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--- gf_informatik:web:internet:aufgaben [2022-12-06 15:57] – hof
+++ gf_informatik:web:internet:aufgaben [2022-12-13 10:44] (aktuell) – hof
@@ Zeile 99: / Zeile 99: @@
    * Systemeinstellung / Netzwerk / WLAN / Weitere Optionen / TCP/IP
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++Lösung|
@@ Zeile 115: / Zeile 115: @@
 . Tatsächlich wurde dieses Problem mit IPv6 bereits angegangen. Studiere den [[gf_informatik:web:internet:ip_adressen#ipv6|Eintrag zu IPv6.]]
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++Lösung|
@@ Zeile 135: / Zeile 135: @@
 . Wie viele Geräte kann bei der aktuellen Weltbevölkerung eine Person im Durchschnitt gerade noch haben? Wird die mögliche Anzahl Adressen auch für die Zukunft ausreichen?
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++Lösung|
@@ Zeile 149: / Zeile 149: @@
 === Aufgabe B6 (CIDR) ===
-Subnetzmasken können auch durch CIDR-Suffix kürzer ausgedrückt werden. Dieser Wert gibt die Anzahl Bits an, die in der Subnetzmaske $1$ sind. Z.B. steht $/10$ für $255.192.0.0$.
+Subnetzmasken können auch durch CIDR-Suffix kürzer ausgedrückt werden. Dieser Wert gibt die Anzahl Bits an, die in der Subnetzmaske $1$ sind. Z.B. steht $/10$ für $255.192.0.0$. Erklärung: `255.192.0.0` entspricht binär `11111111.11000000.00000000.00000000`, hat also zehn Einsen.
 Wandle um $4-$Byte-Notation $\rightarrow$ CIDR-Notation:
@@ Zeile 160: / Zeile 160: @@
    * $/25$
-<nodisp 2>
+<nodisp 1>
 ++++Lösung|
 siehe Tabelle hier: [[wpde>Classless_Inter-Domain_Routing#Übersicht_für_IPv4]]
@@ Zeile 213: / Zeile 213: @@
 **Teil II:** Notiere die Routing-Tabelle für den Router 1.1.8.1/3.3.3.8
-==== Aufgaben D: TCP/IP ====
-=== Aufgabe D ===
-Studiere die **TCP/IP-Visualisierung:** https://oinf.ch/interactive/tcp-ip-visualisierung/
-Diese zeigt sehr detailliert, was genau passiert, wenn man eine Website aufruft.
-Hole dir aus den Slides die nötigen Informationen, um die folgenden Fragen zu beantworten:
-. Was ist ein **Three Way Handshake** und wozu werden die **SYN,ACK,FIN**-Bits gebraucht?
-. Wofür steht **ARP**? Wozu wird dieses Protokoll benötigt und wie funktioniert es (grob)?
-==== Aufgaben E: Repetition ====
-Beantworte die folgenden Fragen. Achtung, nicht alles wurde im Unterricht behandelt. Recherchiere dazu in den Slides (am Anfang der Website) und im Internet!
-=== Aufgabe E1: Schichtenmodell ===
-Beschreibe die Verbindungs-Schichten des Internets. Nenne für jede Schicht:
-  * Name
-  * Analogie im Postversand
-  * Welche Abstraktion bietet sie der nächstoberen Schicht?
-  * Welche Adressen werden verwendet?
-  * Nenne ein Internet-Protokoll, das in der Schicht verwendet wird.
 <nodisp 2>
-++++Lösung|
+++++Lösung:|
-  * Anwendungsschicht
-    * Analogie: Versand von Gegenständen (Möbel, Bücher...)
-    * Abstraktion: --
-    * Adressen: --
-    * Internet-Protokoll: HTTP(S), SMTP, DNS, ...
-  * Transportschicht
-    * Analogie: Übertragung einer ganzen Sendung aus mehreren Paketen, mit Lieferschein.
-    * Abstraktion: (bidirektionaler) Datenstrom
-    * Adressen: TCP-Ports
-    * Internet-Protokoll: TCP, UDP
-  * Vermittlungsschicht (*Internet Layer*)
-    * Analogie: Post-Pakete
-    * Abstraktion: (Einweg-) Paketvermittlung Ende-zu-Ende
-    * Internet-Protokoll: IP
-  * Netzzugangsschicht (*Link Layer* , *Physical Layer*)
-    * Analogie: Transport über eine einzelne Strecke.
-    * Abstraktion: Paket-Vermittlung über eine einzelne Verbindung
-    * Internet-Protokolle: Ethernet (LAN), WiFi (WLAN), DSL, LTE, ...
-++++
-</nodisp>
-=== Aufgabe E2: Adressen im Internet ===
+** Teil 1:**
-Welche drei Adress-Arten im Internet haben wir angeschaut? Beschreibe deren Eigenschaften und Unterschiede. Mache für jede Art von Adresse ein Beispiel.
+. Zeile 3 (gleiches Subnetz)
+. Zeile 4, dann Zeile 4 (Weiterleiten via 3.3.3.2)
+. Zeile 8, dann Zeile 4 (Weiterleiten via 3.3.3.1)
+. Zeile 1 (Localhost - Gerät selber)
-<nodisp 2>
+** Teil 2:**
-++++ Lösung|
-  * **Domain / URL**
-    * Domain:
-      * Beispiel: `www.ethz.ch`
-      * Eigenschaften:
-        * Identifiziert einen Server (oder einen Server-Namensraum) im Internet.
-        * Ist hierarchisch aufgebaut: am Schluss steht die Top-Level-Domain (entweder eine Länder-Domain wie `.ch` oder eine globale Domain wie `.com` oder `.org`), danach folgen die unter-Domains (im Beispiel `ethz`, danach `www`).
-        * Ist Teil eines URLs.
-    * URL (bisher nicht explizit besprochen)
-      * Beispiel: `http://www.ethz.ch/index.html`
-      * Eigenschaften:
-        * Identifiziert eine Resource ("Datei") im Internet.
-        * Wird insbesondere von HTTP benutzt, um Resourcen wie HTML und CSS von einem Webserver über das Internet zu laden.
-        * Der zweite Teil (www.ethz.ch) ist eine Domain (Servername)
-  * IP-Adresse
-    * Beispiel: `129.132.98.12`
-    * Eigenschaften:
-      * Identifiziert ein Gerät (eigentlich: eine Netzwerk-Karte) im Internet.
-      * Pakete werden auf der Vermittlungsschicht von einer IP-Adresse an jede andere geroutet.
-      * Besteht aus 32 bit (IPv4) oder 128 bit (IPv6)
-      * Es gibt ca. 4 Milliarden (2<sup>32</sup>) IPv4-Adressen.
-      * IP-Adressen sind logische Adressen - dasselbe Gerät erhält eine andere IP-Adresse, wenn es in einem anderen Netz eingebunden wird.
-  * MAC-Adresse
-    * Beispiel (müssen Sie nicht wissen): `00:80:41:ae:fd:7e`
-    * Eigenschaften:
-      * Identifiziert ein Geräte (eigentlich: eine Netzwerk-Karte) im lokalen Subnetz.
-      * 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.
-++++
-</nodisp>
-=== Aufgabe E3: Was ist ein Protokoll?===
+^Zeile ^ IP-Präfix ^ Router ^ Handlung ^
-Nenne ein Protokoll aus dem Internet und aus der realen Welt. Was zeichnet ein Protokoll aus?
+| 1 | 1.1.8.1 | localhost (ich selbst, Netzwerkkarte 1) | Paket empfangen (eigene Adresse) |
+| 2 | 3.3.3.8 | localhost (auch ich selbst, Netzwerkkarte 2) | Paket empfangen (eigene Adresse) |
-<nodisp 2>
+| 3 | 1.1.8.0/24 | -- | Direkt versenden über Netzwerkkarte 1, Ziel im gleichen Subnetz 1.1.8 |
-++++Lösung|
+| 4 | 3.3.3.0/24 | -- | Direkt versenden über Netzwerkkarte 2, Ziel im gleichen Subnetz 3.3.3 |
-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*.
+| 5 | 1.1.1.0/24 | 3.3.3.2 | Weiterleiten über 3.3.3.2 |
+| 6 | 1.1.3.0/24 | 3.3.3.3 | Weiterleiten über 3.3.3.3 |
-Protokolle aus dem Internet z.B.:
+| 7 | 1.1.6.0/24 | 3.3.3.4 | Weiterleiten über 3.3.3.4 |
-  * HTTP(S)
+| 8 | * | 3.3.3.1 | Alles andere: An den Router (auch *Gateway*) 3.3.3.1 senden zur Weiterleitung |
-  * SMTP
-  * DNS
-  * TCP
-  * UDP
-  * 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
-Protokolle aus der realen Welt:
-  * Flugfunk
-  * Begrüssungsrituale
-  * Diplomatisches Protokoll (wer sitzt neben wem, Begrüssungsreihenfolge...)
-  * Telefongespräche (`Do isch Wullschleger-Haslebacher!` - `Grüetsi Frau Wullschleger-Haslebacher, do isch Rüegsegger` etc.)
-    * Vergessen Sie nicht den [[https://youtu.be/LCAUpnUVwMU?t=340|Schluss des Gesprächs]]
 ++++
 </nodisp>
+==== Aufgaben D: TCP/IP ====
-=== Aufgabe E4: Protokolle===
+=== Aufgabe D ===
-== Teil I ==
+Studiere die **TCP/IP-Visualisierung:** https://oinf.ch/interactive/tcp-ip-visualisierung/
-Liste alle Protokolle auf, die wir kennengelernt haben.
+Diese zeigt sehr detailliert, was genau passiert, wenn man eine Website aufruft.
-<nodisp 2>
+Hole dir aus den Slides die nötigen Informationen, um die folgenden Fragen zu beantworten:
-++++Lösung|
-Behandelte Protokolle:
+. Was ist ein **Three Way Handshake** und wozu werden die **SYN,ACK,FIN**-Bits gebraucht?
+. Wofür steht **ARP**? Wozu wird dieses Protokoll benötigt und wie funktioniert es (grob)?
-   * ARP
-   * DNS
-   * Ethernet
-   * HTTP
-   * IP
-   * MAC
-   * TCP
-   * UDP
-Weitere wichtige Protokolle:
-   * SMTP: Simple Mail Transfer Protocol (Mail)
-   * DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol (Vergabe von IP-Adressen in Subnetz)
-++++
-</nodisp>
-== Teil II ==
-   * Für Protokolle mit Abkürzungen: Wofür stehen diese?
-   * Erkläre für jedes Protokoll in $2-3$ Sätzen, wofür es verwendet wird.
-<nodisp 2>
-++++Lösung|
-Behandelte Protokolle:
-   * ARP: Adress Resolution Protocol (Finde Gerät mit gesuchter MAC-Adresse, schicke dazu Broadcast Nachricht an alle Geräte im Subnetz, siehe z.B. https://oinf.ch/interactive/tcp-ip-visualisierung/)
-   * DNS: Domain Name System
-   * Ethernet (kabelgebundene Datenübertragung von Gerät zu Gerät
-   * HTTP: HyperText Transfer Protocol
-   * IP: Internet Protocol
-   * MAC: Media-Access-Control
-   * TCP: Transmission Control Protocol
-   * UDP: User Datagram Protocol
-Weitere wichtige Protokolle:
-   * SMTP: Simple Mail Transfer Protocol (Mail)
-   * DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol (Vergabe von IP-Adressen in Subnetz)
-++++
-</nodisp>
-== Teil III ==
-   * Beschrifte die vier Schichten des Schichtenmodells ...
-   * ... und trage jedes Protokoll in der richtigen Schicht ein:
-{{ :gf_informatik:web_sca:schichtenmodell_leer.png?400 |}}
-<nodisp 2>
-++++Lösung|
-{{ :gf_informatik:web_sca:schichtenmodell_leer_sol.png?400 |}}
-++++
-</nodisp>
-=== Aufgabe 5: Verbindungsprobleme===
-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`
-  * `No route to host www.ethz.ch`
-  * `Cannot resolve host www.ethz.ch`
-  * `Server www.ethz.ch timed out`
-  * `404 Resource not found`
-<nodisp 2>
-++++Lösung|
-  * `Internet disconnected`
-    * Netzzugangsschicht: fehlende Netzverbindung (z.B. kein WLAN)
-  * `No route to host www.ethz.ch`
-    * Vermittlungsschicht: keine Route zur Ziel-IP-Adresse.
-  * `Cannot resolve host www.ethz.ch`
-    * Anwendungsschicht: Problem mit dem DNS-Server, oder unbekannte Domain
-  * `Server www.ethz.ch timed out`
-      * Könnte auf allen Schichten verursacht werden:
-        * Netzzugangsschicht: schlechte Verbindungsqualität
-        * Vermittlungsschicht: fehlerhaftes Routing, Pakete gehen verloren
-        * Transportschicht: fehlerhafte Geschwindigkeits-Aushandlung.
-        * Anwendungsschicht: Webserver ist überlastet und antwortet nicht.
-  * `404 Resource not found`
-    * Anwendungsschicht: falsche URL, oder Webserver ist falsch konfiguriert.
-++++
-</nodisp>
-=== Aufgabe E6: Was passiert bei einem Seitenaufruf im Internet?===
-Du rufst die Website `http://www.ethz.ch/index.html` auf. Was passiert dabei auf jeder Netzwerkebene?
-Angaben:
-  * Dein Gerät:
-    * IP: 192.168.2.5
-    * MAC-Adresse: 0xcafe
-    * Router / Gateway: 192.168.2.1
-  * Gateway:
-    * IP: 192.168.2.1
-    * MAC-Adresse: 0xface
-  * DNS-Server:
-    * IP: 8.8.8.8
-    * löst die Domain `www.ethz.ch` auf zu `129.132.98.12`
-<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`
-      * Browser verlangt die Resource mit `GET /index.html`
-      * Webserver antwortet mit HTML Inhalten
-  * Transportschicht:
-    * 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 2>` und `129.132.98.12:80`
-  * Vermittlungsschicht:
-    * IP-Pakete zwischen `192.168.2.5` und `8.8.8.8`
-    * IP-Pakete zwischen `192.168.2.5` und `129.132.98.12`
-  * Netzzugangsschicht:
-    * WLAN- oder Ethernet-Pakete zwischen 0xcafe und 0xface
-++++
-</nodisp>
-=== Aufgabe E7: 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 | localhost |
-|2| 192.168.0 | wlan0 (WLAN-Adapter 1) |
-|3| 129.132   | 3.3.3.5 |
-|4| 3.3.3.17 | localhost |
-|5| 3.3.3 | eth0 (Ethernetkarte 1) |
-|6| * (default route) | 3.3.3.1 |
-<nodisp 2>
-++++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>
-=== Aufgabe E8: 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 2>
-++++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>