IT.III Clients in Netzwerke einbinden

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Weiterführende Infos ℹ️

ℹ️ BiBox-Link: IT-Berufe

Jürgen Gratzke (Hrsg.) (2024), Westermann IT-Berufe: BiBox - Das digitale Unterrichtssystem Grundstufe Lernfelder 1-5, 2. Aufl., Köln. Seite 280 - 399

Bildquelle: Seite 294

Das Heimnetz & Netzwerk-Topologien

Wir starten dort, wo ihr bereits täglich mit Netzwerken in Berührung kommt: eurem Heimnetz. Von hier aus lernen wir die grundlegenden Bausteine und Strukturen kennen.

Themen: Netzwerkkomponenten (Router, Switch, AP), Verkabelung, Topologien (Stern, Bus, Ring, Mesh), WLAN-Grundlagen.

Zeitreise: Vom Splitter zum All-in-One-Gate

Was heute als »Router« in einer einzigen Box steckt, waren früher vier bis fünf separate Geräte. Ein kurzer Rückblick – und warum das alles verschwunden ist:

Was war der Splitter?

Der Splitter (BBAE) teilte das Signal an der TAE-Dose: 0–4 kHz für analoges Telefon, 25 kHz–2,2 MHz für DSL-Daten. Ohne Splitter gab es Störgeräusche beim Telefonieren. Mit VoIP (Telefonie über Internet) wurde er überflüssig.

Komponenten im Detail – früher vs. heute

Komponente	Funktion früher	Heute
TAE-Dose	Wandanschluss für Telefon + DSL

Das Heimnetzwerk verstehen

Überblick: Was steckt in deinem Heimnetz?

Ein typisches Heimnetzwerk besteht aus einem Router (oft vom Internet-Provider) und verschiedenen Endgeräten, die per Kabel (LAN) oder Funk (WLAN) verbunden sind. Was die meisten »Router« nennen, ist in Wahrheit ein Multifunktions-Gateway mit 8+ Funktionen in einem Gehäuse. Router => Multifunktions-Gateway

Datei:Abbil.4.png

Private IP-Bereiche: Warum 192.168?

Im Heimnetz werden private IP-Adressen verwendet (RFC 1918), die nicht im Internet geroutet werden. Der Router übersetzt sie per NAT in seine eine öffentliche IP.

Bereich (CIDR)	Adressen	Typische Verwendung
10.0.0.0/8	~16,7 Mio.	Große Unternehmen, Cloud (AWS, Azure)
172.16.0.0/12	~1 Mio	Mittlere Netze, Docker-Defaults
192.168.0.0/16	~65.000	Heimnetzwerke (Standard bei Routern)

Analogie: Adresse, Ausweis und Tor

IP-Adresse=Adresse auf dem Briefumschlag (kann sich ändern, z.B. per DHCP) MAC-Adresse = Personalausweis der Netzwerkkarte (ab Werk fest eingebrannt, bleibt gleich egal wo das Gerät ist) Gateway = Das Tor zur Stadt (Internet) – ohne dieses Tor bleibt jedes Paket im lokalen Netz Die Oktette der IP: 192.168.2 = »Straße«, .10 = »Hausnummer«. Bei /24 stehen Hausnummern 1–254 zur Verfügung.

Achtung: MAC-Spoofing

Die Analogie »Personalausweis« hinkt an einer Stelle: MAC-Adressen lassen sich per Software fälschen (MAC-Spoofing). Deshalb ist eine MAC-basierte Zugriffskontrolle (MAC-Filter im Router) kein echtes Sicherheitsfeature – ein Angreifer kann eine erlaubte MAC-Adresse einfach kopieren. Mehr dazu im Modul IT-Sicherheit.

Client-Server-Modell

Wie kommunizieren Geräte im Netzwerk? Das Client-Server-Prinzip ist das zentrale Modell - ein Client stellt Anfragen, der Server liefert Antworten.

Themen: Dienste und Ports, Anfrage-Antwort-Prinzip, Beispiele aus dem Alltag (Web, E-Mail, Dateifreigabe).

DHCP & DNS

Zwei Dienste, ohne die im Netzwerk fast nichts funktioniert: DHCP vergibt automatisch IP-Adressen, DNS löst Domainnamen in IP-Adressen auf.

Themen: DORA-Prozess, DNS-Hierarchie, Zusammenspiel beider Dienste, Fehlersuche.

TCP, UDP & Ports

Die Transportschicht regelt, wie Daten zwischen Anwendungen übertragen werden. Zwei Protokolle - zwei Philosophien:

TCP – zuverlässig

• Verbindungsorientiert (3-Way-Handshake)
• Reihenfolge garantiert
• Fehlererkennung + Neuübertragung

Typische Ports: 80 HTTP, 443 HTTPS, 22 SSH, 25 SMTP, 3306 MySQL

UDP – schnell

• Verbindungslos (Fire-and-Forget)
• Keine Reihenfolge-Garantie
• Kein Overhead, geringe Latenz

Typische Ports: 53 DNS, 67/68 DHCP, 123 NTP, 443 QUIC

Themen: Well-Known Ports, Verbindungsaufbau (Handshake), Anwendungsfälle, Port-Bereiche.

IPv4 & Subnetting

Unser größter Schwerpunkt. IP-Adressen sind die Grundlage jeder Netzwerkkommunikation. Subnetting - die Aufteilung von Netzwerken - ist eines der wichtigsten IHK-Prüfungsthemen.

Datei:IPv4 & Subnetting.png

Themen: IP-Klassen, Subnetzmasken, CIDR-Notation, Netz-/Broadcast-Berechnung, VLSM, Netzplanung. Mehrere Unterrichtseinheiten - wir ueben das intensiv!

ARP, Mac-Adressen, ASCII, OSI-Modell

Unser zweiter Schwerpunkt. Das OSI-Modell ordnet alle Netzwerk-Themen in ein Schichtensystem ein - das Fundament, mit dem alles zusammenhängt.

Datei:ARP.png

Themen: 7 OSI-Schichten, Datenkapselung (PDUs), ARP-Prozess, MAC- vs. IP-Adressierung, Zusammenspiel der Schichten.

IPv6

Der Adressraum von IPv4 ist erschöpft. IPv6 ist der Nachfolger mit 128-Bit-Adressen - ein ganz anderes Format:

IPv6-Adresse (128 Bit = 8 Bloecke mit je 16 Bit)

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Verkuerzt: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334 Hexadezimal-Notation mit Doppelpunkten statt Dezimal mit Punkten

Themen: Warum IPv6 nötig ist, Adressformat, Kurzschreibweisen, Link-Local vs. Global, Unterschiede zu IPv4.

Routing

Routing beschreibt, wie Datenpakete ihren Weg durch mehrere Netzwerke finden - vom Absender zum Empfänger, Hop für Hop.

Datei:Routing.png

Themen: Statisches vs. dynamisches Routing, Routing-Tabellen, Default Gateway, Traceroute.

Backup & Datensicherung

Zum Abschluss des Moduls: Wie sichert man Daten systematisch? Verschiedene Backup-Strategien und RAID-Level im Überblick.

Themen: Backup-Strategien, Großvater-Vater-Sohn-Prinzip, RAID-Level, RTO/RPO, Sicherungskonzepte erstellen.

IHK-Prüfung: Netzwerk-Themen

Netzwerktechnik ist fester Bestandteil der IHK-Abschlussprüfung - für FIAE und FISI. Der Schwerpunkt liegt auf:

Prüfungsteil	Typische Themen	Gewichtung
AP1	Subnetting, OSI, Protokolle, IP-Adressen	Hoch
AP2	Netzwerkplanung, Sicherheit, Backup/RAID	Mittel

Schwerpunkte in diesem Modul

Subnetting und das OSI-Modell bekommen den meisten Raum - das sind die Themen, an denen in Prüfungen die meisten Punkte verloren gehen. Wir üben das, bis es sitzt.