26 27 Bits kleinste mögliche Informationseinheit Wortschöpfung aus binary und digit zwei Zustände ja / nein wahr / falsch hell / dunkel Männlein / Weiblein links / rechts Einschub BINÄRES ZAHLENSYSTEM technisch einfache Realisierung möglich geladen / ungeladen Strom fließt / Strom fließt nicht 5V Spannung / 0V Spannung magnetisiert / nicht magnetisiert ultimativ: 1 oder 0 28 29 Bytes Positions‐ oder Stellenwertsysteme komplexe Informationen werden durch Folgen von Bits dargestellt Die kleinste adressierbare Speichereinheit im Rechner ist das Byte (engl.: byte; Kunstwort, ausgesprochen: Bait) Folge von acht Bits können gemeinsam in einem Rechner verarbeitet werden heute gebräuchlichste Art der Zahlensysteme kompakte Darstellung beliebig großer Zahlen mit wenigen Symbolen (Ziffern oder Zahlzeichen) Anzahl der Symbole: Basis des Zahlensystems Beispiele: Binärsystem: {0,1} Oktalsystem: {0,1,2,3,4,5,6,7} Dezimalsystem: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} Hexadezimalsystem: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} 30 31 Dezimalsystem allgemeine Darstellung: Basis des Zahlensystems: B Ziffer: Zahl: Wert: ai {0, 1, 2, … , B‐1} <a0, a1, a2, … , an> geschrieben: anan‐1…a2a1a0 a0*B0 + a1*B1 + … + an*Bn= ai*Bi heute meist verwendetes System Basis: 10 Ziffern: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} Beispiel: 4361 = 4*103 + 3*102 + 6*101 + 1*100 = 4*1000 + 3*100 + 6*10 + 1*1 = 4000 + 300 + 60 + 1 1 32 33 Dual‐ oder Binärsystem Natürliche Zahlen binär Basis für Computer Basis: 2 Ziffern: {0,1} 1 Bit: 0 und 1 2 Bit: 0 bis 3 3 Bit: 0 bis 7 4 Bit: 0 bis 15 Beispiel: 10011 Bitfolgen zur Darstellung größerer Zahlen 8 Bit: 0 bis 255 = 1*24 + 0*23 + 0*22 + 1*21 + 1*20 = 1*16 + 0*8 + 0*4 + 1*2 + 1*1 = 16 + 0 + 0 + 2 + 1 = 19 16 Bit: 0 bis 65535 32 Bit: 0 bis 4.294.967.296 n Bit: 0 bis 2n‐1 Darstellung der natürlichen (positiven!) Zahlen 34 35 IP – Adressen Jeder Rechner im Internet braucht eine Adresse Paketvermittlung erfolgt nur über Adressen IP‐Adresse ist 32 Bit lang = 4Byte, daher maximal 232 (4.294.967.296) Rechner adressierbar Zur besseren Lesbarkeit dargestellt als: d1.d2.d3.d4 INTERNET GRUNDLAGEN Dezimalwerte der 4 verwendeten Bytes Beispiel: 141.44.27.70 Mögliche Abfrage ob ein Rechner im Netz verfügbar ist: ping <ip_adresse> oder <hostname> neues Adressformat IPv6 eingeführt, besteht aus 6 Bytes 2128 Rechner adressierbar = 340 Sextillionen Adressen genau: 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 5×1028 für jeden der 6.5 Mrd. auf der Erde lebenden Menschen 36 37 Vergabe von IP‐Adressen Subnetzmaske: Möglichkeit ein Netz in „Unter“-Netze zu teilen Ähnlich einer Vorwahl Vorteil: Teilnetze können bestimmten Institutionsteilen zugeordnet werden Vereinfacht die Suche nach IP-Adressen statisch oder dynamisch statisch: IANA/ICANN dynamisch durch Serverdienst: DHCP Deutschland: DENIC: www.denic.de dynamic host configuration protocol IANA - Internet Assigned Numbers Authority ICANN - Internet Corporation for Assigned Names and Numbers RIPE - Réseaux IP Européens ARIN DENIC - Deutsches Network Information Center IANA RIPE APNIC LACNIC AfriNIC DENIC 2 38 Spezielle IP‐Adressen Domainnamen 127.0.0.0 – lokaler Rechner (loopback) Anfangszeit des Internet: Adressierung nur über IP‐Adressen Alternativ: verteilte Datenbank zur Verwaltung von Namen im Internet Idee: Jedes Teilnetz verwaltet einen Bereich von Namen und hat selbst Bereichsnamen (domain name) 127.0.0.1 – localhost 39 private (nicht öffentliche) IP‐Adressen: 10.0.0.0–10.255.255.255 172.16.0.0–172.31.255.255 192.168.0.0–192.168.255.255 siehe auch: ping 40 Domainnamen Toplevel Domains Domainnamen bestehen aus mindestens zwei Komponenten: Geographische: de, it, fr, cz, pl, eu Organisatorische: edu, biz, mil, gov, org, info, name Teilweise werden freiwillige Kategorien eingefügt domain.ToplevelDomain, Beispiel: ovgu.de subdomain.domain.ToplevelDomain, Beispiel: fgse.ovgu.de ToplevelDomain: bezeichnet geographischen oder organisatorischen Bereich Zweite Komponente: Domain Beispiel: de … Deutschland, edu … education Beispiel: ac.uk, co.uk Beispiel: uni‐magdeburg 41 Vergabe in Deutschland über DENIC vollständig: uni‐magdeburg.de siehe auch: nslookup 42 Dienste im Internet Verschiedene Protokolle für verschiedene Aufgaben bzw. zur Realisierung verschiedener Dienste Internet stellt nur Kommunikationsinfrastruktur zur Verfügung Beispieldienste: Email WWW Dateitransfer Benutzung entfernter Rechner DNS ICQ 43 DNS Domain Name System verteilte Datenbank die den Namensraum der Adressen im Internet verwaltet Umsetzung von Domainnamen in IP‐Adressen (forward lookup) und umgekehrt (reverse lookup) Vorteile: dezentrale Verwaltung hierarchische Strukturierung des Namensraums in Baumform Eindeutigkeit der Namen Erweiterbarkeit Quelle. Wikipedia 3 44 45 E‐Mail Message Transfer System (MTS) E-Mail Client zum Versand elektronischer Post verwendete Protokolle: SMTP Server Port 25 (SMTP) Port 110 (POP3) POP3/ IMAP Server SMTP – Simple Mail Transfer Protocol POP 3 – Post Office Protocol Version 3 IMAP – Internet Message Access Protocol E-Mail Client Port 143 (IMAP) Anwendungen: eMail‐Clients Anteil am globalen Daten‐ verkehr: ca. 7% E-Mail Client SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Zuverlässiger Nachrichtentransfer Suche nach Ziel‐SMTP‐Server über DNS (Domain Name System) Weiterleitung dann lokale Auslieferung an POP3/IMAP‐Server 46 POP3 vs. IMAP 47 Ports POP3: Keine ständige Verbindung zum Mailserver erlaubt nur das Auflisten, Abholen und Löschen von E‐ Mails am E‐Mail‐Server Keine Verwaltungsmöglichkeiten auf dem Server Emails werden heruntergeladen und vom Anwendungsprogramm verwaltet Adresskomponenten, in Netzwerkprotokollen eingesetzt, um Datenpakete den richtigen Diensten zuzuordnen bei TCP: Portnummer 16Bit: 65535 Werte 0...49151 registrierte Ports (IANA), darüber frei Beispiel HTTP‐Port: 80 80 HTTP IMAP: 143 IMAP 5190 ICQ 20 FTP Emails bleiben auf dem Server Gesamte Verwaltung erfolgt auf dem Server Vorteil: Mehrere Zugänge von unterschiedlichen Rechnern 48 weitere Dienste FTP zur Übertragung von Dateien 49 Weitere Dienste BitTorrent, eDonkey, eMule, Gnutella, FastTrack Anwendungen: FileZilla, integriert in TotalCommander Anteil am globalen Datenverkehr: ca. 24% Telnet zur Benutzung entfernter Rechner Rechner, die Dienste in Anspruch nehmen und diese Protokoll: Telnet Protocol Peer‐To‐Peer‐Systeme zum Austausch von Dateien Protokoll: FTP – File Transfer Protocol SSH zur sicheren Benutzung entfernter Rechner Ähnlich Telnet aber mit verschlüsselter Datenübertragung Protokoll: SSH Protocol ebenfalls zur Verfügung stellen Internet‐Telephonie Direkte Internet‐Telefonie Voice over IP Anteil am globalen Datenverkehr: ca. 12% 4 50 Fortsetzung nächste Woche… 5