werden muss. Ein vom Sender kommendes, zu übertragendes Datenpaket durchläuft die Schichten 7 bis 1. Jede Schicht fügt dem Datenpaket Protokoll-Information zu, die dann im Protokoll des Datenpaketes stehen. Die Schicht 1 wandelt das Datenpaket inklusive aller Protokoll-Informationen dann schließlich in technisch übertragbare Daten um und schickt es über das Übertragungsmedium (Kabel oder Funk) weg. Auf der Empfängerseite durchläuft das Datenpaket dann die Schichten in umgekehrter Reihenfolge, nämlich von Schicht 1 bis Schicht 7. Hier werden die Protokoll-Informationen wiederum Schicht für Schicht entfernt, nachdem sie von den einzelnen Schichten interpretiert worden sind.

Die Bitübertragungsschicht ist für die Übertragung der Bitströme über das Übertragungsmedium (Kabel, Funk) zuständig. Hier werden folgende Parameter festgelegt:

1.    Übertragungsmedium (Kupfer, Glasfaser, Funk)
2.    Die Funktion der einzelnen Leitungen (Datenleitung,
       Steuerleitung)
3.    die Übertragungsrichtung (simplex: in eine Richtung /
       halb-duplex: abwechselnd in beide Richtungen / duplex:
       gleichzeitig in beide Richtungen
4.    Übertragungsgeschwindigkeit

Beispielgeräte:

• Netzwerkkarte
• Hub
• Glasfaserkabel

Die Aufgabe der Sicherungsschicht ist der zuverlässige Austausch von Datenpaketen zwischen den Systemen.

Sie wird in zwei Unterschichten unterteilt:

• in die MAC-Schicht (Medium Access Control), die an die Bitübertragungsschicht (Schicht 1) grenzt
• und in die LLC-Schicht (Logical Link Control), die an die Netzwerkschicht (Schicht 3) grenzt.

Die Mac-Schicht regelt die Nutzung der Übertragungsmedien und schreibt die physikalische Sende- und Empfangsadresse in das Protokoll der Datenpakete.

Die LLC-Schicht teilt den Bitdatenstrom in Datenrahmen (frames) und führt eine Fehlererkennung und -korrektur durch.

Beispielgeräte:

• Bridge
• Switch
• Ethernet

Die Netzwerkschicht steuert den Austausch von Datenpaketen, da diese nicht direkt an das Ziel vermittelt werden können und deshalb mit Zwischenzielen versehen werden müssen.

Die Datenpakete werden dann von Knoten zu Knoten übertragen bis sie ihr Ziel erreicht haben. Um das umzusetzen zu können, identifiziert die Netzwerkschicht die einzelnen Netzknoten, baut Verbindungskanäle auf und wieder ab und kümmert sich um die Wegsteuerung (Routing) und die Datenflusssteuerung.

Beispielgeräte:

• Router

Die Transportschicht ist die oberste Schicht des Transportsystems (Schicht 1 bis 4) und ist die Schnittstelle zum Anwendungssystem (Schicht 5 bis 7).

Die Transportschicht wandelt die Datenpakete laut Protokoll-Informationen um und sorgt für die richtige Zusammensetzung der Pakete beim Empfänger.

Protokolle, die in dieser Schicht genutzt werden: TCP, UDP, SCTP

Die Sitzungsschicht ist die unterste Schicht des Anwendungssystems (Schicht 5-7) und baut logische Verbindungen zwischen Sender und Empfänger auf, kontrolliert diese und beendet sie wieder.

Folgende Dienste können in den Schichten 5-7 genutzt werden:

• FTP
• Telnet
• SMTP

Die Präsentationsschicht fungiert als Dolmetscher, indem sie die Datenpakete in das jeweilige Format des Sender- oder Empfängerknotens übersetzt. Datenkompression- und verschlüsselung gehören auch zu ihren Aufgaben.

Formate und Codierungen dieser Schicht:

• ASCII
• JPEG
• HTML
• Unicode

Die Anwendungsschicht ist die Schnittstelle zur eigentlichen Benutzeranwendung. Hier werden die Netzwerkdaten in vom Benutzer verwendbare Daten umgewandelt.

Beispielanwendungen:

• Internet Explorer
• Outlook Express

Transmission Control Protocol

• Das TCP ist dem Internet Protokoll (IP) überlagert.
• Es erfüllt beim Senden die Aufgabe, die zu übermittelnde Datei in mehrere kleine Datenpakete (IP-Pakete) aufzusplitten und diese dann zu nummerieren. Danach werden diese nummerierten IP-Pakete über das Netz versendet.
• Beim Empfang ist TCP dafür zuständig, die IP-Pakete in der richtigen Reihenfolge wieder zusammenzusetzen.

Das TCP wird der vierten Schicht (Transportschicht) des OSI-Schichten-Modells zugeordnet.

Das Internet Protokoll hat die Aufgabe die Datenpakete mit einem Adresskopf zu versehen, damit diese ihr Ziel erreichen können.

Das IP wird der dritten Schicht (Vermittlungsschicht) des OSI-Schichtenmodelles zugeordnet.

Der Adresskopf enthält folgende Daten:

• Version des Internet Protokolls (4 Bit)
• Länge des gesamten Headers (4 Bit)
• Dienstleistungstyp (8 Bit)
• Länge des gesamten Paketes (16 Bit)
• ID des Paketes (16 Bit), Flags (3 Bit) und Fragment-Offset (13 Bit). Diese drei Datenteile enthalten Informationen zur Steuerung, Fragmentierung und Zusammensetzung der IP-Pakete
• Lebensdauer (engl.: Time-To-Live) des Paketes (8 Bit)
• Folgeprotokoll (8 Bit) enthält Informationen, ob ein TCP- oder UDP-Protokoll zum Paket hinzugehört
• Prüfsumme zur Verifizierung der Headerdaten (16 Bit)
• Quelladresse des IP-Paketes (32 Bit)
• Zieladresse des IP-Paketes (32 Bit)
• Zusatzinformationen (je 32 Bit)

Domain-Namen dienen dazu, um Computer, die mit kaum merkbaren IP-Adressen adressiert sind, richtige Namen zu geben und gleichzeitig in eine hierarchische Struktur zu unterteilen. Das DNS kümmert sich im Hintergrund um die Zuordnung von IP-Adresse zu Domain-Name.

Möchte man zum Beispiel die Webseite www.elektronik-kompendium.de besuchen, dann fragt der Browser zuerst seinen DNS-Server. Bei einem normalen Internet-Nutzer ist das der DNS-Server des Internet-Providers. Unternehmen mit grossen Netzen betreiben häufig einen eigenen DNS-Server. Wenn der angefragte DNS-Server die IP-Adresse zu diesem Domain-Namen weiss, dann liefert er sie zurück. Wenn nicht, dann befragt der DNS-Server weitere DNS-Server. Das macht er so lange, bis er die IP-Adresse des Domain-Namens an den Browser zurückliefern kann.

Da ohne DNS das Internet praktisch nicht existieren kann, gibt es viele tausend DNS-Server auf der ganzen Welt, die zusätzlich hierarchisch angeordnet sind und sich gegenseitig über Änderungen informieren.

Während ein Hub die erhaltenen Ethernetpakete an alle Stationen im Netzwerk schickt, versucht ein Switch den Empfänger des Paketes zu ermitteln und das Paket nur an dessen Anschluss zu schicken. Nur wenn der Switch den Empfänger nicht ermitteln kann, schickt er das Paket an alle Teilnehmer im Netzwerk. Das hat den Vorteil, dass jeder Station die gesamte Bandbreite des Netzwerkes zur Verfügung steht.

Als Netzwerkkomponenten gelten alle Bestandteile eines Rechnernetzes. Dabei wird unterschieden nach passiven und aktiven Komponenten.

Als passive Netzwerkkomponenten wird das Material bezeichnet, das ohne jegliche Stromversorgung auskommt.

Aktive Netzwerkkomponenten sind alle Geräte, die aktiv Signale verarbeiten bzw. verstärken können.

• Zwischenverstärker zur Verbindung von Kabelsegmenten desselben Kabel- und Netzwerktyps (Schicht 1 des OSl-Referenzmodells)
• Der Einsatz von Repeatern bietet sich z. B. bei LANs in Bus-Topologie an, um die maximale Kabellänge zu erweitern.
• Der Repeater teilt das Netz zwar in zwei physische Segmente, die logische Bus-Topologie bleibt aber erhalten.
• Durch diesen Effekt erhöht der Repeater die Ausfallsicherheit des Netzes, da bei Wegfall eines Teilnetzes das jeweils andere weiter unabhängig agieren kann.
• Repeater erhöhen nicht die zur Verfügung stehende Bandbreite eines Netzes.

1. Aufgabenangemessenheit
2. Selbstbeschreibungsfähigkeit
3. Steuerbarkeit
4. Erwartungskonformität
5. Fehlertoleranz
6. Individualisierbarkeit
7. Lernförderlichkeit

"Ein Dialog ist aufgabenangemessen, wenn er den Benutzer
unterstützt, seine Arbeitsaufgabe effektiv und effizient zu
erledigen."

"Ein Dialog ist selbstbeschreibungsfähig, wenn jeder einzelne
Dialogschritt durch Rückmeldungen des Dialogsystems
unmittelbar verständlich ist oder dem Benutzer eine Anfrage
erklärt wird."

"Ein Dialog ist steuerbar, wenn der Benutzer in der Lage ist,
den Dialogablauf zu starten sowie seine Richtung und
Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis das Ziel erreicht ist."

"Ein Dialog ist erwartungskonform, wenn er konsistent ist und
den Merkmalen des Benutzers entspricht, z.B. seinen
Kenntnissen aus dem Arbeitsgebiet, seiner Ausbildung und
seiner Erfahrung sowie den allgemein anerkannten
Konventionen."

"Ein Dialog ist fehlertolerant, wenn das beabsichtigte Arbeitsergebnis trotz erkennbar fehlerhafter Eingaben entweder mit keinem oder minimalem Korrekturaufwand seitens des Benutzers erreicht werden kann."

"Ein Dialog ist individualisierbar, wenn das Dialogsystem
Anpassungen an die Erfordernisse der Arbeitsaufgabe sowie an die individuellen Fähigkeiten und Vorlieben des Benutzers zulässt."

"Ein Dialog ist lernförderlich, wenn er den Benutzer beim Erlernen des Dialogsystems unterstützt und anleitet."

1. Klarheit
"Der Informationsgehalt wird schnell und genau vermittelt."
2. Unterscheidbarkeit
"Die angezeigte Information kann genau unterschieden werden."
3. Kompaktheit
"Den Benutzern wird nur jene Information gegeben, die für das
Erledigen der Aufgabe notwendig ist."
4. Konsistenz
"Gleiche Information wird innerhalb der Anwendung entsprechend den Erwartungen des Benutzers stets auf die gleiche Art dargestellt."
5. Erkennbarkeit
"Die Aufmerksamkeit des Benutzers wird zur benötigten Information gelenkt."
6. Lesbarkeit
"Die Information ist leicht zu lesen."
7. Verständlichkeit
"Die Bedeutung ist leicht verständlich, eindeutig interpretierbar und erkennbar."

1. Das Web als Plattform
2. Die Nutzung kollektiver Intelligenz
3. Die Daten als nächstes "Intel Inside"
4. Abschaffung des Software-Lebenszyklus
5. Lightweight Programming Models
6. Software über die Grenzen einzelner Geräte hinaus
7. Benutzerführung (Rich User Experiences)
8. Die breite Masse (The Long Tail)

Verlinkungen

• Yahoo war lange Zeit ein reines Portal, führte also nur die vorhandenen Seiten auf.
• Google analysierte die Linkstruktur und führte ein darauf basierendes Pageranking ein

Bewertungen

• Amazon ist vor allem aufgrund seiner Nutzerbewertungen gross geworden

Netzwerk-Effekte durch Nutzerbeteiligung sind der Schlüssel zur
Marktdominanz in der Web 2.0 Ära.

Informationsflut beherrschen mittels

• logischer Datenstrukturen (komplex)
• Daten, die
° aktuell,° richtige und° redundanzfrei sind
• Trennung von Daten und Programmen
• gleichzeitige Zugriffs mehrerer Benutzer

• Die in einem DBS (Datenbanksystem) nach einheitlichen Regeln persistent gespeicherten Daten.
• Die Daten werden in Dateien des File-Systems gespeichert.

„Datenbasis“ ist eine Bezeichnung für eine Menge an Daten, die in einem bestimmten Zusammenhang (die Basis für ...) gespeichert oder benötigt werden.

• In einem DBS werden Daten nach einheitlichen Regeln gespeichert und verwaltet.
• Alle Benutzer und Anwendungen können nach einheitlichen Regeln
auf die gespeicherten Daten zugreifen.

Ein Datenbanksystem  besteht aus zwei Teilen:

• der Verwaltungssoftware, genannt Datenbankmanagementsystem (DBMS)
• der Menge der zu verwaltenden Daten, der Datenbank (DB) im engeren Sinn, zum Teil auch „Datenbasis“ genannt

Die Verwaltungssoftware organisiert intern die strukturierte Speicherung der Daten und kontrolliert alle lesenden und schreibenden Zugriffe auf die Datenbank. Zur Abfrage und Verwaltung der Daten bietet ein Datenbanksystem eine Datenbanksprache an.

Unter Datenunabhängigkeit versteht man die Unabhängigkeit von Anwendungsprogrammen und den Daten, die die Anwendungsprogramme benötigen.

Datenunabhängigkeit beschreibt, zu welchem Grad ein Benutzer oder ein Anwendungsprogramm auf die Daten eines Datenbanksystems zugreifen kann, ohne Details der systemtechnischen Realisierung der Datenspeicherung und des Datenzugriffs zu kennen.

Datenunabhängigkeit kann vom Datenbankmanagementsystem (DBMS) durch das Bereitstellen einer wohldefinierten, unveränderlichen Schnittstelle erreicht werden, welche die Implementierung der Datenspeicherung und des Datenzugriffs vor dem Benutzer der Schnittstelle verbirgt, so dass man diese Implementierung verändern kann und für Benutzer der Schnittstelle solche Änderungen transparent bleiben. Dies ist dem Prinzip der Abstrakten Datentypen analog.

vertikal und logisch:
Anwenderprogramme von den Daten
Anwendungsprogramme und Daten sind unabhängig. Werden Daten aus der Datenbasis entfernt, die in keinem anderen Programm mehr benötigt werden, so ist dies möglich. Benötigt andererseits eine Anwendung neue Daten, so wird die bestehende Datenbasis um eben diese neuen Daten ergänzt.

horizontal und logisch:
Anwenderprogramme untereinander
Anwendungsprogramme untereinander sind unabhängig, was heißt, dass Änderungen in einem Programm keine Änderungen in einem anderen Programm nach sich ziehen. Benötigt z.B. eine Anwendung neue Daten, so werden diese in die Datenbasis aufgenommen, die SQL-Anfragen (SELECT-Ausdrücke) und DML-Anweisungen in den anderen Programmen bleiben unberührt.

physisch:
Unabhängig von der physikalischenSpeicherung
Die (logische) Datendarstellung, die für die Anwendungsprogramme, ist unabhängig von der Form der physischen Speicherung. SQL-Anfragen (SELECT-Ausdrücke) und DML-Anweisungen im Anwendungsprogramm müssen nicht angepasst werden, wenn die physikalische Speicherform geändert wird, wenn z.B. von einer ISAM-Speicherung auf ein B-Baum-Struktur umgestellt wird oder ähnliches.

Ein Datenbankadministrator (DBA) ist für die Verwaltung eines Datenbankmanagementsystems (DBMS) verantwortlich.

• Datenbankdesign, Anlegen der Datenbank
• Softwareinstallation und -wartung
• Speicherplatzverwaltung
• Implementierung von Sicherheitsmechanismen
• Laden von Daten
• Backup und Recovery.
• Reorganisation von Datenbeständen
• Systembeobachtung und-Tuning