3.2.3 Netzwerkarchitekturen vergleichen (z.B. Client-Server Modell, Cloud-Computing, P2P)
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können Netzwerkarchitekturen vergleichen (z.B. Client-Server Modell, Cloud-Computing, P2P).
⚠ Neu versucht die KI ungefähr das Niveau zu ermitteln. Bitte helfen Sie, indem Sie die Gewichtung der Kriterien mitbewerten! Generelles Feedback gern an marc@eduskript.org.
Informatik-Biber 2024 – Aufgaben und Lösungen (Stufen 9/10)
Offizielles Aufgabenheft des Informatik-Biber-Wettbewerbs 2024 (Bebras) für die Stufen 9/10: 19 vielfältige Knobelaufgaben aus allen Bereichen der Informatik, jede mit ausführlicher Lösung und einem Abschnitt «Dies ist Informatik!», der die fachlichen Hintergründe (z.B. endliche Automaten, Scheduling, topologische Sortierung, P2P) anschaulich erklärt.
Castoro Informatico 2024 – Quesiti e soluzioni (Kategorien 9./10. Schuljahr)
Aufgabensammlung mit vollständigen Lösungen und ausführlichen fachlichen Erläuterungen («Questa è l'informatica!») des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2024 für die Kategorie 9./10. Schuljahr. Die 19 Multiple-Choice- und Interaktionsaufgaben behandeln endliche Automaten, Scheduling, Flussdiagramme, topologisches Sortieren, verteilte Datenhaltung (Blockchain) und weitere informatische Grundkonzepte in spielerisch erzählten Szenarien.
Informatik-Biber 2022 – Aufgaben für die Schuljahre 9/10
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs «Informatik-Biber» (Bebras) mit 17 Knobelaufgaben für die Stufen 9/10 in drei Schwierigkeitsstufen. Die Aufgaben decken algorithmisches Denken, Logik, Datenstrukturen, Graphen und Code-Verständnis ab – ohne Vorkenntnisse, dafür mit spannungsvoll erzählten, oft spielerischen Szenarien. Lösungen sind nicht enthalten, das Material ist primär als Wettbewerbs-/Übungssammlung gedacht.
Leitfaden WebNetSim – Netzwerk-Simulator im Unterricht
Ausführlicher didaktischer Leitfaden zur Online-Lernumgebung WebNetSim, die Grundkomponenten und Funktionsweise von Netzwerken spielerisch simuliert. Enthält Erklärungen zu Webserver, Browser, DNS, Router und Access-Point, ein detailliert ausgearbeitetes Rollenspiel mit Pappschachteln und Schnüren sowie Szenarien zum Aufbau eigener Netzwerke inklusive HTML-Erstellung und didaktischen Hinweisen (Brief-Analogie, NAT, Port-Forwarding).
Die Funktionsweise von Netzwerken – Unterrichtseinheit mit Rollenspielen und Konsole
Ausgearbeitete Unterrichtseinheit zu Netzwerken, die Vom LAN zum Internet über IP-Adressen, Netzmasken, DNS, Ping und TCP/IP-Modell führt. Kernstück sind zwei Rollenspiele mit Schnur und Karteikarten, bei denen SuS selbst «Netzwerke» aufbauen und Adressierungsprobleme lösen, ergänzt durch praktische Kommandozeilen-Aufgaben (ipconfig, nslookup, ping, tracert) mit Lösungen. Abwechslungsreich zwischen Plenum, Selbststudium, Hands-on und kreativen Aufträgen.
Kommunikation in Netzwerken
Umfassendes Kursmaterial zur Funktionsweise des Internets: Schichtenmodelle, Datenpakete, Protokolle, Adressierung (MAC, IP, Netzmaske), ARP, DNS, Routing und Client-Server-Prinzip, jeweils mit anschaulichen Alltagsanalogien. Dazu ein Arbeitsblatt mit Lösungen zu Subnetzen und Routing sowie Anleitungen für die Simulation mit Filius und ein interaktives Rollenspiel.
BGP und das Internet als Netz aus Firmen: Warum Pakete nicht den kürzesten Weg nehmen
Dieses Lernmaterial erklärt, warum Dijkstra nur innerhalb eines Autonomen Systems funktioniert und wie BGP das globale Internet über Geschäftsbeziehungen statt über kürzeste Pfade routet. Kern ist das Valley-free-Prinzip, anschaulich mit Berg- und Tal-Metapher und einem durchgerechneten Beispiel erklärt. Vier Übungen (inkl. Lösungen) mit traceroute und bgp.he.net vertiefen das Gelernte.
Informatik-Biber 2019 – Aufgabenheft Schuljahre 5/6
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs (Bebras) für die Schuljahre 5/6 mit zwölf Multiple-Choice-Aufgaben zu Themen wie Codierung, Algorithmen, Graphen und Datenstrukturen. Die kniffligen, geschickt in Biber-Geschichten eingekleideten Aufgaben fördern logisches und strukturiertes Denken ohne Vorwissen. Das Heft enthält nur die Aufgaben samt Regeln, keine Lösungen oder Erarbeitungsphasen.
Domain-Name-System: Arbeitsblatt mit Übungen
Ausführliches Unterrichtsmaterial zum Domain-Name-System: Es erklärt anschaulich (Telefonbuch-Vergleich, Quantitäts-Gedankenspiele) Aufbau und Funktionsweise des DNS, Ports und https-Zertifikate. Praxisnahe Aufgaben (nslookup, whois, Phishing-Mail-Check, Domain-Name fürs eigene Projekt) sowie ein Gedankenspiel zu DNS-Hijacking machen das Thema lebendig.
Netzwerke & Internet: Aufgabensammlung mit Lernhilfe und Slides (Web II, KSR)
Umfangreiches Übungsmaterial zur Lektion «Netzwerke & Internet» mit Lernhilfe zur Prüfung, gestuften Aufgaben (Subnetze, CIDR, Routing, TCP/IP, Schichtenmodell) und den zugehörigen Slides mit anschaulichen Analogien (Paketversand, Post, Lastwagen). Die Aufgaben rechnen, programmieren (Python, optional OOP) und beziehen die eigene Schulumgebung (Eduroam, eigene IP/MAC) mit ein. Lösungen fehlen, dafür ist die Aufgabenstellung abwechslungsreich und lebensnah.
Das Internet – Grundlagenfach Informatik (Netzwerke, Protokolle, Schichtenmodell)
Umfangreiche Unterrichtssequenz zum Aufbau und zur Funktionsweise des Internets: Lernende erkunden Netzwerke, Adressierung, Routing, Pakete, TCP/UDP, DNS und HTTP aktiv – zunächst unplugged (Menschen-Netzwerk mit Schnüren), dann mit dem interaktiven Internet-Simulator von code.org, und abschliessend zum Schichtenmodell. Konsequent entdeckendes Lernen mit Journal-Aufgaben, Gruppen-Challenges und selbst entwickelten «Protokollen» als Vorbereitung auf echte Internetprotokolle.
Unterrichtsplanung: Wie funktioniert das Internet? (unplugged mit Internet-Simulator, 8 Lektionen)
Detaillierte, ausgearbeitete Unterrichtsplanung über acht Lektionen zur Funktionsweise des Internets: von serieller Datenübertragung über Netzwerkstrukturen, IP-Adressen, Routing, Pakete, UDP/TCP, DNS und HTTP bis zum TCP/IP-Schichtenmodell. Zentrales Werkzeug ist der Internet-Simulator (code.org), ergänzt durch unplugged-Aktivitäten wie Netzwerke mit Schnüren bauen und Gruppen-Wochenplanung über Nachrichten, dazu ein durchgehendes Journal-Konzept mit Videos und Ergebnissicherung.
Informatik-Biber 2017 – Aufgabenheft Stufe 5/6
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs (Bebras) für die Schulstufen 5/6 mit 15 Aufgaben aus drei Schwierigkeitsstufen zu Themen wie Kodierung, Algorithmen, Sortieren, Netzwerke, Scheduling und Programmierlogik. Die Aufgaben sind fantasievoll in Biber-Geschichten verpackt, punkten mit echtem Rätselspass und logischem Knobeln, enthalten aber keine Lösungen und keine Erklärungen. Als Motivations- und Übungsmaterial mit Lehrperson gut einsetzbar, für Selbststudium nur eingeschränkt.
Castoro Informatico 2021 – Quesiti per la categoria 11º–13º anno (Bebras Italienisch)
Sammlung der 15 Aufgaben der obersten Alterskategorie des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2021 (italienische Version), mit Danksagungs- und Rahmenkapiteln. Die Aufgaben knüpfen an Alltags- und Wettbewerbsszenarien an und fordern algorithmisches, logisch-strukturiertes Denken; Lösungen sind (im Gegensatz zu den regulären Bebras-Heften) in diesem Auszug nicht enthalten.
Wellenreiten auf der Daten-Autobahn – Einführung ins Internet (Leitprogramm)
Selbständig bearbeitbares Leitprogramm mit Story um die Figur Futura, das Internet-Dienste, WWW, Browser, Suchmaschinen und Kataloge anschaulich einführt. Es enthält Aufgaben mit Lösungen, Lernkontrollen und Glossar, teils bewusst ohne Computer bearbeitbar. Das Material stammt von 2002 und ist in Details (Browser, Suchmaschinen) veraltet, didaktisch aber lebendig aufgebaut.
Kommunikation in Rechnernetzen – Die Anwendungsschicht
Umfassendes Lehrbuchkapitel zur Anwendungsschicht in Rechnernetzen: Sockets-Programmierung (Zeit-/HTTP-Client, Nachrichtensystem), E-Mail-Protokolle (SMTP, POP3) mit Filius-Simulation sowie ein Netzwerkspiel «Zahlen raten» mit Rollenspiel und eigener Protokoll-Implementierung. Sehr strukturiert aufgebaut mit Fachkonzepten, Übungen und Lösungsansätzen.
Das Internet
Eine vierteilige Unterrichtseinheit zur Funktionsweise des Internets für die Sekundarstufe, basierend auf Unit 2 des Code.org Computer-Science-Grundlagenkurses. Sie behandelt Netzwerke, Adressierung/IP, Router und Redundanz, Pakete/TCP/UDP, DNS, HTTP und das Schichtenmodell und führt die Methode eines Lernjournals ein.
TicTacToe mit Server
Das Material begleitet Schritt für Schritt die Weiterentwicklung einer TicTacToe-Web-App von einer Browser-Anwendung zu einer Client-Server-Architektur mit Node.js/Express. Es behandelt Web-APIs, JSON, Sessions via Cookies, Server-seitige Validierung und client-seitiges Polling, mit verständlichen Code-Beispielen und offenen Herausforderungen.
Erkundung: Austausch von Dateien im lokalen Netzwerk – vom Peer-to-Peer zum Client-Server
In eine kleine Startup-Geschichte eingebettete Erkundungsaufgabe, in der die Schüler:innen aus einem realen Problem (kranker Kollege, Rechner ausgeschaltet) die Motivation für Client-Server-Systeme entwickeln. Der Client-Server-Ansatz wird anschaulich erklärt und mit Aufgaben vertieft. Die Aufgaben fehlen allerdings Lösungen, und die Netzwerkthematik bleibt grundsätzlich.
Zusatzaufgaben Verschiedenes: Netzwerk-Schichten, Protokolle, Routing
Ein Aufgabensammlung mit acht Zusatzaufgaben zu Netzwerkthemen: Schichtenmodell, Internet-Adressen, Protokolle, Verbindungsprobleme, Paketweg bei einem Seitenaufruf und Routing-Tabellen. Die Aufgaben setzen auf Wissen aus dem Unterricht und eigene Recherche in Slides und Internet; konkrete Szenarien (Webseiten-Aufruf, Routing-Tabelle, private IPs) verlangen Transfer statt Reproduktion. Lösungen sind nicht enthalten, und die Nummerierung ist lückenhaft (keine Aufgabe 4).
Routing mit dem ÖV-Netz Biel: Vermittlungsschicht entdecken
Arbeitsaufträge zum Thema Routing auf der Vermittlungsschicht (Lernpfad/Selbstlernmaterial). Anhand des Bieler ÖV-Liniennetzes wird Routing durch Analogien erkundet (Umsteige-Anleitungen als Routingtabellen, Delegation an Default-Gateways, Ausfallsicherheit, Load-Balancing).
Raspberry Pi: Aufsetzen, Konsole und erste Website
Praxisorientiertes Anleitungs- und Aufgabenmaterial zum Aufsetzen eines Raspberry Pi: Konsolenbefehle, Systemkonfiguration, SSH/VNC, feste IP-Adressen und Webserver, danach Grundlagen von HTML, CSS und JavaScript mit kleinen Programmieraufträgen. Enthält konkrete Hands-on-Aufgaben (Ordnerstrukturen, Suche, Python-Ausführung) und ein Website-Projekt, aber kaum Lösungen oder erklärende Theorie. Geeignet als geleiteter Werkstatt-Lehrgang.
Simulation des World Wide Web: Ein eigener Webserver mit Filius
Anleitung zum Erkunden der Netzwerksimulation Filius: Die Lernenden richten in einem Start-up-Szenario einen Webserver ein, erstellen eigene Webseiten und konfigurieren einen DNS-Server. Dies ist ein solides, anwendungsorientiertes Unterrichtsmaterial mit attraktivem Szenario und handlungsorientierten Aufgaben.
Netzwerke & Internet: Übungsblatt mit Lernhilfe (IP, Subnetze, Routing, TCP/IP)
Umfangreiches Übungspaket zum Thema Netzwerke und Internet für eine Prüfungsvorbereitung, kombiniert mit Folien zum Schichtenmodell (mit Paket-Versand-Analogie), Client-Server und Protokollen. Die Aufgaben rechnen realistische Beispiele durch (Unterseekabel, Subnetzgrössen, Routing-Tabellen, eigener Computer im Schulnetz) und enthalten optionale Python-Zusatzaufgaben. Didaktisch stark durch Alltagsbezug und Analogien, jedoch ohne Musterlösungen.
AWS CloudFront mit LocalStack: CDN-Verteilung verstehen und lokal simulieren
Ein praxisnahes Tutorial, das AWS CloudFront mit der anschaulichen FastFood-Analogie (Origin, Edge Locations, Cache, TTL) erklärt und dann zeigt, wie man CDN-Verhalten mit LocalStack, S3 und einem nginx-Reverse-Proxy lokal nachstellt. Die Umsetzung mit echten Befehlen, Konfigurationsdateien und Fehlerbehandlung (CloudFront in LocalStack nicht verfügbar → Mock-Lösung) ist didaktisch reizvoll, enthält aber keine Aufgaben oder Selbstkontrolle für Lernende.
HTTPS und Webseitenzertifikate – wie das Schloss im Browser funktioniert
Erklärender Text zur verschlüsselten Webkommunikation: HTTPS, symmetrische/asymmetrische Verschlüsselung, Zertifikate und Zertifizierungsstellen. Vier offene Erkundungsaufgaben führen die Schüler:innen in den Browser-Einstellungen und auf BadSSL zu Zertifikatsdetails und Warnungen. Der Kernbeitrag ist der differenzierte Blick auf «sicher»: was das Schloss garantiert und was nicht, inklusive URL-Täuschungsbeispielen.
Hosts-Datei und Domain-Name-System (DNS)
Ein Arbeitsauftrag zum Domain-Name-System: Von der hosts-Datei über den DNS-Namensraum als Baum bis zu Zonen, Delegation, Resolver, Resource-Records und dem Ablauf einer DNS-Abfrage. Enthält praktische Aufgaben (hosts-Datei anzeigen, Domain-Bäume zeichnen, DNS-Trace verfolgen und Sequenzdiagramm zeichnen) sowie einen kurzen Abschnitt zu Sicherheit und Datenschutz (DoH/DoT, DNSSEC).
Castor Informatique 2015 – Cahier d'exercices
Cahier d'exercices papier (version imprimable) du concours Castor Informatique 2015 (partenaire suisse de Bebras), avec 45 tâches interactives couvrant la logique, l'algorithmique, les données, la sécurité et la société de l'information pour les classes 3 à 13. Les questions sont posées sous forme de choix multiples ou de manipulations ; les corrigés et les explications ne figurent pas dans ce document.
Aufgaben F: Datenverkehr
Arbeitsblatt mit praktischen Übungen zur Netzwerk-Analyse mit Wireshark: Schüler:innen installieren den Netzwerk-Monitor, protokollieren eine unverschlüsselte HTTP-Verbindung und untersuchen die Schichten des TCP/IP-Stacks. Ergänzend beantworten sie Fragen zur TCP/IP-Visualisierung (Handshake, ARP, Paketgrössen).
Netzwerke: Vom LAN zum Internet
Kurzer Grundlagentext über Computernetzwerke: LAN vs. WAN, Bus- und Stern-Topologie, Funktion von Switches und Routern bis hin zum Internet als Verbund von LANs. Enthält eine kleine Praxisaufgabe zur Dokumentation des eigenen Heimnetzes.
Rückblick Netzwerkstrukturen und Schichtenmodell (TCP/IP)
Foliensatz, der Netzwerk-Grundlagen (Netzzugang, IP/Router, TCP/UDP, DNS/HTTP) wiederholt und daraus das TCP/IP-Schichtenmodell systematisch aufbaut. Ein anschauliches Durchgangsbeispiel («Aufruf einer Webseite») verbindet alle vier Schichten; einzelne Challenge-Aufgaben mit Teillösungen sind eingebettet. Solides Unterrichtsmaterial mit gutem strukturierendem Beispiel, aber ohne eigene Übungsteile mit Lösungen im Text.
Schulaufgaben zu SQL-Abfragen (JOIN, GROUP BY, Unterabfragen) – Gymnasium Klasse 11
35 – Die Seite gibt einen informativen Überblick über Protokolle am Beispiel des E-Mail-Versands (SMTP, POP/IMAP, RFCs) mit klaren Lernzielen, enthält aber keinen eigentlichen Fachinhalt, keine Beispiele oder Übungen – als Einstiegsübersicht solide, als Lernmaterial allein unzureichend.
Architektur eines Informationssystems: Browser, Webserver und Datenbank
Ein Kapitelabschnitt aus inf-schule.de, der am motivierenden Beispiel der Visualisierung von Geodaten (Rhein-Verlauf per SQL-Abfrage) die Client-Server-Architektur eines Informationssystems erklärt. Es beschreibt Webbrowser, Webserver und Datenbanksystem samt ihrer Zusammenspiel- und Skalierbarkeit. Die Aufgaben sind offen gestellt, Lösungen fehlen.
Mobilitätsmanagement in GSM, GPRS und UMTS
Eine Ausarbeitung zu einem Vortrag über Mobilitätsmanagement in Mobilfunknetzen. Sie erklärt die Architektur von GSM (Zellen, BTS/BSC/MSC, HLR/VLR), Handover, Registrierung und Lokalisierung, dann die paketorientierte Erweiterung GPRS und schliesslich UMTS mit CDMA und Soft-Handover.
Mobilitätsmanagement in GSM, GPRS und UMTS
Vorlesungsfolien zu Mobilitätsmanagement in Mobilfunknetzen: historischer Überblick über die Generationen (1G bis UMTS), Architektur von GSM (Zellen, HLR/VLR, Handover, Lokalisierung), paketorientierte Erweiterung GPRS und UMTS mit UTRAN und Zellhierarchie. Technisch fundierter Überblick mit Skizzen und Tabellen, ohne Übungen oder Lösungen.
Middleware verstehen und bauen – mit Plack (Perl) und Starlette (Python)
Ein Entwickler-Blogartikel, der das Konzept Middleware historisch einordnet und anhand einer request-pipeline mit Logger, Authentifizierung und Routing zeigt. Der autorabeitsintensive Teil besteht aus parallelen Implementierungen in Perl (Plack) und Python (Starlette), inklusive Unit-Tests und Testausgaben. Didaktische Aufbereitung für Lernende (Aufgaben, gestufte Erklärungen) fehlt weitgehend.
Netzwerkarchitekturen: Client-Server und Peer-to-Peer
Kurze Einführung in die beiden Netzwerkarchitekturen Client-Server und Peer-to-Peer mit Alltagsbeispielen (Webbrowser, BitTorrent). Anschliessend werden Schüler:innen aufgefordert, beide Varianten mit dem Simulator Filius virtuell aufzubauen. Der Erklärtext ist knapp und ohne Aufgabenlösungen oder Vertiefung.
Cloud, Desktop-App und Web-App
Kurzer Erklärtext, der das Konzept der Cloud einführt und Desktop-Apps mit Web-Apps vergleicht (Verbindungsbedarf, Performance, Funktionsumfang). Am Beispiel von Microsoft 365 (OneDrive, Word Online, Teams) wird gezeigt, wie man Dateien wahlweise in Web- oder Desktop-App öffnet. Es handelt sich um reinen Anleitungs- und Erklärstoff ohne Aufgaben oder Beispiele zum Selbsttun.
Client-Server-Systeme – Wissensspeicher
Ein Rahmenmaterial zu Client-Server- und Peer-to-Peer-Systemen mit Lernzielen und einem auszufüllenden Wissensspeicher zur strukturierten Sicherung der Inhalte. Der eigentliche Fachinhalt (Erklärungen, Beispiele, Aufgaben) ist nicht enthalten; es handelt sich um ein Struktur- bzw. Sicherungsinstrument für den Unterricht.
Konzept Client – Server
Kurzer Erklärtext zum Client-Server-Prinzip, das nicht nur auf Computer im Netz, sondern auf Programme (Browser/Betriebssystem, Word/Betriebssystem) angewendet wird. Die Begriffe werden über die Analogie Frage–Antwort eingeführt und an Beispielen wie DNS und ARP illustriert.
Fachkonzept: Client-Server-System
Kurze Fachkonzept-Seite, die das Client-Server-Modell mit den Rollen von Anbieter (Server) und Kunde (Client) erklärt und anhand von Timeservern und Webservern veranschaulicht. Reine Theorie-Definition ohne Übungen, Aufgaben oder Lösungen.
Server-Sent Events mit Raku: Client-Benachrichtigungen ohne Page-Refresh
Englischer Entwickler-Blogartikel (Raku Advent Calendar), der step-by-step zeigt, wie man Server-Sent Events in einer Raku-Webanwendung mit Cro implementiert — vom einfachen Notification-Beispiel über Sessions bis zur PostgreSQL-gestützten Variante für mehrere Serverinstanzen. Historischer Einstieg zu Page-Refresh vs. Push, viel lauffähiger Code (HTML/JS und Raku), aber keine Aufgaben, Lösungen oder didaktische Aufbereitung.
Rechnernetze: Host, Hostname, Server und Client
Kurze Einführung in Grundbegriffe von Rechnernetzen: Definition eines Netzwerks, Host/Hostname sowie die Unterscheidung Server/Client. Mit zwei kleinen praktischen Aufgaben (Hostname ausfindig machen, Bilder zuordnen), aber ohne Lösungen und ohne Vertiefung.
Direkte Vernetzung – Peer-to-Peer-Netzwerk in der Simulation aufbauen
Kurze Einführung in die direkte Vernetzung zweier Rechner per Kabel (Peer-to-Peer), gefolgt von einer Praxisaufgabe: In einer Netzwerksimulation (.fls) werden zwei Notebooks mit IP-Adressen aus demselben Netz verbunden und gespeichert. Reines Übungssetting ohne vertiefende Erklärungen oder Lösungen.
Kommunikation in Rechnernetzen – Simulation mit Filius
Überblick über eine Unterrichtsreihe, in der Schüler:innen mit der Simulationssoftware Filius Rechnernetze entwerfen und Nachrichtenaustausch experimentell erkunden. Eingebettet in eine Rahmengeschichte als IT-Spezialist:in eines Start-Ups. Der Text selbst ist nur ein Einstiegs- bzw. Inhaltsverzeichnis ohne konkrete Aufgaben oder Erklärungen.
Fachkonzept: Verbindungssocket (Server-Sockets in Python)
Kurzes Fachkonzept-Blatt, das die Unterscheidung zwischen Verbindungssocket und Kommunikationssocket in einem Client-Server-Modell erklärt und an einem Codebeispiel mit einer vorbereiteten Bibliothek demonstriert. Der Text ist korrekt, aber als nacktes Rohmaterial ohne Einstieg, Beispielaufgaben oder Lösungen gestaltet und nur mit Lehrkraft nutzbar.