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--- gf_informatik:web:internet:arbeitsblatt [2021-11-29 13:49] – hof
+++ gf_informatik:web:internet:arbeitsblatt [2022-12-16 13:23] (aktuell) – hof
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 ## Arbeitsblatt Internet
+Beantworte die folgenden Fragen. Achtung, nicht alles wurde im Unterricht behandelt. Recherchiere im [[gf_informatik:web:internet|Skript auf dem Wiki]] und im Internet!
+Die Antworten sind zum Teil viel ausführlicher, als was in einer Prüfung erwartet würde; zum Beispiel sind viele mögliche Protokolle aufgelistet, wenn die Aufgabe nach *einem möglichen Protokoll* fragt.
 ### A1: Schichtenmodell
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   * Welche Adressen werden verwendet?
   * Nenne ein Internet-Protokoll, das in der Schicht verwendet wird.
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++Lösung|
   * Anwendungsschicht
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   * MAC-Adresse
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++ Lösung|
   * URL
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     * Eigenschaften:
       * Identifiziert ein Geräte (eigentlich: eine Netzwerk-Karte) im lokalen Subnetz.
-      * MAC-Adressen sind fix, jede Netzwerkkarte hat eine fix MAC-Adresse zugewiesen. Sie ändert sich nicht, wenn das Gerät in einem anderen Netzwerk angemeldet wird.
+      * MAC-Adressen sind fix, jede Netzwerkkarte hat fix eine MAC-Adresse zugewiesen. Sie ändert sich nicht, wenn das Gerät in einem anderen Netzwerk angemeldet wird.
       * MAC-Adressen spielen nur für das lokale Subnetz eine Rolle, sie werden vom Router nicht weitergeleitet.
 ++++
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 Nenne ein Protokoll aus dem Internet und aus der realen Welt. Was zeichnet ein Protokoll aus?
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++Lösung|
 Ein Protokoll ist eine standardisierte Kommunikation und definiert den zeitlichen Ablauf sowie das Format der ausgetauschten Nachrichten. Viele Protokolle können beliebige Inhalte (zum Beispiel höhere Protokolle) also Nutzlast (*payload*) transportieren. Die Protokoll-spezifischen Teile der Kommunikation (Adressen etc.) heissen *Metadaten*.
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   * TCP
   * UDP
-  * IP
+  * IP (*Internet Protocol* - Achtung: oft sprechen wir von der "IP" wenn wir eigentlich die *IP-Adresse* (also z.B. `129.132.98.12`) meinen. Aber *IP* bezeichnet streng genommen das Internet Protokoll auf der Vermittlungsschicht).
   * Ethernet
   * LTE
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 </nodisp>
-### A3: Verbindungsprobleme
+### A4: Verbindungsprobleme
-Bei einem Webseiten-Aufruf auf `http://www.ethz.ch/index.html` triffst du auf die folgenden vier Probleme. Beschreibe für jeden Fehler, auf welcher Netzwerkebene der Fehler liegt, und was da passiert (sein könnte).
+Bei einem Webseiten-Aufruf auf `http://www.ethz.ch/index.html` triffst du auf die folgenden fünf Probleme. Beschreibe für jeden Fehler, auf welcher Netzwerkebene der Fehler liegt, und was da passiert (sein könnte).
   * `Internet disconnected`
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   * `404 Resource not found`
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++Lösung|
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   * `404 Resource not found`
     * Anwendungsschicht: falsche URL, oder Webserver ist falsch konfiguriert.
 ++++
 </nodisp>
+### A5: Was passiert bei einem Seitenaufruf im Internet?
-### A4: Was passiert bei einem Seitenaufruf im Internet?
 Du rufst die Website `http://www.ethz.ch/index.html` auf. Was passiert dabei auf jeder Netzwerkebene?
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     * IP: 192.168.2.5
     * MAC-Adresse: 0xcafe
-    * Router / Gateway: 192.168.2.1
+    * Router (default route): 192.168.2.1
-  * Gateway:
+  * Router:
     * IP: 192.168.2.1
     * MAC-Adresse: 0xface
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     * löst die Domain `www.ethz.ch` auf zu `129.132.98.12`
+<nodisp 1>
-<nodisp 2>
 ++++Lösung|
   * Anwendungsschicht:
     * Browser löst Domain zu IP auf mit DNS auf `8.8.8.8` (erhält `129.132.98.12`)
-    * Browser öffnet HTTP-Verbindung zu `www.ethz.ch`, `GET /index.html`
+    * Browser öffnet HTTP-Verbindung zu `129.132.98.12`
+      * Browser verlangt die Resource mit `GET /index.html`
+      * Webserver antwortet mit HTML Inhalten
   * Transportschicht:
-    * UDP-Stream zwischen `192.168.2.5:<random port>` und `8.8.8.8:53`
+    * UDP-Stream zwischen `192.168.2.5:<random port 1>` und `8.8.8.8:53`
-    * TCP-Stream zwischen `192.168.2.5:<random port>` und `129.132.98.12:80`
+    * TCP-Stream zwischen `192.168.2.5:<random port 2>` und `129.132.98.12:80`
   * Vermittlungsschicht:
     * IP-Pakete zwischen `192.168.2.5` und `8.8.8.8`
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     * WLAN- oder Ethernet-Pakete zwischen 0xcafe und 0xface
+++++
+</nodisp>
+### A6: Routing
+Ein Internet-Router hat die folgende Routing-Tabelle. Was passiert mit einem IP-Paket mit Quell-IP `192.168.0.25` und Destination-IP `129.132.98.12`? Welche Zeilen der Tabelle muss der Router konsultieren?
+^ Zeile ^ IP-Präfix ^ Gateway / Netzwerkkarte ^
+|1| 192.168.0.1/32 | localhost |
+|2| 192.168.0.0/24 | wlan0 (WLAN-Adapter 1) |
+|3| 129.132.0.0/16   | 3.3.3.5 |
+|4| 3.3.3.17/32 | localhost |
+|5| 3.3.3.0/24 | eth0 (Ethernetkarte 1) |
+|6| 0.0.0.0/0 (default route) | 3.3.3.1 |
+<nodisp 1>
+++++Lösung|
+Das Paket wird via `3.3.3.5` weitergeleitet und zu diesem Zweck auf der Ethernetkarte 1 hinausgeschickt. Achtung: die Quell-Adresse spielt fürs Routing keine Rolle.
+Es braucht zwei Lookups in der Routing-Tabelle:
+  * Zeile 3 bestimmt, dass `129.132.*` via `3.3.3.5` weitergeleitet wird
+  * Zeile 5 bestimmt, dass alle Pakete an `3.3.3.5` über die Ethernetkarte 1 gesendet werden.
+++++
+</nodisp>
+### A7: Private IPs
+Weshalb ist an der KSR die IP-Adresse deines Geräts eine andere, als die die auf `whatsmyip.org` angezeigt wird? Was hat das für Auswirkungen: was kannst du auf deinem Gerät nicht (so einfach) tun?
+<nodisp 1>
+++++Lösung|
+Die KSR verwendet [[gf_informatik:web:internet:ip_adressen#nat|NAT]]. Das heisst, intern werden nur IP-Adressen aus einem privaten Bereich vergeben. Der Router ersetzt die Quell-Adresse von ausgehenden Paketen mit seiner eigenen und merkt sich die Verbindung (*connection tracking*). Kommt ein Antwortpaket, so ersetzt der Router die Zieladresse des Pakets und leitet es intern weiter.
+Auswirkungen:
+  * Das Gerät kann zwar Verbindungen nach aussen öffnen, aber von aussen können keine neuen Verbindungen zum Gerät erstellt werden.
+  * Du kannst auf deinem Laptop keinen Server betreiben, der von aussen erreichbar ist.
+    * Es ist schwierig, einen Webserver zu betreiben.
+    * Es ist schwierig, einen Peer-to-peer-Client (Transmission, Gnutella...) zu betreiben (natürlich gibt es Workarounds)
 ++++
 </nodisp>