Internet

Internet
Weltweiter Verbund von Rechnernetzen

Hinweis: Vorgehensweise

Lies dich selbständig durch dieses Kapitel durch, dabei

  • löst du die Aufgaben und notierst deine Ergebnisse
  • vor jedem «gewonnene Erkenntnisse» ĂĽberlegst du kurz, was eine gewonnene Erkenntnis sein könnte – und zwar bevor du das Kästchen aufklappst
  • lies die «gewonnenen Erkenntnisse» durch und ĂĽberlege dir, was damit genau gemeint ist
  • falls du eine Frage hast oder eine Erkenntnis notiert hast, die nicht aufgelistet wird, dann halte dies fest, damit wir am Schluss darĂĽber sprechen können

Wir befinden uns auf der Internet-Schicht: Hier werden IP-Pakete vom Start- zum Zielgerät transportiert. Bei ihrem Weg durch das Internet müssen die Pakete geleitet werden – man spricht von Routing.

Bernmobil

Durch das Verkehrsnetz von Bernmmobil wird der öffentliche Verkehr in der Stadt Bern sichergestellt.

Auszug Verkehrsnetz Bern-Mobil

Aufgabe: auf Papier

Du möchtest vom Gymnasium auf den Gurten:

  • Welche Möglichkeiten hast du?

Haltestellen, die du zu Fuss erreichen kann, sind Aegertenstrasse und Helvetiaplatz.

Aufgabe: am Computer

Du möchtest vom Gymnasium auf den Gurten:

  • Welchen Weg schlägt dir bernmobil.ch vor?
  • Ă„ndert sich der Vorschlag spät in der Nacht?
Lösung: gewonnene Erkenntnisse
  • Es gibt mehrere Wege, welche ans Ziel fĂĽhren.
  • Der optimale Weg kann sich ändern.

gefundene Analogien

WLAN
zu Fuss bis zur nächsten Haltestelle
Sichtbare WLANs
Haltestellen, die zu Fuss erreichbar sind: Aegertenstrasse & Helvetiaplatz
Rechnernetz (LAN)
mit Bus, Tram oder Gurtenbahn
Router
Umsteigen an gewissen Haltestellen

Routing fĂĽr Touristen

Datenpakete sind – anders als wir als Passagiere von Bernmobil – nicht intelligent. Sie wissen nicht, wo sie umsteigen müssen. Dies muss jemand anders für sie tun.

Wir nehmen also an, wir seien Touristen und wollen vom Gymer auf den Gurten fahren. An den Haltestellen, müssen wir also Informationen finden, ob und auf welchen Bus/welches Tram wir umsteigen müssen. Auch können wir uns keine künftigen Umsteige-Vorgänge merken, immer nur die aktuelle Haltestelle.

Aufgabe: Routing-Tabelle

Erstelle für das Ziel «Gurten» Umsteige-Anleitungen für die folgenden Haltestellen :

  • Aegertenstrasse
  • Helvetiaplatz
  • Zytglogge
  • Sulgenau
  • Gurtenbahn

Beispiel-Anleitung

Hauptbahnhof
auf Linie 9 in Richtung Wabern umsteigen

Aufgabe: andere Ziele

Die Anleitungen mĂĽssten natĂĽrlich auch Anweisungen haben fĂĽr andere Ziele.

  • Wie wĂĽrde eine Umsteigeanweisung lauten fĂĽr 6 obenstehenden Haltestellen fĂĽr das Ziel «ZĂĽrich»?
  • Wie fĂĽr das Ziel «Genf»?
  • Muss jede Haltestelle wirklich Anweisungen fĂĽr jedes andere Ziel haben?
Lösung: gewonnene Erkenntnisse

Es können Anweisungen «delegiert» werden: So muss nur der Hauptbahnhof wissen, in welchen Zug man einsteigen muss für Zürich oder Genf. Die anderen bernmobil-Haltestellen leiten alle Anfragen ausserhalb des bernmobil-Netzes an den Hauptbahnhof weiter.

Aufgabe: Ausfall Schienennetz

Du möchtest vom Gymnasium auf den Gurten:
Wegen einer grösseren Fehlfunktion stehen aber sämtliche Trams still. Busse verkehren weiterhin.

  • Finde einen neuen Weg!
Lösung: gewonnene Erkenntnisse
  • Es gibt verschiedene Wege, auch normalerweise nicht optimale
  • Dadurch existiert eine gewisse Ausfallsicherheit

Aufgabe: Grosse Gruppe

4 Parallelklassen – also ca. 100 Personen inkl. LK machen einen Ausflug zum Abendpicknick auf den Gurten.
Wie kommen sie am schnellsten dahin, wenn wir damit rechnen, dass wegen dem Feierabendverkehr maximal 25 Personen pro Tram/Bus Platz finden?

Lösung: gewonnene Erkenntnisse
  • Bei Engpässen können verschiedene Wege gleichzeitig benutzt werden. (Load-Balancing)

Routing fĂĽr Datenpakete

Routing-Algorithmen sorgen dafĂĽr, dass Datenpakete ihren Weg durch das Internet finden. Dabei kann es sein, dass mehrere Pakete mit dem selben Ziel unterschiedliche Routen nehmen.

Bild: Khanacademy (CC-BY-NC-SA)

Router im Schichtenmodell

Router stellen die Verbindung zwischen unterschiedlichen Netzwerken her. Sie müssen die IP-Pakete auspacken, damit diese gemäss der IP-Adresse weitergeleitet werden können. Dabei bedienen sich Router spezieller Tabellen, welche angeben, wohin ein Paket mit einer bestimmten IP-Adresse hingeleitet werden soll.

Bild: Wikimedia Commons

Routen verfolgen

Der Befehl traceroute (macOS) resp. tracert (Windows) kann die Route von IP-Pakete nachverfolgen. Dabei werden die Zwischenstationen – also dort wo das Paket entpackt und gemäss Ziel-IP-Adresse weitergeleitet wird – angezeigt.

Aufgabe: traceroute

Ă–ffne eine Eingabeaufforderung und gib die folgendene drei Befehl ein:

tracert admin.ad.kinet
tracert www.google.ch
tracert www.gymkirchenfeld.ch
1
2
3

Beobachte den Output. Erkennst du Gemeinsamkeiten oder irgendeine spezielle Zwischenstation?

«Highspeed-Routen»

Schweiz

Auf der untenstehenden Karte erkennt man die schnellsten Leitungen von Switch. Diese Organisation verbindet die Universitäten und Forschungsinstitute miteinander und mit dem Ausland.

Bild: Switch.ch

Andere Provider besitzen ebenfalls schnelle Leitungen zwischen den Städten und ins Ausland. Z.B. wurden bestehende Gas-Leitungen mit schnellen Glasfaser-Kabeln versehen

Bild: gas-com.ch

Interkontinental

Bei der Verbindung von Kontinenten hatte man schon vor dem Internet-Zeitalter Unterseekabel verlegt.

Bild: Wikimedia Commons

Heute laufen zahlreiche «Highspeed-Routen» über den Grund der Meere.

Aufgabe: Unterseekabel

Wie kommt ein Datenpaket von Bern

  • in die USA?
  • nach Madagaskar?

https://www.submarinecablemap.com/