3.2.2 Die Funktionsweise von vernetzten Systemen erläutern (z.B. Aufrufen eines Weblinks, Versenden einer E-Mail)
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können die Funktionsweise von vernetzten Systemen erläutern (z.B. Aufrufen eines Weblinks, Versenden einer E-Mail).
Routing und der Dijkstra-Algorithmus
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anschaulich, wie Router im Internet den kürzesten Weg für Datenpakete finden. Die Lernenden erarbeiten den Dijkstra-Algorithmus Schritt für Schritt von Hand, analysieren Routing-Tabellen und wenden ihr Wissen anhand praktischer Aufgaben an.
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.
Domain-Name-System (DNS)
Dieses Unterrichtsmaterial führt Schülerinnen und Schüler schrittweise an das Domain-Name-System (DNS) heran, beginnend bei historischen Hosts-Dateien über die hierarchische Struktur von Nameservern und Zonen bis hin zur konkreten DNS-Abfrage und Sicherheitsaspekten wie DNSSEC.
Netzwerke und Routing mit Filius
Anhand praktischer Aufgaben in der Lernsoftware Filius lernen Schülerinnen und Schüler, wie Router Netzwerke verbinden, IP-Adressen konfiguriert werden und wie Routingtabellen sowie Standardgateways funktionieren.
APIs, Netzwerke und Logins mit Node-RED
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt die Grundlagen von APIs, HTTP-Anfragen, Netzwerkverkehr und Cookies. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen den Netzwerkverkehr im Browser, fragen öffentliche APIs ab und erstellen eigene APIs sowie Login-Mechanismen mit Node-RED.
Routing in Rechnernetzen
Dieses Unterrichtsmaterial führt anhand alltagsnaher Analogien wie dem öffentlichen Verkehr in Bern in das Konzept des Routings im Internet ein. Die Lernenden erarbeiten dabei grundlegende Prinzipien von Routing-Tabellen, Ausfallsicherheit und Load-Balancing und wenden diese auf Netzwerke an.
Konzept Datenpakete
Der Text erklärt anschaulich den Aufbau von digitalen Datenpaketen im Netzwerk, bestehend aus Nutdaten (Payload) und Metadaten (Header/Frame). Zudem wird das Prinzip der Schichtenarchitektur anhand einer Briefanalogie erläutert.
Konzept DNS
Das Unterrichtsmaterial erklärt die Funktionsweise des Domain Name Systems (DNS) als Übersetzung von Domains in IP-Adressen anhand einer anschaulichen Analogie und beschreibt den hierarchischen Prozess der Namensauflösung.
Konzept Routing
Dieser Text erklärt das Konzept des Routings in Computernetzwerken, beschreibt die Funktion von Routern sowie Routingtabellen und veranschaulicht dies durch eine anschauliche Analogie und praktische Beispiele.
Konzept des Address Resolution Protocols (ARP)
Das Lehrmaterial erklärt anhand einer kurzen analogen Beschreibung das Funktionsprinzip des Address Resolution Protocols (ARP) in Netzwerken. Dabei wird erläutert, wie logische IP-Adressen in physische MAC-Adressen aufgelöst werden.
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.
Cookies mit PHP setzen
Dieses Lehrmaterial erklärt die Funktionsweise von HTTP-Cookies, deren Sicherheitsaspekte und wie man sie mithilfe von PHP auf einem Webserver setzt und ausliest.
ESP8266 und Node-RED via Proxy-Server
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand eines konkreten Beispiels, wie Microcontroller (ESP8266) über HTTP-Requests und einen Proxy-Server mit einem Node-RED-Server kommunizieren. Es behandelt netzwerktechnische Grundlagen wie Proxies und zeigt die praktische Umsetzung mithilfe von Python-Code.
Subnetze konfigurieren mit Filius
Ein praktischer Arbeitsauftrag zur Konfiguration von IP-Adressen und Subnetzen in einer vorgegebenen Netzwerkarchitektur mithilfe der Simulationssoftware Filius. Lernende müssen Netzwerkmasken, Router-Interfaces und Standardgateways für ein gegebenes Subnetz bestimmen.
IP-Adressen und Netzmasken
Der Text erklärt den Aufbau von IPv4-Adressen, die Unterscheidung zwischen Netzwerkteil und Hostteil sowie die Funktionsweise von Netzmasken und Suffixnotation. Zudem werden spezielle IP-Adressen, Broadcast- und Netzwerkadressen sowie private Netzwerke und NAT thematisiert.
Grundlagen von Computernetzwerken und Topologien
Dieses Unterrichtsmaterial vermittelt die Grundlagen von Computernetzwerken, LAN und WAN, verschiedenen Netzwerktopologien wie Bus und Stern sowie die Rollen von Switches und Routern. Es beinhaltet zudem eine konkrete Praxisaufgabe, bei der das heimische Netzwerk fotografiert und skizziert werden soll.
Network Address Translation (NAT)
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt detailliert die Funktionsweise von Network Address Translation (NAT), beleuchtet die Hintergründe der Adressknappheit von IPv4 sowie Port-Forwarding (DNAT) und diskutiert die sicherheitsbezogenen Vor- und Nachteile sowie Probleme bei verschiedenen Anwendungsprotokollen.
Netzwerkzugangsschicht, Frames und MAC-Adressen
Der Text erklärt grundlegende Konzepte der Netzwerkzugangsschicht wie Ethernet- und WLAN-Frames, MAC-Adressen sowie deren hexadezimale und binäre Darstellung. Zudem wird die Funktionsweise von Broadcasts und des Address Resolution Protocols (ARP) erläutert.
Grundlagen von Protokollen und Netzwerkkommunikation
Der Text erklärt die grundlegenden Konzepte von Kommunikationsprotokollen, Nachrichtenformaten (Header, Payload, Trailer) sowie Nachrichtenabfolgen mittels Zustandsmaschinen und Sequenzdiagrammen. Anhand von Beispielen aus dem Alltag und der Informatik wird veranschaulicht, wie Maschinen und Menschen Daten austauschen.
Protokolle und Diagramme am Beispiel eines Telefongesprächs
Das Unterrichtsmaterial führt anhand eines Telefongesprächs in die Konzeption von Protokollen ein. Die Schülerinnen und Schüler skizzieren den Nachrichtenaustausch als Sequenzdiagramm und entwerfen ein Zustandsdiagramm für die angerufene Person, optional auch mit dem Tool Mermaid.
Webserver und HTTP
Dieses Unterrichtsmaterial führt in die Erstellung eines einfachen Webservers mit Python und die Gestaltung minimaler Webseiten ein. Zudem wird der HTTP- und TCP-Netzwerkverkehr mithilfe von Analysetools untersucht sowie auf Sicherheitslücken und Schutzmassnahmen eingegangen.
Server, Client und Webserver mit Python
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Grundlagen von Client-Server-Architekturen, Netzwerknachrichten und Protokollen am Beispiel des Webs. Zudem wird praktisch gezeigt, wie ein einfacher Webserver mit Python implementiert und im lokalen Netzwerk getestet werden kann.
TCP und UDP im Vergleich
Der Text erklärt die Funktionsweise und Unterschiede der Netzwerkprotokolle TCP und UDP, beleuchtet deren historische Entstehung im Kontext des ARPANET und vergleicht ihre Eigenschaften wie Zuverlässigkeit und Verbindungsorientierung anhand von Beispielen und Erklärungen.
CyberQuest
CyberQuest ist eine komplexe Lernumgebung zur Simulation von Alltagsumgebungen wie Social-Media-Netzwerken, um Themen der Cybersecurity und vernetzten Systeme praktisch zu untersuchen. Vorgefertigte Lektionen im Lesson Center ermöglichen Lehrpersonen die Verwaltung und Durchführung von entsprechenden Unterrichtseinheiten.
Interactive IPs und Netzmaske
Ein interaktives Programm zur Überprüfung von IP-Adressen und Netzmasken, bei dem Dezimal- und Binärwerte angepasst werden können. Es wird geprüft, ob die Eingaben gültig sind und ob die IPs zur gleichen Netzwerkgruppe gehören.
TCP/IP Visualisierung
Dieses interaktive Lehrmittel veranschaulicht die Funktionsweise von TCP/IP-Netzwerken und Protokollen anschaulich. Lernende können Netzwerkprozesse visuell nachvollziehen und den Datenaustausch untersuchen.
WebNetSim: Simulation von Netzwerken im Unterricht
Die webbasierte Lernumgebung WebNetSim ermöglicht es Lernenden, virtuelle Netzwerke aufzubauen und deren Komponenten wie Router, Access Points und IP-Adressen spielerisch zu verstehen. Der begleitende Leitfaden skizziert eine erprobte Unterrichtssequenz zur Vermittlung von Netzwerk-Grundlagen.
Deadlock und Routing (CS Unplugged)
Dieses Material beschreibt eine spielerische Gruppenaktivität ohne Computer, um das Phänomen von Deadlocks (Verklemmungen) in Netzwerken anhand von Spielmarken und Bewegungsregeln zu veranschaulichen. Die Lernenden erfahren hautnah, wie es zu Blockaden in verteilten Systemen kommen kann und wie diese durch Koordination gelöst werden müssen.
Puzzle: Routing Algorithmen
Dieses Unterrichtsmaterial vermittelt Schülern in Form eines Puzzles und mit Hilfe einer Software das Prinzip von Routing-Algorithmen. Nach zwei Lektionen verstehen die Lernenden vier verschiedene Verfahren und können diese auf konkrete Beispiele anwenden.
Grundlagen der Netzwerktechnik - Sicherheit im Netz
Diese Unterrichtssequenz führt Schülerinnen und Schüler in die Grundlagen der Netzwerktechnik, das Hybrid-Schichtenmodell sowie damit verbundene Sicherheitsaspekte und Schwachstellen ein. Das Material beinhaltet detaillierte Arbeitsblätter, Lösungen, Präsentationen und Unterrichtsverläufe für rund sieben bis neun Lektionen.
URLs, Web-Verfügbarkeit und Wayback Machine
Der Text erklärt den Aufbau von URLs (Protokoll, Server, Dateipfad, Suchanfrage), die Bedeutung der HTTPS-Verschlüsselung sowie die Problematik von defekten Links und deren Archivierung mithilfe der Wayback Machine.
Das Domain-Name-System (DNS)
Dieses Unterrichtsmaterial führt Schülerinnen und Schüler in das Domain-Name-System (DNS) ein, erklärt die Funktionsweise von IP-Adressen, Ports und hierarchischen Serverstrukturen und behandelt praktische Aspekte wie Whois-Abfragen, nslookup und Sicherheitsrisiken wie DNS-Hijacking.
Routing im Internet und der ÖV-Vergleich
Dieses Unterrichtsmaterial führt anhand einer Analogie zum öffentlichen Verkehr in Biel in das Konzept des Routings in Netzwerken auf der Vermittlungsschicht ein. Die Lernenden erarbeiten selbstständig, wie Datenpakete anhand von Tabellen und Regeln weitergeleitet werden, und reflektieren Themen wie Ausfallsicherheit und Load-Balancing.
IP-Adressen, Routing und Netzwerkgrundlagen
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt die Grundlagen von Netzwerken, darunter IP-Adressen, IPv4, das Finden der eigenen Adresse, Ping, Routing, Traceroute, Standardgateway und MAC-Adressen. Es enthält praxisnahe Aufgaben zur Überprüfung von Netzwerkeinstellungen und Verbindungen über die Befehlszeile.
Netzwerkschichten und Adressen im Vergleich
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die verschiedenen Schichten von Netzwerken (physikalische Schicht, Vermittlungsschicht, Transportschicht, Anwendungsschicht) und die dazugehörigen Adressierungsarten (MAC-Adresse, IP-Adresse, Ports) anschaulich anhand einer Analogie mit einem Einkaufszentrum.
SSH-Server
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt praxisnah, wie ein SSH-Server unter Linux installiert und konfiguriert wird. Anhand von konkreten Aufgaben und Befehlen lernen die Lernenden, Netzwerkinformationen wie die IP-Adresse zu bestimmen und sich remote zu verbinden.
Die Anwendungsschicht in Netzwerken
Das Unterrichtsmaterial erklärt anschaulich die Anwendungsschicht in Netzwerken anhand eines Schulbeispiels und geht auf wichtige Internetprotokolle wie HTTP, SMTP und IMAP ein. Es vermittelt die Grundlagen der Kommunikation auf Anwendungsebene für den Informatikunterricht.
Die Transportschicht im Netzwerk
Der Text erklärt die Aufgaben der Transportschicht in Netzwerken, insbesondere die Paketierung, Sequenzierung und Fehlerbehandlung. Anhand eines Schulhaus-Beispiels sowie der Protokolle TCP und UDP werden die Konzepte anschaulich vermittelt.
Schichten und Adressen im Netzwerkmodell
Das Unterrichtsmaterial erklärt mithilfe einer anschaulichen Analogie eines Einkaufszentrums die verschiedenen Schichten eines Netzwerks. Dabei werden MAC-Adressen, IP-Adressen, Ports und Protokolle der Anwendungsschicht einander gegenübergestellt.
Filius-Workshop zu Rechnernetzen
Dieser Workshop führt Lernende mithilfe von Video-Anleitungen und der Simulationssoftware Filius schrittweise in die Grundlagen von Rechnernetzen ein. Die Lernenden bauen eigene Netzwerkumgebungen auf, probieren Konfigurationen aus und bearbeiten begleitende Aufgaben.
Netzwerke testen mit dem Ping-Befehl
Diese praktische Aufgabe führt Schülerinnen und Schüler in die Überprüfung von Netzwerkverbindungen ein. Anhand eines simulierten Mini-Netzwerks wird der Ping-Befehl angewendet und die Netzwerkaktivität analysiert.
Router in Netzwerken
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Funktion und den Einsatz von Routern zur Verbindung unterschiedlicher Netzwerke. Anhand einer praktischen Aufgabe mit der Simulationssoftware Filius lernen die Schülerinnen und Schüler, wie Router konfiguriert werden und Datenpakete weiterleiten.
Das Gateway in Rechnernetzen
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand einer alltäglichen Analogie das Konzept eines Gateways in Computernetzwerken. Anschliessend wird in einer praktischen Übung mithilfe einer Netzwerksimulationssoftware (wie Filius) konfiguriert, wie Datenpakete über einen Router zwischen verschiedenen Netzwerken vermittelt werden.
Das Web und Webserver
Das Material erklärt grundlegend, wie das World Wide Web funktioniert, welche Rolle Webserver und Webbrowser spielen und wie HTML-Dateien sowie andere Medienelemente übertragen werden. Es bietet einen anschaulichen Einstieg in die Funktionsweise von Webanwendungen und Netzdiensten.
Webserver einrichten und HTML-Grundlagen
Die Schülerinnen und Schüler richten auf einem Testserver einen eigenen Webserver ein und erstellen einfache HTML-Seiten mit Verlinkungen. Dabei lernen sie praktische Grundlagen der Funktionsweise von Webseiten und Webservern kennen.
DNS-Server in Rechnernetzen einrichten
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Funktion des Domain Name Systems (DNS) anhand eines praktischen Vergleichs mit einem Telefonbuch. Die Lernenden richten in einer Netzwerksimulationssoftware (wie Filius) eigenständig einen DNS-Server ein und verbinden ihn mit dem Router.
DNS auf Clients einrichten (Filius)
In dieser praktischen Aufgabe lernen die Lernenden, wie man DNS-Server auf Clients in einer Netzwerksimulationssoftware (Filius) einrichtet und konfiguriert. Das Material beinhaltet eine konkrete Arbeitsanweisung zur IP-Konfiguration.
DNS testen in Rechnernetzen mit Filius
Eine praktische Übung aus einem interaktiven Kurs zu Rechnernetzen, bei der Schülerinnen und Schüler mit der Software Filius einen DNS-Server konfigurieren, eine Domain auf eine IP-Adresse mappen und die Auflösung im Webbrowser sowie über die Befehlszeile testen.
Häufige Probleme in Netzwerken beheben
Dieses Unterrichtsmaterial führt systematisch in die Fehlersuche in Netzwerken mithilfe des Schichtenmodells ein. Anhand praktischer Aufgaben in der Simulationssoftware Filius lernen Schülerinnen und Schüler, Netzwerkprobleme methodisch von der physikalischen Schicht bis zur Anwendungsschicht einzugrenzen und zu lösen.
IP-Adressen und Netzwerkadressierung
Der Text erklärt die Grundlagen von IP-Adressen im Internet Protocol, wobei sowohl die Struktur und Grenzen von IPv4 als auch die modernere und umfangreichere IPv6-Adressierung behandelt werden. Zudem wird die Adressierung von IP-Teilnetzwerken und die Verwendung von Netzwerkmasken erläutert.
Grundlagen der Webtechnologien (HTML, CSS, JavaScript)
Dieses Unterrichtsmaterial bietet eine Einführung in die grundlegenden Webtechnologien. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Rollen von HTML für die Struktur, CSS für das Layout und JavaScript für die Interaktivität beim Erstellen von Webseiten kennen.
Filius Advanced: Netzwerkmasken und Funktionsweise des Internets
Dieses Unterrichtsmaterial bietet fortgeschrittene Aufgaben und Erklärungen zur Netzwerksimulation mit Filius. Die Lernenden befassen sich intensiv mit Netzwerkmasken, DNS-Servern und der Funktionsweise des Internets.
Routing im Internet
Dieses Unterrichtsmaterial führt anhand einer Analogie des öffentlichen Verkehrs (Bernmobil) in das Konzept des Routings und der Netzwerke ein. Die Lernenden erarbeiten Prinzipien wie Routing-Tabellen, Ausfallsicherheit und Load-Balancing und wenden diese auf Datenpakete im Internet an.
Schicht 4: Anwendungsschicht
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Anwendungsschicht von Netzwerken anhand von Beispielen wie dem Schulalltag und gängigen Internetdiensten. Zudem werden wichtige Protokolle wie HTTP/HTTPS, SMTP und IMAP vorgestellt.
Die Transportschicht im Netzwerk
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Aufgaben und Funktionsweise der Transportschicht in Netzwerken anhand eines anschaulichen Schulbeispiels. Zudem werden die beiden wichtigsten Protokolle TCP und UDP gegenübergestellt und ihre Einsatzbereiche verglichen.
WebNetSim - Netzwerke interaktiv erkunden
WebNetSim ist eine interaktive Online-Lernumgebung, in der Lernende spielerisch eigene Netzwerke aufbauen und die Funktionsweise von vernetzten Systemen nachvollziehen. Durch die Übernahme verschiedener Rollen wird der Weg von Daten im Internet anschaulich vermittelt.
Netzwerke testen mit Ping
Dieses Unterrichtsmaterial führt Lernende praxisnah an die Überprüfung von Netzwerkverbindungen heran. Anhand eines Mini-Netzwerks wird der Einsatz des ping-Befehls und der IP-Adresse praktisch erprobt.
Netzwerke und Switches mit Filius
Dieses Unterrichtsmaterial führt anhand einer praktischen Übung in die Verwendung von Switches in Computernetzwerken ein. Die Lernenden erweitern ein simuliertes Netzwerk in Filius, verbinden mehrere Geräte und testen die Konnektivität mittels Ping.
Router und Netzwerkopplung mit Filius
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand einer praktischen Übung mit der Software Filius, wie Router eingesetzt werden, um verschiedene Netzwerke miteinander zu verbinden. Die Schülerinnen und Schüler konfigurieren einen Router mit mehreren Schnittstellen und IP-Adressen und testen die Verbindung.
Das Gateway in Rechnernetzen
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand einer anschaulichen Analogie und praktischer Aufgaben mit dem Simulator Filius den Begriff des Gateways und wie Computer in verschiedenen Netzwerken miteinander kommunizieren.
Webserver einrichten
Dieses Unterrichtsmaterial führt in das Client-Server-Prinzip und die Funktionsweise von Webservern ein. Die Lernenden richten eigenhändig einen lokalen Webserver ein und erstellen einfache HTML-Seiten mit Verlinkungen.
DNS-Server konfigurieren
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand einer Analogie die Funktionsweise des Domain Name System (DNS) und beinhaltet eine praktische Übung, in der mithilfe einer Simulationssoftware (wie Filius) ein eigenes Netzwerk um einen DNS-Server erweitert und konfiguriert wird.
DNS-Einträge erstellen mit Filius
In dieser praktischen Übung lernen Schülerinnen und Schüler, wie man einen DNS-Server konfiguriert und DNS-Einträge erstellt. Anhand einer Netzwerksimulationssoftware wird überprüft, wie Domainnamen in IP-アドレス aufgelöst werden.
Fehlersuche in Netzwerken mit Filius
Dieses Unterrichtsmaterial führt systematisch an die Behebung von Netzwerkproblemen heran, indem das Schichtenmodell von Netzwerken durchgegangen wird. Anhand praktischer Aufgaben in der Simulationssoftware Filius analysieren und lösen die Lernenden konkrete Störungen auf verschiedenen Schichten.
E-Mail-Verschlüsselung
Dieses Unterrichtsmaterial befasst sich mit der Absicherung des E-Mail-Verkehrs. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Protokolle IMAP und SMTP kennen und erproben die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung praktisch mithilfe von Gpg4win und Outlook.
Netzwerke besser verstehen
Dieses Unterrichtsmaterial vertieft das Verständnis von Netzwerken, indem es auf IP-Adressen, DHCP und das hierarchische DNS-System eingeht. Die Schülerinnen und Schüler bearbeiteten leitende Fragen und setzen das Gelernte praktisch mit der Simulationssoftware Filius um, um Heimnetzwerke und DNS-Strukturen aufzubauen.
Grundlagen des World Wide Web und Netzwerkinfrastrukturen
Der Text vermittelt die theoretischen Grundlagen des World Wide Web inklusive Client-Server-Modell, Webbrowsern, Webservern und grundlegenden Web-Technologien wie HTML, CSS und JavaScript. Zudem werden die Funktionsweise von URLs, das Internetprotokoll (IP) und das Domain Name System (DNS) erklärt.
HTTP – Hypertext Transfer Protocol
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anschaulich die Funktionsweise des HTTP-Protokolls für das World Wide Web. Es behandelt Anfragemethoden, Dateipfade, URLs, Statuscodes sowie die Übermittlung von HTTP-Parametern an den Server.
AJAX – Asynchronous JavaScript and XML
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Grundlagen von AJAX und den Unterschied zu klassischen Webanwendungen. Anhand eines konkreten JavaScript-Beispiels mit der fetch-API wird gezeigt, wie asynchrone HTTP-Anfragen im Hintergrund durchgeführt werden.
Fetch-Requests und HTTP-Statuscodes mit JavaScript
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand von Codebeispielen, wie asynchrone Fetch-Requests in JavaScript mit async und await durchgeführt werden. Zudem wird eine Übersicht über die wichtigsten HTTP-Statuscodes und deren Kategorien gegeben.
GET-Requests manuell ausführen
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Grundlagen von HTTP-GET-Requests und zeigt, wie man diese mithilfe des Tools telnet manuell von der Konsole aus an einen Webserver sendet. Anhand einer konkreten Anleitung und einer praktischen Aufgabe wird die Funktionsweise von Webanfragen und Serverantworten veranschaulicht.
Einführung in Webseiten und Internetkommunikation
Dieses Unterrichtsmaterial bietet einen einfachen Einstieg in die Erstellung von HTML-Webseiten und gibt einen Ausblick darauf, wie Webseiten über das Internet übertragen werden. Anhand einer praktischen Übung erstellen die Lernenden ihre erste HTML-Datei und betrachten diese im Browser.
World Wide Web
Dieses Unterrichtsmaterial bietet eine Einführung in die Geschichte, die Standards (wie HTTP, HTML, URI, CSS) und die Funktionsweise des World Wide Web sowie von Webbrowsern. Es enthält praktische Aufgaben zum Testen historischer Browser, zum Analysieren von URIs und zum Erweitern eigener Webseiten.
IP-Adresse
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt den Begriff der IP-Adresse, deren Aufbau sowie die Unterscheidung zwischen lokalen und externen IP-Adressen. Anhand praktischer Aufgaben und Übungen lernen Schülerinnen und Schüler, die eigene IP-Adresse zu bestimmen und Netzwerkdiagnosetools wie den Ping-Befehl anzuwenden.
Konzept Kommunikationsebenen
Der Text erklärt das Konzept der Kommunikationsebenen und Schichtenmodelle in der digitalen Kommunikation anhand einer anschaulichen Analogie. Dabei werden das OSI-Modell und die TCP/IP-Protokollfamilie als theoretische Grundlagen erwähnt.
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 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.
Wellenreiten auf der Datenautobahn
Dieses klassische Leitprogramm aus dem Jahr 2002 vermittelt im Selbststudium die langlebigen Grundlagen des Internets und des World Wide Webs. Es behandelt den strukturellen Aufbau sowie den Nutzen dieser Dienste.
DHCP, IP-Adressen und Netzwerkeinstellungen in der Praxis
Der Text erklärt die Funktionsweise von DHCP, dynamischen im Vergleich zu statischen IP-Adressen sowie die Rolle von DNS und Gateways in Netzwerken. Anhand eines praktischen Beispiels aus dem Heimnetzwerk wird aufgezeigt, wie Netzwerkeinstellungen wie Nameserver analysiert und optimiert werden können.
Filius Netzwerk-Simulation: Erkundung und Ping
Das Material leitet die Schülerinnen und Schüler dazu an, die Netzwerksimulationssoftware Filius zu installieren und erste grundlegende Aufgaben zu Netzwerken, Pings und Peer-to-Peer-Verbindungen mithilfe von externen Ressourcen und der Software zu bearbeiten.
Routing und Routingtabellen
Das Material erklärt die Grundlagen des Routings in Netzwerken sowie den Aufbau und die Funktionsweise von Routingtabellen. Es beschreibt anhand konkreter Beispiele von Linux- und Windows-Systemen, wie Routen zu Hosts und Netzwerken ermittelt werden.
Webseiten im lokalen Netzwerk verfügbar machen
Eine praktische Anleitung, um Webseiten im lokalen Netzwerk (WLAN) verfügbar zu machen. Die Lernenden verbinden sich mit einem speziellen Netzwerk, ermitteln ihre IP-Adresse mittels Konsole und greifen auf Webserver von Mitschülerinnen und Mitschülern zu.
Kommunikationsarten und Protokolle in Netzwerken
Dieses Unterrichtsmaterial für das Grundlagenfach Informatik an Gymnasien behandelt verschiedene Kommunikationsarten im Netz sowie die Eigenschaften von Protokollen. Es bietet eine weniger technische, konzeptorientierte Alternative zu bestehenden Unterlagen für Schülerinnen und Schüler im dritten Jahr.
Einführung in Webbrowser und Webtechnologien
Das Material bietet eine kompakte Übersicht über die Funktionsweise von Webbrowsern, gängige Browserprodukte sowie die drei grundlegenden Webtechnologien HTML, CSS und JavaScript. Es erklärt anschaulich, wie Client-Server-Interaktionen für die Darstellung von Webseiten genutzt werden.
E-Mail-Knigge und richtige Verwendung
Dieses Material vermittelt die grundlegenden Regeln und Etiketten für die Kommunikation per E-Mail im schulischen Kontext. Es behandelt formale Aspekte wie Anrede, Betreff und Grussformel sowie technische Funktionen wie CC und BCC.
Das TCP/IP-Schichtenmodell und Datenpakete
Der Text erklärt das TCP/IP-Schichtenmodell anhand einer Analogie und beschreibt die Aufgaben der verschiedenen Schichten bei der Übertragung von Datenpaketen. Es wird erläutert, wie Daten auf den unterschiedlichen Ebenen verpackt und weitergeleitet werden.
Die Anwendungsschicht in Netzwerken
Der Text erklärt die Anwendungsschicht in Netzwerken anhand verständlicher Beispiele wie dem Schultransport und geht detailliert auf typische Internet-Protokolle wie HTTP, SMTP und IMAP ein. Es wird beschrieben, wie Daten auf dieser Schicht übertragen und E-Mails versandt beziehungsweise abgerufen werden.
Die Transportschicht im Netzwerk
Der Text erklärt die Funktion der Transportschicht anhand eines anschaulichen Schul-Beispiels sowie durch die Gegenüberstellung der Protokolle TCP und UDP.
Das TCP/IP-Schichtenmodell
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt das TCP/IP-Schichtenmodell anhand einer anschaulichen Analogie und beschreibt die Aufgaben der verschiedenen Netzwerkschichten von der Anwendungsschicht bis zur physikalischen Schicht. Es bietet eine klare Übersicht über die Kapselung von Daten und die beteiligten Protokolle.
Einführung in den Webbrowser und seine Funktionen
Dieses Unterrichtsmaterial führt Schülerinnen und Schüler in die grundlegende Nutzung von Webbrowsern ein. Es behandelt Themen wie Browserprodukte, Lesezeichen, Passwortverwaltung, automatische Übersetzung, Adblocker sowie die Fehlerbehebung (Cache und privater Modus) anhand praktischer Aufgaben.
WhatsApp-Aufgabe: Weg einer Nachricht
Anhand des Beispiels einer WhatsApp-Nachricht, die von Paris in die Schule geschickt wird, bringen die Lernenden verschiedene Schritte und Stationen in eine logische Reihenfolge. Dies dient als spielerischer Einstieg und Überblick in verschiedene Themenbereiche der Informatik.
Webserver testen
Eine praktische Übung, in der Schülerinnen und Schüler auf einem virtuellen Rechner einen Webbrowser installieren, eine URL aufrufen und die Funktionalität eines lokalen Webservers testen. Das Material stammt aus einem interaktiven Kurs zu Rechnernetzen.
Die Internetschicht und Vermittlungsschicht im TCP/IP-Modell
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt die Internetschicht bzw. Vermittlungsschicht des TCP/IP-Modells anhand eines anschaulichen Schulbeispiels. Es behandelt logische Adressen, IP-Pakete, Routing sowie wichtige Protokolle wie IPv4, IPv6, IPsec und ICMP.
Webserver testen
In dieser kurzen praktischen Übung greifen Lernende über einen Webbrowser auf einen lokalen Webserver zu, um eine selbst erstellte Webseite und deren Verknüpfungen zu testen.
DNS auf Clients eintragen
Eine praxisorientierte Übungsaufgabe zur Netzwerkkonfiguration, bei der die IP-Adresse des DNS-Servers auf Notebooks und Webservern in einer Simulationsumgebung eingetragen wird.
Thymio: Konfiguration und Funknetzwerk
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt, wie der Roboter Thymio in den Konfigurationsmodus versetzt und wie sein drahtloses Netzwerk (Wireless-Pairing über 802.15.4) eingerichtet wird. Es beschreibt die notwendigen Schritte für die Kommunikation zwischen Roboter und Computer.
Die Python-Bibliothek requests
Dieses Material erklärt die Verwendung der Python-Bibliothek 'requests' zum Senden von HTTP-Anfragen wie GET und POST. Es zeigt anhand von Codebeispielen, wie man URLs aufruft, Parameter übergibt und mit Response-Objekten arbeitet.
POST-Daten und PHP
Das Material erklärt die Verarbeitung von POST-Daten in PHP-Skripten, sowohl klassisch aus HTML-Formularen über das Array $_POST als auch im JSON-Format mittels des Eingabestreams und json_decode(). Es behandelt dabei technische Details der HTTP-Request-Übertragung anhand von Beispielen.
Konzept URL
Der Text erklärt kurz den Aufbau und die Funktion einer URL als eindeutige Adresse für Dokumente im World Wide Web. Dabei werden die drei Hauptbestandteile Protokoll, Domain und lokaler Pfad auf dem Server erläutert.
Node-RED Chuck Norris API Workshop
Eine kurze Übungsaufgabe für Node-RED, bei der ein bestehendes Flow-Beispiel so modifiziert werden soll, dass es ein Zitat von der Chuck-Norris-API abruft und anzeigt.
Die historische Entwicklung des Internets und der WWW-Grundlagen
Der Text beleuchtet die historische Entwicklung des Internets beginnend mit dem Arpanet 1969 über die Einführung der E-Mail bis hin zur Erfindung des World Wide Webs am CERN im Jahr 1989. Zudem wird ein historisches HTML-Beispiel aus den Anfängen gezeigt und die Bedeutung des ersten grafischen Browsers Mosaic 1993 hervorgehoben.
Das Schichtenmodell in der Netzwerkkommunikation
Das Lehrmaterial führt in das Konzept des Schichtenmodells bei der digitalen Kommunikation ein und vergleicht das OSI-Modell mit der TCP/IP-Protokollfamilie. Es stellt die verschiedenen Kommunikationsebenen als ineinander verschachtelte Gespräche dar und bietet eine Übersicht über die Schichten von der Anwendung bis zur physikalischen Ebene.