Unterschiede

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--- p:netzwerke:mehrere_rechner [2024/09/30 15:09] – [💻-💻-💻 Mehrere Rechner verbinden] Ralf Kretzschmar
+++ p:netzwerke:mehrere_rechner [2026/04/25 10:46] (aktuell) – [4. Exkurs Signalübertragung und Vermeidung von Signalkollisionen] Ralf Kretzschmar
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   * Du baust ein einfaches Netzwerk mit mehreren Rechnern auf.
   * Du lernst, wie garantiert werden kann, dass alle zu versendenden Daten (auch über das Internet) vollständig beim Empfänger ankommen.
-  * Du lernst wie vermieden wird, dass wenn zwei Rechner im selben Empfangsbereich gleichzeitig senden, sich die Signale gegenseitig stören.
+  * Du lernst, wie vermieden wird, dass sich die Signale gegenseitig stören, wenn zwei Rechner im selben Empfangsbereich gleichzeitig senden.
 ~~INTOC~~
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   ; Switch
-  : Ein **Switch** ist ein Gerät, das es erlaubt, mehrere Rechner miteinander zu verbinden. Der Switch identifiziert dabei alle verbundene Rechner über deren **MAC-Adresse**. Jeder **WLAN-Access-Point** ist auch ein Switch, mit welchem sich mehrere Rechner gleichzeitig verbinden können.
+  : Ein **Switch** ist ein Gerät, das es erlaubt, mehrere Rechner miteinander zu verbinden. Der Switch identifiziert dabei alle verbundenen Rechner über deren **MAC-Adresse**. Jeder **WLAN-Access-Point** ist auch ein Switch, mit welchem sich mehrere Rechner gleichzeitig verbinden können.
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 == ✍ Auftrag – Filius 4 ==
 {{ gem/flag?label=Erledigt&icon=%E2%9C%8D#e3cfe457118e82b0}} {{ :p:netzwerke:entwurfsmodus.png?nolink&51|}}
-👉 Verbinde mehrere Rechner mithilfe eines Switch zu einem Netzwerk.
+👉 Verbinde mehrere Rechner mithilfe eines Switches zu einem Netzwerk.
   - Öffne in Filius das Netzwerk, welches du unter dem Namen Filius02 abgespeichert hattest.
   - Erweitere das Netzwerk gemäss untenstehender Abbildung um einen Switch und einen Rechner, dem du die IP 192.168.0.12 gibst und "Server 0.12" nennst.
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-  ; Server Dienste
+  ; Serverdienste
-  : Ein Server ist ein Rechner, der einen Dienst zur Verfügung stellt (z.B. ein Webseiten). Ein sehr einfacher Server Dienst ist z. B. der "Echo-Server". Dieser sendet alle an ihn gerichtete Nachrichten wieder zurück an den Absender (wie ein Echo).
+  : Ein Server ist ein Rechner, der einen Dienst zur Verfügung stellt (z. B. eine Webseite). Ein sehr einfacher Serverdienst ist z. B. der "Echo-Server". Dieser sendet alle an ihn gerichteten Nachrichten wieder zurück an den Absender (wie ein Echo).
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   - Starte den ''Echo-Server'' mit dem Port ''55555''.
   - Installiere auf dem ''Rechner 0.10'' den ''Einfacher Client''.
-  - Starte den ''Einfacher Client'', gib die Server IP-Adresse ein, klicke auf ''Verbinden'' und sende die Nachricht ''Hallo''.
+  - Starte den ''Einfacher Client'', gib die Server-IP-Adresse ein, klicke auf ''Verbinden'' und sende die Nachricht ''Hallo''.
   - Trenne danach auf dem ''Einfacher Client'' die Verbindung.
   - Wenn alles geklappt hat, siehst du im ''Einfacher Client'' die gesendete Nachricht ''<<Hallo'' (die ''<<'' zeigen das Senden an). Darunter steht die empfangene Nachricht ''>>Hallo'' (die ''>>'' zeigen das Empfangen an).
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   ; Socket
-  : Der Einfache Client und der Echo-Server sind Anwendungen. Damit zwei Anwendungen miteinander kommunizieren können, müssen diese voneinander die IP-Adresse und den Port wissen. Die Kombination IP und Port wird als **Socket** bezeichnet und häufig in der Form //IP-Adresse:Port// geschrieben, z.B. ''192.168.0.12:55555''.
+  : Der "Einfache Client" und der "Echo-Server" sind Anwendungen. Damit zwei Anwendungen miteinander kommunizieren können, müssen diese voneinander die IP-Adresse und den Port wissen. Die Kombination IP und Port wird als **Socket** bezeichnet und häufig in der Form //IP-Adresse:Port// geschrieben, z. B. ''192.168.0.12:55555''.
-  ; TCP Protokoll
+  ; TCP-Protokoll
-  : Das **TCP Protokoll** ist für den Aufbau und das Garantieren einer stabilen Verbindung zwischen zwei Rechnern zuständig. Dazu wird jede empfangene Nachricht (jeder empfangene Nachrichtenteil) mit einem TCP Protokoll bestätigt. Bleibt solch eine Bestätigung aus, so wird die Nachricht erneut gesendet.
+  : Das **TCP-Protokoll** ist für den Aufbau und das Garantieren einer stabilen Verbindung zwischen zwei Rechnern zuständig. Dazu wird jede empfangene Nachricht (jeder empfangene Nachrichtenteil) mit einem TCP-Protokoll bestätigt. Bleibt solch eine Bestätigung aus, so wird die Nachricht erneut gesendet.
-  ; 3-Way Handshake
+  ; 3-Way-Handshake
-  : Der **3-Way Handshake** ist ein Vorgehen in drei Schritten, um zu eine stabile Verbindung zwischen zwei Rechnern aufzubauen und zu testen. Dazu werden TCP Protokolle versendet. Salopp beschrieben läuft das wie folgt ab:\\ \\
+  : Der **3-Way-Handshake** ist ein Vorgehen in drei Schritten, um eine stabile Verbindung zwischen zwei Rechnern aufzubauen und zu testen. Dazu werden TCP-Protokolle versendet. Salopp beschrieben läuft das wie folgt ab:\\ \\
 . Rechner A an Rechner B: "Hey Rechner B, bist du online?"
 . Rechner B an Rechner A: "Yo Bro! Ist meine Antwort bei dir angekommen?"
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 {{ :p:netzwerke:switchdatenaustausch.png?nolink |}}
-  - Die Zeilen 3-5 zeigen den 3-Way Handshake. Der Client baut die Verbindung mit dem Server auf. Wie lauten die beiden Sockets in der Notation //IP-Adresse:Port//? {{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwgMoHsDGBrCYAEBRAlgHYBmAhqgBYQBO2AwgDb4SFhzYA6hKGWelyALSIaANxrZJk9iAA0IYg1IBzAM7wQ+OSGoRl0AA4aAdACoAjAE4ATBw7HzANgAcd4wAY3593DsATYABWAF8zLjMrW3snV3tPaOs4QOTkkGCgA#1b808147474123a5}}
+  - Die Zeilen 3-5 zeigen den 3-Way-Handshake. Der Client baut die Verbindung mit dem Server auf. Wie lauten die beiden Sockets in der Notation //IP-Adresse:Port//? {{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwgMoHsDGBrCYAEBRAlgHYBmAhqgBYQBO2AwgDb4SFhzYA6hKGWelyALSIaANxrZJk9iAA0IYg1IBzAM7wQ+OSGoRl0AA4aAdACoAjAE4ATBw7HzANgAcd4wAY3593DsATYABWAF8zLjMrW3snV3tPaOs4QOTkkGCgA#1b808147474123a5}}
-  - Wie ist der 3-Way Handshake in den Zeilen 3-5 aufgebaut? Nachricht 1 enthält eine Sequenznummer ''SEQ'', in Nachricht 2 wird mit einer ''ACK'' Nummer geantwortet und eine neue ''SEQ'' geschickt, in Nachricht 3 wird wiederum mit einer ''ACK'' Nummer geantwortet.\\ Um wie viel grösser ist die ''ACK'' Nummer in Nachricht 2 als die ''SEQ'' Nummer in der vorausgehenden Nachricht 1?{{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwhAGhAMwDYEMDmBneIAlsiAE4TbQAOBAdAFQCMIAvkA#e6452a0af529102c}}
+  - Wie ist der 3-Way Handshake in den Zeilen 3 - 5 aufgebaut? Nachricht 1 enthält eine Sequenznummer ''SEQ'', in Nachricht 2 wird mit einer ''ACK'' Nummer geantwortet und eine neue ''SEQ'' geschickt. In Nachricht 3 wird wiederum mit einer ''ACK''-Nummer geantwortet.\\ Um wie viel grösser ist die ''ACK''-Nummer in Nachricht 2 als die ''SEQ''-Nummer in der vorausgehenden Nachricht 1?{{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwhAGhAMwDYEMDmBneIAlsiAE4TbQAOBAdAFQCMIAvkA#e6452a0af529102c}}
-  - In der Zeile 6 schickt der Client dem Server die Nachricht "Hallo". In Zeile 7 bestätigt der Server den Erhalt der Nachricht per TCP.\\ Um wie viel ist die ''ACK'' Nummer der Empfangsbestätigungen in Zeile 7 grösser als die vorangehende ''SEQ'' Nummer (Zeile 5)? Und um wie viel ist die ''ACK'' Nummer der Empfangsbestätigungen in Zeile 9 grösser als die vorangehende ''SEQ'' Nummer (Zeile 7)?\\ 💡 Tipp: Die Nachricht ''Hallo'' besteht aus fünf Buchstaben. {{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwhAGhAMwDYEMDmBneIAlsiAE4TbQAOBAdAFQCsIAvkA#ec8ddfdc3b8204a3}}
+  - In der Zeile 6 schickt der Client dem Server die Nachricht "Hallo". In Zeile 7 bestätigt der Server den Erhalt der Nachricht per TCP.\\ Um wie viel ist die ''ACK''-Nummer der Empfangsbestätigungen in Zeile 7 grösser als die vorangehende ''SEQ''-Nummer (Zeile 5)? Und um wie viel ist die ''ACK''-Nummer der Empfangsbestätigungen in Zeile 9 grösser als die vorangehende ''SEQ''-Nummer (Zeile 7)?\\ 💡 Tipp: Die Nachricht ''Hallo'' besteht aus fünf Buchstaben. {{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwhAGhAMwDYEMDmBneIAlsiAE4TbQAOBAdAFQCsIAvkA#ec8ddfdc3b8204a3}}
-  - Beim 3-Way Handshake in den Zeilen 3-5 wird mit dem Schlüsselwort ''SYN'' angezeigt, dass eine Verbindung aufgebaut wird. In den Zeilen 10-13 wird diese Verbindung mittels vier TCP Nachrichten wieder getrennt.\\ Welches Schlüsselwort wird in den Zeilen 10-13 verwendet, um analog zu ''SYN'' das Beenden der Verbindung anzuzeigen?{{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwhAGhAMwDYEMDmBneIAlsiAE4TbQAOBAdAFQBiAkgHIgC+QA#021de09459e7fa6a}}
+  - Beim 3-Way-Handshake in den Zeilen 3 – 5 wird mit dem Schlüsselwort ''SYN'' angezeigt, dass eine Verbindung aufgebaut wird. In den Zeilen 10 - 13 wird diese Verbindung mittels vier TCP-Nachrichten wieder getrennt.\\ Welches Schlüsselwort wird in den Zeilen 10 – 13 verwendet, um analog zu ''SYN'' das Beenden der Verbindung anzuzeigen?{{gem/match?0=N4IgLgpgHmIFwhAGhAMwDYEMDmBneIAlsiAE4TbQAOBAdAFQBiAkgHIgC+QA#021de09459e7fa6a}}
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   ; Signalübertragung
   : Bei einer Verbindung über LAN-Kabel oder per WLAN wird beim Empfänger in regelmässigen Zeitabständen gemessen, ob ein digitales Signal eintrifft.\\ \\
-  * **LAN-Kabel:** Wird zum Messzeitpunkt eine Spannung von + 2-3 V erkannt, wird dies als digitale 1 interpretiert, eine Spannung von - 2-3 V wird als digitale 0 erkannt.
+  * **LAN-Kabel:** Wird zum Messzeitpunkt eine Spannung von + 2–3 V erkannt, wird dies als digitale 1 interpretiert, eine Spannung von - 2-3 V wird als digitale 0 erkannt.
-  * **WLAN:** Beim WLAN Funksignal werden durch verschiedene Signalstärken (Amplituden) und verschiedene Signalverschiebungen (Phasenverschiebungen) in jeder Zeiteinheit gleichzeitig mehrere Bits übertragen.
+  * **WLAN:** Beim WLAN-Funksignal werden durch verschiedene Signalstärken (Amplituden) und verschiedene Signalverschiebungen (Phasenverschiebungen) in jeder Zeiteinheit gleichzeitig mehrere Bits übertragen.
   ; Vermeidung von Signalkollisionen
-  : Senden mehrere Netzwerkkarten gleichzeitig, kann es bei einer LAN-Verbindung im Kabel und bei einer WLAN-Verbindung in der Luft zu einer Überlagerung (Kollision) der Signale kommen. Um das zu vermeiden, horcht ein Rechner in jedem Fall vor dem Senden erst einmal, ob bereits ein Signal übertragen wird. Falls nicht wird ...\\ \\
+  : Senden mehrere Netzwerkkarten gleichzeitig, kann es bei einer LAN-Verbindung im Kabel und bei einer WLAN-Verbindung in der Luft zu einer Überlagerung (Kollision) der Signale kommen. Um das zu vermeiden, horcht ein Rechner in jedem Fall vor dem Senden erst einmal, ob bereits ein Signal übertragen wird. Falls nicht, wird ...\\ \\
   * **LAN-Kabel:** ... das Signal gesendet und während dem Senden mitgehört, um eine mögliche Kollision zu entdecken. Ist eine solche aufgetreten, so wartet der Sender eine zufällige Zeitdauer und sendet es erneut.
   * **WLAN:** ... zuerst ein Ready to Send (RTS) Signal an den Empfänger geschickt und dieser antwortet mit einem Clear to Send (CTS) Signal, welches allen anderen Rechnern im Empfangsbereich signalisiert, dass diese eine Zeit lang nicht senden dürfen.

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