Netzwerksysteme
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Lehrplan Netzwerksysteme Höhere Berufsfachschule für Wirtschaftsinformatik Oberstufe Schwerpunkt: Anwendungsentwicklung Schwerpunkt: Systemintegration Ministerium für Bildung und Kultur Trierer Straße 33 66111 Saarbrücken Saarbrücken, Juli 2015 Hinweis: Der Lehrplan ist online verfügbar unter www.bildungsserver.saarland.de LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (1/15) Einleitende Hinweise Dem vorliegenden Lehrplan der Höheren Berufsfachschule für Wirtschaftsinformatik liegt die Schul- und Prüfungsordnung über die Ausbildung und Prüfung an Höheren Berufsfachschulen für Wirtschaftsinformatik im Saarland (APO-HBFS-WI) in der Fassung vom 16. September 1985 (Amtsbl. S. 955), zuletzt geändert am 4. Juli 2003 (Amtsbl. S. 1910) zu Grunde. Der Lehrplan verfolgt das Ziel, die Schüler für die beruflichen Anforderungen auf dem Gebiet der Netzwerksysteme zu qualifizieren. Zum einen werden den Lernenden die theoretischen Grundlagen zur Projektierung von Netzwerken mit Internetanbindung vermittelt. Zum anderen erlangen die Schüler praxisrelevante Kenntnisse und Fertigkeiten auf den Gebieten der Netzwerktechnik und Netzwerkadministration, die sie in die Lage versetzen, Netzwerke im betrieblichen Kontext zu realisieren. Der Unterricht wird ergänzt durch Praxisphasen im Netzwerk-Labor. Diese Übungen sind Gegenstand des Rechnerpraktikums. Die Erreichung der Lernziele sollte durch Einsatz aktueller Software unterstützt werden. Auf nachstehende formale Vorgaben wird verwiesen: Die Lernziele sind mit Blick auf einen stringenten Umfang des Lehrplans als Groblernziele formuliert. Die Zeitrichtwerte sind als vorgeschlagene zeitliche Empfehlung zu verstehen. Sie sind stets als Jahresstunden ausgewiesen, um Vergleiche mit Schulformen anderer Bundesländer zu ermöglichen. Bei den ausgewiesenen Stundenanteilen sind die Zeiten für Wiederholungen, Leistungsüberprüfungen usw. enthalten, die mit rund einem Drittel angesetzt sind. Saarbrücken, Juli 2015 LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (2/15) Übersicht über die Lerngebiete Lfd. Nr. Lerngebiete Zeitrichtwert* (in Unterrichtsstunden) 1 Grundlagen Netzwerktechnik 16 2 Ethernet 10 3 TCP/IP-Protokollfamilie 9 4 Grundlagen des Routing 8 5 Router-Betriebssystem 11 6 Routing-Protokolle 7 Zugriffskontrolle und klassenloses Routing 12 8 Switching-Konzepte 10 9 VLAN-Konzepte und VTP-Protokoll 8 10 Skalierung von IP-Adressen 8 11 WAN-Technologien 12 Netzwerk-Administration Summe 8 12 8 120 * Zeitrichtwert i. S. eines Vorschlags LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (3/15) Lerngebiet 1: Grundlagen Netzwerktechnik Lernziele Lerninhalte Die Lernenden 1.1 führen die grundlegenden Tätigkeiten zur Vernetzung eines Arbeitsplatzes durch und wenden die grundlegende Netzwerkterminologie an - - - 1.2 setzen Netzwerkmedien ein - - - - 1.3 analysieren Fehlerquellen bei Übertragungen - 1.4 verkabeln LANs und WANs - - Zeitrichtwert: 16 Stunden Grundlagen PC Netzwerkkarte einbauen und unter TCP/IP konfigurieren Konnektivitätstest Zahlensysteme IP-Adressen-Klassenkonzept nach IPv4 Netzwerkmaske Netzwerkgeräte Netzwerktopologien Netzwerkprotokolle Netzwerkarten Netzwerkmodelle Kapselungsprozess Bandbreite Hinweise zum Unterricht Bezug zum Unterricht im Fach Systemintegration Unterstufe Laborübung Grundlagen der elektrischen Datenübertragung Grundlagen der optischen Datenübertragung Grundlagen der drahtlosen Datenübertragung Kupfermedien optische Medien WLAN-Technik Kabeltestverfahren Übertragungsverfahren Signalarten Störsignale Dämpfung elektromagnetisches Spektrum Anforderungen der Bitübertragungsschicht Komponenten im LAN Peer-to-Peer-Netze Client-Server-Netze Router und ISDN Router und DSL Konsolenverbindung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (4/15) Lerngebiet 2: Ethernet Lernziele Die Lernenden 2.1 beschreiben die Grundlagen des Ethernet Zeitrichtwert: 10 Stunden Lerninhalte - 2.2 unterscheiden EthernetTechnologien - 2.3 erklären das EthernetSwitching - - - - Hinweise zum Unterricht Meilensteine des Ethernet IEEE-Standard 802.3 OSI-Modell Schicht-2-Framing Zugangsverfahren CSMA/CD Synchronisation Kollisionsarten Fehlerbehandlung Verbindungsaufbau Ethernet-Konzepte Ethernet-Spezifikationen Zukunftsprognosen Laborübung aktuelle Beispiele allgemeine Grundsätze Aufbau und Wirkungsweise eines Switch Switching-Methoden Spanning-Tree-Protokoll Bandbreitendomänen Kollisionsdomänen Broadcastdomänen Segmentierung Mikrosegmentierung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (5/15) Lerngebiet 3: TCP/IP-Protokollfamilie Lernziele Lerninhalte Die Lernenden 3.1 erläutern die Relevanz von TCP/IP - - 3.2 wenden die IPAdressierung an - - - - 3.3 setzen Protokolle der Transportund Anwendungsschicht ein - Zeitrichtwert: 9 Stunden Hinweise zum Unterricht Bedeutung des Protokollstacks Schichtenmodell TCP/IP und OSI-Modell Internetadressen IPv4 öffentliche und private Adressen Subnetzbildung IPv6 Beantragung und Registrierung von Internetadressen Adresszuordnung Adressauflösung einzusetzende Protokolle Prinzip OSIModell geroutete Protokolle und RoutingProtokolle IP als geroutetes Protokoll Switching im Router verbindungslose und verbindungsorientierte Netzwerkdienste Aufbau eines IP-Pakets Pfadermittlung Routing und Metriken interne und externe RoutingProtokolle Adressklassen Subnetzbildung Subnetzmasken logische Verknüpfung Grundlagen Transportschicht Flusskontrolle Sitzungsmanagement Handshake-Verfahren Fenstertechnik TCP-Protokoll UDP-Protokoll Portnummern Grundlagen Anwendungsschicht DNS-Protokoll und Telnet Laborübung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Entwicklung von IP-Adressen als zentrale Fertigkeit Laborübung Seite (6/15) Lerngebiet 4: Grundlagen des Routing Lernziele Die Lernenden 4.1 erläutern die Wirkungsweise von WANs im Zusammenhang mit Routern Zeitrichtwert: 8 Stunden Lerninhalte - - 4.2 nehmen einen Router in Betrieb - - 4.3 holen Informationen über die Netzstruktur ein - - - - Hinweise zum Unterricht Komponenten eines WANs WAN-Router interne Komponenten des Routers Routerschnittstellen Managementports LAN- und WAN-Verbindungen aktuelle Beispiele Input-Output-System des Routers Bedienoberfläche Startvorgang Router-LEDs Bootvorgang Konsolenverbindung Anmeldeprozedur Befehlsliste History Zustandskontrolle Befehlsliste als Handout Verbindung zu Nachbarroutern Einsatz des DiscoveryProtokolls Erstellung eines Netzwerkplans Behandlung von Problemen Information über entfernte Router Konnektivitätstests Laborübung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Verknüpfung zum Fach Systemintegration Seite (7/15) Lerngebiet 5: Router-Betriebssystem Lernziele Die Lernenden 5.1 Konfigurieren Router Zeitrichtwert: 11 Stunden Lerninhalte - - - - 5.2 administrieren die Router-Software - - - - Hinweise zum Unterricht Befehlsmodi Konfigurationsmodi Vergabe des Router-Namens und -Passwortes Einrichten der seriellen Schnittstelle Einrichten der EthernetSchnittstelle Schnittstellenbeschreibung Auflösen von Hostnamen Einrichten von Hosttabellen Sicherung der Konfiguration Dokumentation der Konfiguration Befehlsliste als Handout Bootvorgang Fundorte der IOS-Software Steuerung des Ladevorgangs Konfigurationsregister Fehlersuche bei BootProblemen Administration der SoftwareImages Kopieren von Konfigurationsdateien mit TFTP Aufzeichnen und Laden von Konfigurationsdateien mit dem Terminalprogramm Laborübung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (8/15) Lerngebiet 6: Routing-Protokolle Lernziele Die Lernenden 6.1 erläutern die Grundlagen des Routing Zeitrichtwert: 8 Stunden Lerninhalte - - 6.2 konfigurieren Distanzvektorprotokolle - - 6.3 6.4 setzen das InternetKontrollnachrichtenProtokoll ein - wenden Problemlösungsverfahren am Router an - - - 6.5 erklären das TCP-Protokoll - - Hinweise zum Unterricht statisches Routing Default-Routen Fehlerbehebung bei statischem Routing dynamisches Routing autonome Systeme Konvergenz Klassifizierung der RoutingProtokolle Prinzip Distanzvektor Routing-Updates Routing-Schleifen Strategien zur Beseitigung von Routingschleifen Routing Information Protocol Interior Gateway Routing Protocol Konfigurationsbefehle Laborübung ICMP-Fehlermeldungen Testen der Erreichbarkeit ICMP-Steuermeldungen Untersuchung der Routing-Tabelle Ermittlung des Default-Gateways Bestimmung von Adressen administrative Distanz und Metrik Tests in den OSI-Schichten Befehle des Troubleshooting Synchronisation und Hand-shakeVerfahren DoS-Angriffe Fenstertechnik Vergleich mit UDP Portsystematik LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Prinzip OSIModell Seite (9/15) Lerngebiet 7: Zugriffskontrolle und klassenloses Routing Lernziele Lerninhalte Die Lernenden 7.1 erstellen StandardZugriffskontroll -listen 7.2 erstellen erweiterte Zugriffskontrolllisten - - 7.3 wenden das klassenlose Konzept der InternetAdressierung an - 7.4 setzen das RoutingProtokoll OSPF ein - - Zeitrichtwert: 12 Stunden Hinweise zum Unterricht Funktion von Standard-ACLs Erstellung von Standard-ACLs Wildcard-Maske Funktion von erweiterten ACLs Erstellung von erweiterten ACLs Platzierung von ACLs Firewall Laborübung Prinzip der Adressverschwendung CIDR Aufbau von VLSM Einsatzmöglichkeiten von VLSM Technik der Adressbildung Konfiguration von VLSM Realisierung von VLSM in RIPv2 Bedeutung der rasanten Entwicklung des Internets für die IPAdressierung Eigenschaften des Link-StateRouting Link-State-Routing-Algorithmen das Konzept von OSPF OSPF-Netztypen Metrik Konfiguration von OSPF Problembehebung Technik der Bildung von IPAdressen als zentrale Fertigkeit Laborübung - 7.5 setzen das RoutingProtokoll EIGRP ein - - Vergleich IGRP und EIGRP EIGRP-Designmerkmale EIGRP-Technologien EIGRP-Algorithmus Konfiguration von EIGRP Aufbauen von Nachbarschaftstabellen Verwalten von Routing-Tabellen Fehlerbehebung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (10/15) Lerngebiet 8: Switching-Konzepte Lernziele Die Lernenden 8.1 richten ein Ethernet-LAN ein Zeitrichtwert: 10 Stunden Lerninhalte - Hinweise zum Unterricht Ethernet/802.3-LAN Netzwerkleistung Netzwerkelemente Halbduplex-Ethernet Vollduplex-Ethernet Netzüberlastung Übertragungszeit Latenzzeit Switching-Arten Bedeutung der EthernetArchitektur für LANs LAN-Segmentierung Switch-Bootvorgang Anzeige-LEDs Switches und hierarchisches Netzdesign Arbeitsweise von Switches Schicht-2- und Schicht-3-Switching Konfiguration eines Switches Laborübung Verfahren der Adressermittlung Framefilterung Prinzip der LAN-Segmentierung Mikrosegmentierung Bildung von Kollisions- und Broadcastdomänen Auswirkung der Mikrosegmentierung auf die Netzleistung - 8.2 nehmen einen Switch in Betrieb - - 8.3 überwachen den SwitchBetrieb - 8.4 erläutern die Bedeutung von redundanten Topologien für den Netzbetrieb - - - - Vergleich der Segmentierung mit Switches, Bridges und Routern Probleme in redundanten Topologien Spanning-Tree-Protokoll nach IEEE 802.1d STP-Funktionen Portzustände bei STP Auswahl der Root-Bridge Konvergenz LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (11/15) Lerngebiet 9: VLAN-Konzepte und VTP-Protokoll Lernziele Lerninhalte Die Lernenden 9.1 beschreiben virtuelle lokale Netzwerke - 9.2 erläutern den Zweck der Leitungsbündelung - Zeitrichtwert: 8 Stunden Hinweise zum Unterricht Begriff VLAN Broadcast-Domäne VLAN-Arten Vorteile von VLANs Administration Sicherheit Aufbau des VLAN-Frames Frame-Tagging nach IEEE 802.1q VLAN-Konfiguration Fehlerbehebung Bedeutung der Einrichtung von VLANs für den Netzwerkbetrieb Prinzip des Trunking VLAN-Trunking-Protokoll Switch-Befehlszeilen-Interface Vorteile von VTP VTP-Betriebsarten VTP-Implementierung VTP-Konfiguration Routing zwischen VLANs Konfiguration des VLAN-Routing physische und logische Schnittstellen Laborübung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (12/15) Lerngebiet 10: Skalierung von IP-Adressen Lernziele Lerninhalte Die Lernenden 10.1 erklären die Problematik der derzeitigen IPAdressierung 10.2 setzen die Netzwerkadressübersetzung ein - - 10.3 richten die dynamische Vergabe von IPAdressen ein - Zeitrichtwert: 8 Stunden Entwicklung des Internets Lösungsverfahren Hinweise zum Unterricht aktuelle Daten Prinzip der IPv4Adressierung Eigenschaften von NAT und PAT Laborübung Konfiguration von NAT und PAT Kontrolle der Konfiguration Problembehebung Vor- und Nachteile von NAT und PAT DHCP-Protokoll nach RFC 2131 Vergleich von DHCP mit BOOTP Eigenschaften von DHCP Konfiguration von DHCP Problembehebung LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (13/15) Lerngebiet 11: WAN-Technologien Lernziele Die Lernenden 11.1 beschreiben WANTechnologien Zeitrichtwert: 12 Stunden Lerninhalte - - - 11.2 erläutern das WAN-Design - 11.3 setzen das Point-to-PointProtokoll ein - 11.4 setzen ISDN und DDR ein - 11.5 setzen FrameRelay ein - Hinweise zum Unterricht WAN-Geräte WAN-Standards WAN-Kapselung paketvermittelte WANVerbindungen leitungsvermittelte WANVerbindungen Standleitungen X.25 ATM DSL Kabelmodem Bezug zur Internetanbindung der Schule hierarchisches Netzdesignmodell drei-Schichten-Modell Serverplatzierung Phasenkonzept des WAN-Designs WAN-Topologie Fallstudie PPP-Architektur PPP-Sitzung PPP-Authentifizierungsprotokolle PAP und CHAP Zeitmultiplexing DTE- und DCE-Geräte HDLC-Kapselung PPP-Konfiguration Laborübung ISDN-Standards Wirkungsweise Konfiguration von ISDN Dial-on-Demand-Routing-Betrieb Funktionsweise von Frame-Relay Frame-Relay-LMI Schnittstellen bei Frame-Relay Konfiguration von Frame-Relay LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Seite (14/15) Lerngebiet 12: Netzwerk-Administration Lernziele Lerninhalte Die Lernenden 12.1 setzen PC- und Serverbetriebssysteme in Netzen ein 12.2 machen Serverdienste nutzbar - - 12.3 wenden das Phasenschema des Netzmanagements an - - Zeitrichtwert: 8 Stunden Belange von Workstations Belange von Servern Client-Server-Beziehung Netzwerkbetriebssysteme Hinweise zum Unterricht Vertiefung im Fach Systemintegration Konzept der Serverdienste Druckdienste gemeinsame Dateinutzung FTP und Dateiübertragungen Webdienste DNS DHCP die Modelle der OSI-Gruppe zum Netzmanagement Einsatz von SNMP und CMIP Netzwerkdokumentation Netzwerksicherheit Viren Netzwerküberwachung Troubleshooting LP-Saarland: HBFS-WI – Netzwerksysteme, 2015 Prinzip des OSISchichtenmodells Seite (15/15)
