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).
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.
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.
Konzept Client – Server
Der Text erklärt das grundlegende Konzept von Client und Server anhand von Beispielen aus dem Internet und dem Betriebssystem. Dabei wird verdeutlicht, dass es sich bei Client und Server um Programme handelt, die Anfragen stellen beziehungsweise beantworten.
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.
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.
Peer-to-Peer-Netzwerk
Dieses Unterrichtsmaterial führt in die Grundlagen von Peer-to-Peer-Netzwerken ein. Die Lernenden verbinden zwei Computer direkt miteinander und konfigurieren IP-Adressen praktisch in einer Simulationsumgebung.
Das Client-Server-Prinzip und Echo-Server
Dieses Unterrichtsmaterial führt anhand einer praktischen Übung mit einem Echo-Server und -Client in das Client-Server-Prinzip ein. Die Lernenden richten Netzwerkanwendungen ein, beobachten die Kommunikation und erarbeiten theoretische Grundlagen zu Serverdiensten und Protokollen.
Peer-to-Peer-Netzwerk
Dieses Unterrichtsmaterial führt in die Grundlagen von Peer-to-Peer-Netzwerken ein und zeigt, wie zwei Computer direkt via Netzwerkkabel verbunden werden. Anhand einer praktischen Übung mit dem Simulationsprogramm Filius erstellen die Lernenden ein eigenes kleines P2P-Netzwerk.
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.
Einführung in Webtechnologien
Dieses Unterrichtsmaterial bietet eine Einführung in die Grundkonzepte des World Wide Web und erklärt den technischen Aufbau von Webseiten. Es behandelt die zentralen Technologien HTML, CSS und JavaScript und zeigt deren Zusammenspiel von Client und Webserver auf.
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.
JavaScript und HTTP
Das Lehrmaterial erklärt die Kommunikation zwischen JavaScript-Programmen und Servern als Grundlage moderner Webanwendungen. Lernende entwickeln dabei eigenständig einen einfachen Client.
Aare Guru Webapp
Dieses Unterrichtsmaterial zeigt anhand einer konkreten Web-App, wie man Daten von einer JSON-API (Aare Guru) mit JavaScript abruft und in einer Webseite darstellt. Die Lernenden erweitern bestehenden Code, um zusätzliche Wetter- oder Messwerte anzuzeigen.
Apache-Webserver
Diese Unterrichtsmaterialleitung erklärt die Installation und Konfiguration des Apache-Webservers sowie die Handhabung von Logfiles unter Linux. Es beinhaltet praxisnahe Befehle zur Verwaltung von Webseiten und Modulen sowie eine kurze Übungsaufgabe.
Einführung in Node-RED
Das Material führt in die Grundlagen von Node-RED ein, erklärt die Grundkonzepte wie Nodes, Verbindungen und Flows und zeigt, wie man einen ersten Server-Dienst auf Render.com startet und konfiguriert.
HTTP Requests Lesen und Bearbeiten mit Node-RED
Dieses kompakte Unterrichtsmaterial führt Lernende praktisch in das Erstellen von GET- und POST-Endpunkten mit Node-RED ein. Mithilfe des Tools Postman werden HTTP-Requests simuliert und Daten im Body übertragen.
Multiplayer-Game (Pong)
Dieses Unterrichtsmaterial zeigt anhand eines einfachen Pong-Spiels, wie eine netzwerkbasierte Client-Server-Anwendung realisiert werden kann. Dabei werden Positionen zwischen Server und Client ausgetauscht, um das Spiel auf zwei Geräten synchron darzustellen.
Client/Server mit Pygame Zero
Dieses Unterrichtsmaterial zeigt anhand von konkreten Code-Beispielen in Python, wie eine Netzwerkkommunikation nach dem Client-Server-Modell in ein Pygame-Zero-Spiel integriert werden kann. Es behandelt Themen wie nicht-blockierende Sockets, Ausnahmebehandlung beim Datenempfang und die Handhabung von Datenpuffern.
REST-API und RESTful Architekturprinzipien
Der Text erklärt die grundlegenden Prinzipien und Architekturmerkmale von REST (Representational State Transfer) für Web-APIs. Er führt die Kernanforderungen wie Zustandslosigkeit, Client-Server-Trennung und einheitliche Schnittstellen auf.
Vorbereitung auf den IoT-Workshop 2023
Diese Anleitung beschreibt die Vorbereitung für einen IoT-Workshop, indem schrittweise kostenlose Cloud-Dienste für eine PostgreSQL-Datenbank und einen Node-RED-Server eingerichtet werden. Die Lernenden konfiguriern externe Dienste und bereiten so die technische Infrastruktur für IoT-Anwendungen vor.
Einführung in Node-RED und visuelle Datenverarbeitung
Der Text stellt die Open-Source-Software Node-RED vor, welche ein grafisches Benutzerinterface zur visuellen Verknüpfung von Datenströmen und Sensoren bietet. Es werden grundlegende Begriffe wie Nodes, Verbindungen und Flows erläutert sowie der Bezug zum Internet of Things (IoT) und Cloud-Umgebungen hergestellt.
Cloud-Computing, Web-Apps und Desktop-Apps im Vergleich
Das Unterrichtsmaterial erklärt kurz die grundlegenden Unterschiede zwischen Desktop-Apps und Web-Apps im Kontext von Cloud-Diensten. Es zeigt anhand von Beispielen wie Word Online, OneDrive und Teams, wie Daten zwischen lokalem Gerät und Cloud ausgetauscht werden.
Git-Repository klonen mit Sourcetree
Das Material beschreibt Schritt für Schritt, wie ein Remote-Repository von GitLab mittels SSH und dem grafischen Client Sourcetree auf den lokalen Computer geklont wird. Es dient als praktische Anleitung für die Versionsverwaltung im Informatikunterricht.
Vorbereitung IoT-Workshop: Node-RED und PostgreSQL
Diese Anleitung beschreibt Schritt für Schritt, wie Lernende einen kostenlosen PostgreSQL-Datenbankdienst auf ElephantSQL einrichten und Node-RED auf der Plattform Render für einen IoT-Workshop installieren. Das Material dient als technische Vorbereitung für ein konkretes Praxisprojekt im Unterricht.
Server-Client-Anwendung in Python
Das Material enthält Python-Quellcode für einen einfachen Server, der Zahlen quadriert, sowie einen zugehörigen automatischen Client. Es veranschaulicht exemplarisch die netzwerkbasierte Kommunikation zwischen Server und Client.
Server-Sent Events (SSE) für Echtzeit-Benachrichtigungen
Dieses Material dokumentiert die technische Implementierung von Server-Sent Events (SSE) für Push-Benachrichtigungen in einer Webanwendung. Es zeigt Event-Typen, Routing-Muster und Code-Ausschnitte für die Echtzeit-Kommunikation.