3.2.1
Die Maturandinnen und Maturanden können die Bestandteile (z.B. Hardware, Protokolle) von Netzwerken beschreiben.
Wie das Internet funktioniert: Server, Pakete und Ping
Dieses praxisorientierte Unterrichtsmaterial führt Schülerinnen und Schüler in die Grundlagen von Netzwerken ein. Anhand von Beispielen, Berechnungen zur Lichtgeschwindigkeit und praktischen Experimenten mit Befehlen wie 'ping' und 'traceroute' untersuchen sie den Weg von Datenpaketen durch das Internet.
IP-Adressen, Subnetmasken und Routing
Dieses Unterrichtsmaterial vermittelt die Grundlagen von Subnetmasken, Netzwerk- und Broadcast-Adressen sowie die Funktionsweise von Routern und Gateways. Es enthält sowohl theoretische Erklärungen und Übungsaufgaben als auch praktische Programmierübungen in Python zur Berechnung von Netzwerkadressen.
Internet-Routing, Autonome Systeme und BGP
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt, wie das globale Internet als Netzwerk autonomer Systeme funktioniert und warum das Routing auf wirtschaftlichen Beziehungen statt auf dem kürzesten Weg (Dijkstra) basiert. Es behandelt Themen wie BGP, die Tier-Hierarchie, Internet Exchange Points und das Valley-free-Prinzip, ergänzt durch praktische Übungen.
Netzwerke, TCP und Ports
Das Material erklärt grundlegende Konzepte von Netzwerken mit Fokus auf die Transportschicht, insbesondere die Funktionsweise von TCP, den Handshake und Ports. Zudem wird die Anwendungsschicht anhand von HTTP und dem Ablauf beim Laden einer Webseite beleuchtet.
Einführung in IPv4-Adressen und Netzwerke
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Grundlagen von IP-Adressen (IPv4 und IPv6), die Unterscheidung zwischen Netzwerkteil und Hostteil sowie das Problem der Adressknappheit. Anschliessend wird das gelernte Wissen in kleineren Programmierübungen mit Python angewendet.
IP-Adressen und MAC-Adressen im Vergleich
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anschaulich die Trennung von logischer Internetschicht (IP) und physischer Netzzugangsschicht (MAC) anhand von Frames und IP-Paketen. Anhand von Beispielen, der ARP-Tabelle und konkreten Übungen lernen die Lernenden, wie Pakete im lokalen oder fremden Netzwerk weitergeleitet werden.
Konzept Protokoll
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt das Konzept von Kommunikationsprotokollen in Computernetzwerken. Es beleuchtet den zeitlichen Ablauf sowie das Nachrichtenformat und stellt die TCP/IP-Protokollfamilie anhand ihrer Schichten vor.
Konzept Subnetz
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt das Konzept von Subnetzen in Rechnernetzen anhand einer Definition und einer anschaulichen Analogie mit Familien. Es zeigt auf, wie Geräte direkt in einem Subnetz kommunizieren und für den netzwerkübergreifenden Verkehr Router benötigt werden.
Konzept Physikalische Adresse (MAC-Adresse)
Der Text erklärt das Konzept der MAC-Adresse als physikalische Hardware-Adresse von Netzwerkkarten und beschreibt deren Rolle in der digitalen Kommunikation. Anhand einer anschaulichen Analogie mit Händen und Fingerabdrücken wird die Funktionsweise im Vergleich zu logischen Adressen erläutert.
Konzept Logische Adresse
Der Text erklärt das Konzept der logischen IP-Adresse im Vergleich zu physikalischen Adressen, geht auf IPv4 und IPv6 ein und beleuchtet Aspekte wie Eindeutigkeit, Erschöpfung des Adressraums sowie NAT und private IP-Adressen.
Konzept Netzmaske
Der Text erklärt das Konzept von Netzmasken und Subnetzen in Computernetzwerken anhand von Beispielen und einer anschaulichen Postleitzahlen-Analogie. Er beschreibt, wie Clients mithilfe der Netzmaske bestimmen, ob ein Datenpaket direkt oder über ein Gateway gesendet wird.