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Ähnliche Berichte:
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Papers in anderen sprachen:
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informatik referate |
INTERNET - Programmierung
TCP/IP
HTML CGI
JAVA
PRRU - 4.Jg (Prozeßregelung / Rechnerverbund)
PRRU Literaturhinweise
Kühnel Ralf CORNELL/HORSTMANN
Die JAVA 1.1 Fibel JAVA bis ins Detail
ADDISON-WESLEY Heise
Netzwerke: Grundlagen (Wiederholung GDVA)
T Simplexbetrieb (Richtungsbetrieb)
Die Übertragung der Daten (DÜ) erfolgt nur in einer Richtung. Beispiele: Radio, TV. Diese Art der DÜ besitzt in der EDV praktisch keine Bedeutung.
T Halbduplex (Wechselbetrieb)
Der Sender wird abwechselnd zum Empfänger und der Empfänger zum Sender. Die in dieser Betriebsart kommunizierenden Endgeräte müssen also synchronisiert zwischen Sende- und Empfangsbetrieb umschalten. Bei Endgeräten älterer Bauart ist diese Betriebsart noch verbreitet.
Beispiele: Wechselsprechanlagen, CB-Funk, Großrechnerterminals.
T Vollduplex (Gegenbetrieb)
Senden und Empfangen ist gleichzeitig möglich. Diese Betriebsweise ist bei modernen Datenübertragungsverfahren üblich.
Beispiele: Serielle DÜ zwischen zwei Rechnern, Datennetze, Telefon, usw.
T Zeitmultiplexverfahren: Bei digitaler Übertragung können verschiedene Informationen
zeitlich ineinander verschachtelt werden.
T Koaxialkabel
Ein Koaxialkabel besteht aus einem Leiterdraht, der in eine Kunststoffmasse eingebettet ist. Um diesen Kunststoff ist ein Drahtgeflecht gewickelt, das der Abschirmung des Innenleiters dient. Das Ganze ist zusätzlich von einem Mantel umgeben. Koaxialkabel werden unter anderem als Verbindung zwischen Fernseher und Dachantenne verwendet. Eingesetzt werden diese Kabel beim "Thin' Ethernet, das wir auch hier in der HTL im Einsatz haben. Datentransferrate: 10MBit/s.
T Verdrillte Kupferkabel (Twisted Pair)
Verdrillte 2- oder 4-Drahtleitungen aus Kupfer sind das traditionelle Übertragungsmedium der Fernmeldetechnik. Eingesetzt werden diese Kabel im Ethernet und in Token Ring Netzwerken der Firma IBM. Dabei werden innerhalb der Leiterpaare die Datenbits komplementär übertragen. Damit ist schon ein erster Schutz vor Datenübertragungsfehlern und Leitungsstörungen gegeben.
Datentransferrate: 10 MBit/s oder 100MBit/s.
T Glasfaserkabel
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Verfahren: Die elektrischen Signale werden über einen elektrooptischen Wandler (Elektroluminiszenzdioden = LED oder Laserdioden) in Lichtsignale umgesetzt und über ein Glasfaserkabel übertragen. Am Ende des Kabels werden die Lichtsignale von einem optoelektrischen Wandler (Fotodiode) wieder in elektrische Signale zurückgewandelt.
Das Prinzip der Übertragung beruht auf der totalen Reflexion. Eine optische Faser besteht aus zwei Regionen. Die innere Region, der Kern, hat eine höhere Phasenbrechzahl als die äußere Region, der Mantel. Wird nun Licht in einem bestimmten Winkel in den Glaskern eingespeist, dann wird der Lichtstrahl aufgrund der unterschiedllichen Phasenbrechzahl an der Grenze zwischen Kern und Mantel vollständig reflektiert. Durch diese totale Reflexion bewegt sich der Lichtstrahl innerhalb der Glasfaser fort.
Vorteile: - geringe Verluste bei der Übertragung, d. h. größere Entfernungen möglich
- hohe Übertragungsgeschwindigkeiten (einige GBit/s, Monomode)
- sehr geringe Störanfälligkeit (immun gegenüber elektromagnetischen Feldern)
- sehr hohe Abhörsicherheit
- kleiner Durchmesser (gute Biegsamkeit, einfach zu verlegen)
- geringes Gewicht
- große allgemeine Sicherheit (kein Funkenschlag möglich, daher in explosionsgefährdeten Gebieten einsetzbar)
Nachteile: - Stationsanschlüsse bringen Probleme (Energieverlust, optische Reflexionen)
- aufwendige Anschlußtechnik notwendig (AUI-Adapter)
T Richtfunk und Satelliten
Eine Übertragung durch die Luft ist mit Hilfe von lnfrarotsendern, Laserstrahlen, Mikrowellen und Radiosendern möglich.
Die Mobilfunknetze der Post übertragen die Daten mit elektromagnetischen Wellen. Wellenlänge x Frequenz = Lichtgeschwindigkeit.
Eine Richtstrecke muß vorhanden sein. Die unterschiedlichen Netze (C-Netz, D-Netz, GSM) liegen auf eigenen Frequenzbereichen.
Die Datenübertragungssoftware der Vermittlungsrechner der Post müssen Störungen bei der Übertragung korrekt behandeln.
Damit die vom Sender übermittelte Information von einem Empfänger wieder korrekt interpretiert werden kann, ist eine Synchronisation zwischen beiden notwendig. Die im folgenden dargestellten Verfahren unterscheiden sich im wesentlichen dadurch,
- wie diese Synchronisation, d. h. die Erzeugung eines Gleichlaufs zwischen Quelle (Sender) und Senke (Empfänger) hergestellt wird und
- wie lange dieser Gleichlauf anschließend gesichert ist, bzw. in welchen Abständen neu synchronisiert werden muß.
T Bei synchroner Datenübertragung ist der Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger über eine längere Zeitdauer, während der Übertragung einer ganzen Folge von Zeichen, gewährleistet. Derartige Zeichenfolgen werden Übertragungsblöcke genannt. Die Synchronisation erfolgt durch Übertragung spezieller Synchronisationszeichen. Danach beginnt die Übertragung eines Blocks. Im allgemeinen ist ein Block durch Steuerzeichen begrenzt (z. B. STX - Start of Text, ETX - End of Text) und durch ein oder mehrere Prüfsummenbytes abgesichert.
Vorteil: Bessere Leitungsausnutzung, weil der Nutzdatenanteil größer ist
Nachteil: Höhere Anforderungen an
Sender und Empfänger
T Bei
asynchroner Datenübertragung,
auch Start-Stop-Verfahren genannt, ist eine zeichenorientierte Übertragungsart,
bei der die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger am Anfang und am Ende
jedes übertragenen Zeichens mittels Start und Stopbits hergestellt wird. Die Zeitabstände zwischen den einzelnen
Zeichen können unterschiedlich lang sein.
Vorteil: Gleichlaufanforderungen an
Sender und Empfänger sind verhältnismäßig gering, so daß sie mit geringem
technischen Aufwand realisiert werden können.
Ein großer Teil der Übertragungskapazität (etwa 30 %) wird für die
Synchronisation verwendet. Die
Übertragung ist empfindlich gegen Signalverzerrungen, daher nur für geringe
Geschwindigkeiten geeignet.
Beispiel: DÜ über RS232-Schnittstelle
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T
ATM - Asynchroner Transfer Mode
Wird für Hochgeschwindigkeitsübertragung mit 133 Mbit/s verwendet. Einführung
erfolgte mit der Übertragung von Bild, Sprache und Daten in öffentlichen Netzen
(Breitbandnetze).
Die Daten werden in Pakete verpackt und asynchron zu ihrem Ziel
vermittelt.
Übertragungsgeschwindigkeit
Unter Übertragungsgeschwindigkeit versteht man die Anzahl der pro Zeiteinheit übertragenen binären Signale (Brutto-Datenübertragungsrate). Die Einheit ist Bit pro Sekunde (Bit/s oder bps). Ein Baud ist eine Übertragungseinheit pro Sekunde. Bei digitaler Übertragung entspricht ein Baud einem Bit pro Sekunde. Bei analoger Übertragung muß das nicht der Fall sein, weil in eine Übertragungseinheit mehr als ein Bit kodiert sein können.
Transfergeschwindigkeit
Darunter versteht man die Anzahl der übertragenen Datenbits je Zeiteinheit, welche vom Empfänger als brauchbar akzeptiert werden (Netto-Datenübertragungsrate).
Verminderung der Transfergeschwindigkeit gegenüber der Übertragungsgeschwindigkeit:
Start- und Stopbits bei asynchroner DÜ
Synchronisations- und Blockbegrenzungszeichen bei synchroner DÜ
Prüfinformationen wie Paritätsbit und Prüfsummen
Fehleranfälligkeit des Übertragungsmediums
verwendeten Code
Verpackung bei ATM
Verbindung von einem Computer zu anderen Computern, entfernten Druckern oder Terminals, wenn Entfernungen von über 50 m zurückgelegt werden. Außerhalb eines Grundstückes unterliegt die Herstellung des Übertragungsmediums zumeist einem Monopol der Post. Im Jahre 1995 wurde in Österreich der erste private Betreiber eines Mobilfunknetzes zugelassen.
Bsp.: Die Post genehmigt ein Modem und führt die Übertragung durch. Es wird das bereits bestehende Telefonnetz genutzt. Die Post unterhält auch die Datennetze Datex-P (paketvermittelnde DFÜ) und Datex-L (leitungsvermittelnde DFÜ).
Bei Telefonleitungen ist zu unterscheiden zwischen
T Wählleitung
Die Verbindung wird, wie beim Telefonieren, aufgebaut und besteht nur für die Übertragungsdauer. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 2400 Baud. Grundgebühr und Gebühr pro verbrauchte Einheit sind zu bezahlen.
T Standleitung
Ist eine ständige Verbindung der Partner. Sie hat den Vorteil, daß der Partner immer erreichbar ist und man von anderen Teilnehmern nicht gestört werden kann. Für Standleitungen ist eine monatliche Pauschale zu bezahlen.
T ISDN
Integrated Services Digital Network
Ein ISDN-Anschluß besteht aus einem 16KBit Steuerkanal und zwei 64KBit
Datenkanälen. Die Übertragung von
Sprache und Daten erfolgt in digitaler Form. Ein MODEM ist nicht notwendig. Die Verbindung wird nur dann aufgebaut, wenn tatsächlich Daten gesendet
oder empfangen werden. Danach wird die
Verbindung nach einer einstellbaren Zeit wieder abgebaut. Im Stand-By Modus
fallen keine Gesprächsgebühren an. Kommt ein weiteres Datenpaket, garantiert
die Post die Verbindungsaktivierung in 0.5 Sekunden. Diese Form hat sich in
Europa durchgesetzt (EURO-ISDN)
T ATM - Asynchroner Transfer Mode
Ist für die Hochgeschwindigkeitsübertragung von Bild, Sprache und Daten geeignet.
Analoge Übertragung von Daten mit MODEM
Um Daten über eine analoge Telefonleitung übertragen zu können, müssen sie in eine geeigneter Form umgewandelt (moduliert) und wieder zurückgewandelt (demoduliert) werden. Modems sind Geräte zum Umwandeln digitaler Daten in analoge und umgekehrt, die dann übertragen werden. Da in ein analoges Baud mehrere Bits gepackt werden können, gibt es verschiedene Geschwindigkeitsstandards:
9600 bps, 14400 bps, 28800 bps und 56000 bps.
Müssen mehrere Terminals an einer Fernverbindung angeschlossen werden, so müssen Konzentratoren (z.B. Terminal-Server) eingesetzt werden, die die ankommende Daten sammeln und weiterleiten.
1980 wurde von der ISO, einem Internationalen Normungsgremium, das OSI- 7 Schichten-Protokoll verabschiedet. OSI: Open System lnterconnect, also eine offenes herstellerunabhängiges Netzwerkprotokoll.
7.)Verarbeitungsschicht
6.) Darstellungsschicht
5.)
Kommunikationsschicht
4.) Transportschicht
3.) Vermittlungsschicht
2.) Sicherungsschicht
1.) Bitübertragungsschicht
Geräte, die die Verbindung zwischen Netzwerken mit unterschiedlichen Protokollen herstellen, orientieren sich an den Funktionen der entsprechenden Schicht des OSI-Modells:
Schicht 1: Repeater (Ein eintreffendes Signal wird unverändert wieder ausgesendet)
Schicht 2: Bridge oder Switch (Ein eintreffendes Datenpaket wird nur dann weitergeleitet,
Schicht 3: Router wenn es an einen Partner in einem anderen Netz adressiert ist. Der
lokale Verkehr wird also nicht weitergeleitet)
Schicht 4-7: Gateway
Diese Netze werden auch Büronetze genannt. Mehrere PCs, Workstations oder Terminals werden mit einer entsprechenden Netzwerk-Topologie mit Großrechnern, UNIX-Rechnern oder File-Servern zusammengeschlossen. Jeder Computer des Netzes erhält einen eigenen Adapter (wird mit einer Netzwerkkarte eingebaut z.B. NE2000), an den die Verbindungskabel angeschlossen werden. Zumeist sind dies Koaxialkabel für geringe Entfernungen.
In den 70er und 80er Jahren hatte man Großrechenanlagen mit angeschlossenen 'dummen' ASCII-Terminals (reine I/O Geräte lediglich für ASCII-Zeichen). Die Netzwerke werden von den Computerherstellem entwickelt und waren untereinander nicht kompatibel. Verbindungen zwischen einem Netzwerk der Firma SIEMENS (Transdata-Netzwerk) und einem der Firma IBM (SNA .. Structured Network Architecture) können nur sehr mühsam über einen Gateway-Computer hergestellt werden.
Mit der Entwicklung der PCs wurden die PCs mit einem File-Server zu sogenannten Client-Server Netzwerken zusammengeschlossen. ETHERNET entwickelte sich zum Standardnetzwerk. Von der Firma IBM wurde der TOKEN RING als Konkurrenzprodukt auf den Markt gebracht. Auf den PCs kann man die Anwendungen mit einer grafischen Oberfläche gestalten. Der File-Server dient zum Laden von Software und zur Verwaltung zentraler Datenbestände. Der größte Nachteil dieser Lösung ist der hohe Betreuungsaufwand für die Installation und Wartung der PCs.
Vom X-Konsortium des MIT wurde Anfang der 90er Jahre das X-Window-System erfunden. Es vereinigt die Vorteile der Großrechner- und der Client-Server-Netzwerke. Die haben jedoch grafische Oberflächen wie der PC. Anstelle des File-Servers tritt ein Multi-User /Multitaskingfähiger Rechner unter den Betriebssystemen UNIX. Als Netzwerk kann weiterhin das ETHERNET verwendet werden.
Die Netzverbindung geht über öffentlichen Grund und unterliegt damit dem Monopol der Post. Diese Netze können sich über Kontinente erstrecken.
Bsp.: Netzwerke, die die Niederlassungen von weltweit tätigen Konzernen miteinander verbinden, wie Versicherung, Fluggesellschaft, Reisebüro mit Filialen, Computerkonzerne. Netzwerke, über die Informationen für Kunden oder die Wissenschaft weltweit verteilt werden, wie das INTERNET oder Compuserve.
CompuServe
Elektronische Enzyklopädie, aktuelles Wetter, Reiseinformationen, medizinische und rechtliche Information, Email
BTX
BTX ist von der Österreichischen Post. BTX verwendet Datex-P (Paketvermittlung). Die Daten werden in Form von Datenblöcken über das Telefonnetz geschickt. Es besteht keine durchgehende physikalische Verbindung vom Sender zum Empfänger. Der BTX-Teilnehmer benötigt einen Computer, Software und ein Modem. Angeboten wird Email, Telebrief (Ermöglicht das Erstellen und Verschicken von Briefen), Kontostandabfragen, Telebanking.
Das weltweit verzweigte Internet wird von keiner zentralen Stelle überwacht. Das Netz wird immer nur im eigenen Bereich (Site) gewartet und erweitert. Jeder kann daher seinen Rechner oder sein gesamtes Netzwerk an das Internet anschließen. Im Jahre 1995 waren 3,8 Millionen Sites angeschlossen.
Um im internationalen Netz erreichbar zu sein,
muß ein Internet-Anbieter (Provider) den Namen seines Rechners
oder Netzwerks (Domain) beim
Falls der Name noch nicht vergeben ist, quittiert Internic die Anmeldung mit einem Eintrag ins Namensregister. Internet-Provider sind Rechner, auf denen Dienste für andere Internet-User zur Verfügung gestellt werden.
Als einheitliches Netzprotokoll wird TCP/IP verwendet. Unter einem DOS/WINDOWS-PC erfolgt die Anbindung meist über SLIP (Serial Line Internet Protocol), das eine normale Telefonleitung zu einer Internet-Leitung macht. Die Anbindung ans Internet über SLIP erfolgt über das 'Windows Socket API'. Diese Erweiterung des normalen Windows-API (Application Programming Interface) von Windows ermöglicht die Anbindung von Programmen an TCP/IP.
Werden ganze LANs an das Internet angeschlossen, so erfolgt dieser Anschluß über eine Standleitung oder einen ISDN-Anschluß. Damit Datenpakete des LANs ins Internet gelangen können und umgekehrt, benötigt man einen Router. Normalerweise sind Router hardwaremäßig implementiert (z.B. von der Firma CISCO). Billiger, jedoch nicht so leistungsfähig sind softwaremäßig implementierte Router wie z.B. die Shareware KA9Q (ISDN/IP-Router für DOS)
Das Internet Protocol IP übernimmt gleichermaßen die Rolle der Post und befördert die einzelnen Datenpakete über das lnternet zum Adressaten. Die Datenpakete werden nicht direkt, sondern über mehrere Verteiler, die Router, weitergeleitet. Jeder Router, der ein IP-Paket empfängt, leitet es an einen Nachbarrechner weiter. Das wiederholt sich, bis der Empfänger erreicht ist. Dieses Verfahren bezeichnet man als routing (Dynamische Leitwegbildung).
Um das Internet nutzen zu können, braucht man außer der geeigneten Software auch eine Zugriffsberechtigung zum Internet. Diese wird von Internet-Anbietern verkauft, und macht einen nicht unerheblichen Teil der Installationskosten aus.
Dienste des Internets:
T Email
T Der WWW-Browser für das World Wide Web bietet eine grafische Oberfläche.(Netscape)
T Sehr gut eignet sich das Internet als Diskussionsforum für EDV-Belange und die Wissenschaft.
T FTP (File-Transfer) mit der Dateiensuchhilfe archie
T Telnet (Terminal Emulation)
Da mit dem Anschluss an das Internet Sicherheitsrisken verbunden sind, werden die Dienste des Internets in Firmennetzwerken verwendet. Diese Netze nennt man INTRANET. Der Anschluss ans Internet erfolgt mit Firewalls und Proxy-Server.
Die Topologie eines Netzwerkes ist die Art und Weise der Verbindung durch Kabeln zwischen den einzelnen Knoten (Server, Workstations, Gateways, PCs, Drucker).
1.)Ring-Topologie
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Die Computer sind ringförmig angeordnet, jeder Computer ist mit 2 Computern verbunden. Die Übertragung von Informationen erfolgt von Computer zu Computer in einer Richtung. Der Absender versieht die Information mit der Empfangsadresse, der Empfänger versieht die Nachricht mit einer Empfangsquittung und schiebt sie weiter. Dabei werden Teile der Nachrichten in den Computern zwischengespeichert und paketweise weitergeleitet. Der Absender kann so erkennen, ob die Information empfangen wurde oder nicht.
Vorteile: Es ist keine Zentrale nötig (jeder Computer übernimmt Steuerung) Es sind weniger Kabeln als bei der Stern-Topologie notwendig. Theoretisch sind beliebig viele Computer anschließbar.
Nachteile: bei Ausfall einer Station steht das ganze Netz (Abhilfe: Überbrückungsschaltungen)
2.)Stern-Topologie (Großrechnertechnologie)
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Alle Computer sind an einen zentralen Vermittlungsrechner (Konzentrator) angeschlossen, der die Steuerung und Überwachung des gesamten Kommunikationssystems wahrnimmt. Entweder ist das ein spezieller Computer, der nur für die Kontrolle zuständig ist, oder ein beliebiger Verarbeitungscomputer, der zusätzlich Kontrollaufgaben übernimmt.
Vorteile: Bei Ausfall eines Computers bleibt das Netz funktionsfähig Die Hinzunahme oder das Entfernen eines Computers aus dem Netz ist unproblematisch.
Nachteile: Bei Ausfall der Zentrale fällt auch das
Netz aus.
Die Anzahl der Computer ist durch die Leistungsfähigkeit der Zentrale
beschränkt.
Aufwendige und teure Verkabelung, da alle Computer mit der Zentrale verbunden
werden müssen.
3.)Bus-Topologie
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Alle Computer sind an einem Kabel angeschlossen. Informationen können ohne Mithilfe anderer Computer vom Sender zum Empfänger gelangen. Dies ist dadurch möglich, da immer aller Computer des Netzes mithören, aber nur die an sie adressierten Informationen verwenden. Die PCs unserer HTL sind mit einem Bus vernetzt.
Vorteile: ausfallsicher (einzige Schwachstelle ist
der BUS)
einfache Verkabelung
Drucker und Peripheriegeräte können leicht hinzugefügt werden. Bei der Übertragung werden nur die
beteiligten Stationen benötigt.
Nachteile: Abhörsicherheit ist nicht gegeben
Geschwindigkeit ist begrenzt
Es kann nur eine begrenzte Anzahl von Computern an ein Busnetz angeschlossen
werden.
4.)Strukturierte Topologie (Derzeitiger Stand der Technik)
Jedes einzelne Endgerät (PCs, Terminals, Drucker) wird sternförmig an einen zentralen Hub bzw. einen Konzentrator mit vier paarigen, abgeschirmten Kupferkabeln (Twisted Pair) angeschlossen. Anstelle von Hubs (Bus-Topologie) werden immer mehr Switches eingesetzt. Dadurch werden Nachrichten nur mehr zu den tatsächlich betroffenen Stationen gesendet.
Die Konzentratorpunkte werden mit mehreren Glasfaserkabel und einem zusätzlichen Kupferkabel verbunden, um ein Umstecken der Verbindungen im Fehlerfall zu ermöglichen.
Vorteile: Bei Ausfall eines Computers bleibt das Netz
funktionsfähig
Die Hinzunahme oder das Entfernen eines Computers aus dem Netz ist
unproblematisch.
Bei Ausfall einer Verbindung kann auf eine weitere Verbindung umgeschaltet
werden, da die Verkabelung redundant ist.
Nachteile: Aufwendige und teure Verkabelung, da alle Computer mit dem Hub verbunden werden müssen.
Mit der Herstellung von Leitungsverbindungen ist das Netz noch nicht komplett. Für den Betrieb des Netzes ist spezielle Software nötig, die den Datentransport im Netz organisiert. Diese Software wickelt zwischen den einzelnen Knoten ein sogenanntes Protokoll (Folge von Steuersignalen) ab, das bewirkt, daß Daten kollisionsfrei und richtig über die Leitungen transportiert werden.
1.)CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collission Detection) (OSI Schicht 1+2)
Einsatz in Busnetzen mit ETHERNET oder TOKEN RING- Netzen.
Funktion: Der Sender versieht die Information mit einem Transportetikett, aus dem man Sender und Empfänger der Nachricht erkennen kann. Danach prüft der Sender, ob der Übertragungskanal frei ist. Liegt kein Signal (Carrier) an, so beginnt er mit der Übertragung. Alle angeschlossenen Computer empfangen die Nachricht, aber nur der Computer, der seine Adresse im Transportetikett findet, bearbeitet sie weiter.
Es könnte nun der Fall eintreten, daß 2 Computer gleichzeitig feststellen, daß der Übertragungskanal frei ist und gleichzeitig mit der Übertragung beginnen. In diesem Fall kommt es zum Zusammenstoß der Nachrichten (Collission). Der Computer, der das als erster feststellt, erzwingt dann durch ein spezielles Steuersignal den Übertragungsabbruch. Beide Computer warten danach eine durch einen Zufallsgenerator bestimmte Zeit ab, bevor sie einen neuen Sendeversuch starten.
Einem guten Zeitverhalten bei mittlerer Auslastung steht eine undefinierte maximale Transportzeit gegenüber.
2.) TOKEN Passing(OSI-Schicht 1+2)
Die Sendeberechtigung wird über einen Steuerblock vergeben, den sogenannten TOKEN, der von einem Computer zum nächsten weitergegeben wird. Der Computer, der den TOKEN besitzt, kann senden. Nach durchgeführter Übertragung gibt er den Token weiter.
Einem hohen Vermittlungsaufwand bei niedriger Auslastung steht eine definierte maximale Transportzeit gegenüber.
Die Anfänge von TCP/IP reichen in die frühen 70er Jahre, als eine amerikanische Verteidigungsbehörde das Arpanet, ein experimentelles Netzwerk, gründetet. Später, nachdem dieses Netz mehrere Universitäten verband, wurde das Protokoll TCP/IP (Transfer Protocol/ lnternet Protocol) entwickelt. Aus dem Arpanet entwickelte sich das Internet, und danach setzte sich TCP/IP als internationales Netzwerkprotokoll auch gegen OSI durch. Die OSI-Protokolle der X.400-Normungsreihe haben sich nur im Rahmen von EDIFACT (Electronic Data Interchange und Faktorierung) durchgesetzt.
TCP/IP-Architektur:
im wesentlichen besteht die TCP/IP-Architektur aus 4 Schichten.
T Die Netzwerkschicht übernimmt die physikalische Datenleitung. Sie setzt auf vorhandene Netzstrukturen der Schicht 1+2 auf, wie z.B. das ETHERNET mit CSMA/CD. Diese Schicht stellt sicher, daß die Daten korrekt und an den beabsichtigten Adressaten übermittelt werden.
T
Die lnternet-Schicht
(IP-Protocol) übernimmt die Herstellung und Überwachung von Netzverbindungen
zwischen verschiedenen Computern. Sie ermöglicht die Kommunikation und die
Weitervermittlung von Informationen zwischen verschiedenen Netzen.(routing über
gateways) (Entspricht OSI Schicht 3)
T
Die Transportschicht (TCP-Protocol)
verfügt über verbindungslose und verbindungsorientierte Protokolle, die den
eigentlichen Datenfluß regeln. (Entspricht OSI Schicht 4)
T Die Applikationsschicht bietet eine Reihe standardisierter Anwendungen wie ping, arp, finger, telnet, ftp, NFS, NIS, DNS, PPP, WWW, NNTP, IRC und Email, die besondere Stärke von TCP/IP darstellen. (Entspricht OSI Schicht 4-7)
Der Datenfluß zwischen den verschiedenen Schichten erfolgt durch die Übergabe
der Datenpakete. Jede Schicht dabei ein
neues Datenpaket, in dem die empfangenen Daten wieder enthalten sind. Den hinzugefügten Teil nennt man Header. Diese Header werden dann zur Adressierung und
Übertragung verwendet.
Eine IP-Adresse besteht aus 4 Zahlen zwischen 0
und 255. Jede dieser vier Zahlen enthält,
wie bei einer Postanschrift, eine bestimmte Adreßinformation. Diese Nummern
sind schwer zu merken, daher werden sie in Namen, die Domäne, umgesetzt. Aus 193.81.13.2 wird so der Name ftp.ping.at
. Anhand dieser Domain-Adresse läßt sich meist
Weiters gilt: com=kommerziell, ac=akademisch, edu=Schulen/Universitäten, net=Provider)
Bei einer Internet-Email-Adresse kommt noch der durch einen Klammeraffen getrennte Benutzername dazu.
r.simon@htlwrn.ac.at ist die E-Mail-Adresse des Benutzers r.simon, der Domäne htlwrn.ac.at.
Verzeichnis der gültigen Computer (hosts) der HTL Wr. Neustadt,Abt. EDVO
loopback #Zum Test, der Rechner wird nicht verlassen
novell1 n1 #Novell-Server Karte für Saal Zuse
novell4 n4 #Novell-Server Karte für Saal Zemanek
U101 #1.PC im Saal Zuse
U401 #1.PC im Saal Zemanek
SUN #Domain Name Server, Mail Server
Ts1 #Terminal-Server
www #WWW-Server der HTL
l1 #Linux-Server
193.170.149.156 Firei #1.Netzwerkkarte Firewall im Segment ZEMANEK
193.170.149.190 Fireo #2.Netzwerkkarte Firewall im Segment NEUMANN
CISCO #Router ins Internet
File-Transfer Bildaufbau
Uni-Wien Yahoo
Univie.ac.at U102 U205
U102 Paket 1
U102 Paket 2
U205 Paket 1
U102 Paket 3
U304 Paket 1 t
Cisco-Router ISDN-Leitung Cisco-Router
Wien Wr. Neustadt
Bildaufbau
Cisco NEW-YORK IBM.com
U304
IBM.com
Yahoo
T
IP (Internet Protocol): verbindungsloses,
unzuverlässiges Protokoll für die Auswahl des Datenübertragungsweges zwischen 2
Rechnern (routing). Mit "ping" und "traceroute" wird diese Verbindung
überprüft.
T
TCP (Transmission Control Protocol):
Protokoll für einen verbindungsorientierten, zuverlässigen Datentransfer.
T
ICMP (Internet Control Message Protocol):
für die Übertragung von Fehler- und Diagnoseinformationen.
T
ARP und RARP (Reverse Address Resolution
Protocol): für die Umsetzung der 32-Bit Internet-Adressen in die 48-Bit
Ethernet(MAC)-Adressen. Um die Ethernet-Adresse eines Hosts zu ermitteln,
verschickt ARP einen Rundruf an alle ("Broadcast")
T
TELNET: Terminalemulation. Mit "finger"
wird überprüft, wer von wo auf einem Server arbeitet.
T FTP: File Transfer Protocol
T PPP
(Point to Point) : Dient zur Übertragung von Datagrammen über eine serielle
Leitung mit dem Protokoll HDLC (High Level Data Link ) Bei der Konfiguration
eines PPP-Clients ist es wichtig, dass die Authorisierung überprüfbar ist. Dazu
dient das PAP(Password Authentication Protocol)
Hier nur ein Beispiel wie sich ein Client über die serielle Schnittstelle an
seinen PPP-Server anschließt:
pppd /dev/cua3 38400 crtscts
defaultroute (crtscts :
Hardwarehandshake wird durchgeführt)
T SMTP
(Simple Mail Transfer Protocol): Email
T POP3
(Post Office Protocoll Nummer 3): Dient zum Austausch der emails zwischen Mail-Server
und lokalem Mail-System wie Microsoft-Exchange oder Netscape Navigator.
T NFS
(Network File System): verteiltes Dateisystem, das exportierte Dateisysteme von
remote-Rechnern ins lokale Dateisystem "mounten" kann.
T
T HTTP
(Hypertext Transfer Protocol) ermöglicht das WWW (World Wide Web). Siehe HTML.
T NNTP
(Net News Transfer Protocol) ermöglicht Newsserver.
T IRC
(Internet Relay Chat) ermöglicht Konferenzen im Intenet.
T DHCP(Dynmic
Host Configuration Protocol): Die angeschlossenen Hosts eines Teilneztes haben
keine fixen IP-Adressen. Wenn sich ein Host anmeldet, bekommt er vom
DHCP-Server dynamisch eine Nummer zugeordnet. Die IP-Nummer 0.0.0.0 deutet auf
DHCP hin. Die Internet-Provider arbeiten mit dieser Technik, da IP-Nummern eine
knapper Ressource sind, und niemals alle Kunden gleichzeitig arbeiten.
Es gibt 4 Klassen von Internet-Adressen, wobei durch das Wachstum des Internets bedingt, nur mehr das Class-C Netz und das CLASS-C-Subnetz wichtig ist.
Class C 110 5 + 8 + 8 Bit Netzwerkadresse 8-Bit lokale Rechneradressen
Class C- 110 5 + 8 + 8 + (8-n) Bit Netzwerkadresse n -Bit lokale Rechneradressen
Subnetz
Die Vergabe der Internet-Adressen wird auf Ansuchen von einer zentralen Stelle, dem Internic, vergeben und ist kostenpflichtig (Jahresgebühr).
Class-C-Adressen: 192.1.x bis 223.254.254.x
255.255.255.255 Broadcast-Adresse für das gesamte Internet
255.255.255.224 Class-C-Subnetzmaske wobei n=5 . Bei der Netzmaske sind alle Bits des Netzwerkteiles auf 1) (224 ergibt sich aus 27 + 26 +25)
193.170.149.255 Broadcast-Adresse unserer Schule
193.170.149.159 Broadcast-Adresse des Segments ZEMANEK
193.170.149.155 Rechner linux1 Netzwerkkarte 1
193.170.149.158 Netzwerkkarte im Novell-Server (Router zwischen Sälen) für
Segment Zemanek
Die Adressen und die zugeordneten Namen werden
lokal in der Datei /etc/hosts und zentral durch
IPV6 ist derzeit im Standardisierungsprozess und hat folgende Vorteile gegebüber IPV4:
T mehr IP-Adressen
T leichteres Routing
T verbesserte Subnetz-Struktur
T automatisches Konfigurieren
T verbesserte Sicherheitsfunktionen
T Unterstützung
von Multimedia und Echtzeitapplikationen
In TCP/IP-Netzwerken wird über die 32-Bit Nummer nnn.nnn.nnn.nnn adressiert. Diese Nummern kann man sich nicht merken. Daher werden normale Namen wie U104 oder sun vergeben. Hostname-Auflösung ermittelt die IP-Adresse zu einem Namen. Dazu werden die Bibliotheksroutinen gethostbyname und gethostbyaddr verwendet. (Resolver-Bibliothek libc)
Bei kleinen Netzwerken wie ETHERNET wird die Hostname-Auflösung über die Datei /etc/hosts durchgeführt. Diese Datei muß bei jeder Anderung auf allen Rechnern aktualisiert werden, was ab einer gewissen Anzahl von Rechnern mühsam wird.
Eine Lösung für dieses Problem ist
Hosts zentral verwaltet werden.
Am Beginn des INTERNETS wurden alle Adressen in
einer zentralen Datei HOSTS.TXT gespeichert. Diese Datei wurde vom NIC, dem
DNS organisiert Hostnamen in einer Hirarchie von
Domänen (engl. domain). Eine Domäne ist eine Sammlung von 'sites', die
miteinander verwandt sind. sun.htlwrn.ac.at ist vollqualifizierter Domänennamen (FQDN) der den Rechner
sun weltweit eindeutig identifiziert. at steht für Österreich, in den
DNS, eine verteilte Datenbasis
Wie kann eine Anwendung ohne zenrale Autorität feststellen, welche Namen zu welchen Adressen gehören? Wenn eine Anwendung außerhalb der HTL Wr. Neustadt einen Namen innerhalb unserer Domäne wissen will, so muß diese Anwendung unseren Domain Name Server "sun.htlwrn.ac.at" fragen. Diese Anwendung muß jedoch nicht direkt unseren DNS befragen, sondern befragt den DNS ihrer Domäne, also den lokalen DNS, der die gefragten Daten liefert. Nehmen wir an, der lokale DNS sei "dns.univie.ac.at", so befrägt dieser den DNS von "ac.at", der den DNS von "htlwrn.ac.at" befrägt und so die Daten liefert. Um die Netzlast nicht unnötig zu erhöhen, halten die DNS bekannte Informationen gemäß der "time to live" (TTL) in einem lokalen Cache.
Die DNS Datenbasis
Diese enthält nicht nur Hostadressen sondern auch Regeln zum Austausch von Informationen mit anderen Domain Name Servern, die in der Datei named.hosts abgelegt sind.
Jeder Satz in dieser Datei hat einen gewissen Typ.
Ein "A"-Satz ordnet einem FQDN oder einem lokalen Namen eine IP-Adresse zu.
Ein "CNAME"-Satz ordnet einem "A"-Satz einen weiteren Namen zu.
Der "SOA"-Satz ist der "Start of Authority" definiert allgemeine Informationen wie z.B. die TTL.
Namen die nicht mit einem Punkt enden sind keine FQDN sondern lokal zur Domäne des DNS.
Der spezielle Name "@" ist der Name der Domäne (z.B. htlwrn.ac.at)
Der "NS"-Satz definiert einen bekannten Domain Name Server, anschließend kommt ein "A"-Satz.
Der mx-Satz definiert den Mailserver. /etc/mail/aliases ordnet die mail-Benutzer den UNIX-Benutzern zu, so wird z.B. "r.simon" die Benutzerkennung sj zugeordnet.
Da es machmal notwendig ist, den Domänennamen zu einer IP-Adresse zu suchen, gibt es auch die umgekehrte Namensauflösung (reverse lookup). Auf diese Weise kann ein Netzwerkdienst die Identität eines Netzwerkklienten überprüfen. Diese Angaben stehen in der Datei named.rev.
IPV4-Adressen sind eine knappe und teure Ressource und IPV6 befindet sich noch im Standardisierungsprozess.
IP-Masquerading bietet eine einfachere Möglichkeit um ein Netzwerk ans Internet anzuschließen wie DNS mit Class-C-Subnetzen.
Ein spezieller Rechner (z.B. unter linux) wird als Router eingesetzt und ändert die Adressen in den IP-Paketen, bevor er sie in das nächste Netz weitergibt. Der Empfänger sieht als Absender nur die Adresse des Routers und schickt seine Antwort dorthin zurück. Der Router übersetzt die Adressen wieder und verteilt die Pakete an die eigentlichen Empfänger.
Übung TCP/IP-Kommandos:
Probieren Sie folgenden Kommandos auf dem Rechner l1:
ping, /usr/sbin/traceroute, finger, domainname, hostname, mail, telnet, ftp
Verwenden Sie die Manualpages unter linux.
Betrachten Sie die Homepage www.htlwrn.ac.at.
Übung TCP/IP-Konfiguration: Dokumentieren sie handschriftlich das Netzwerk der HTL, die folgende
Dateien bzw. Kommandoausgaben enthält. (Ziehen Sie auch die Manualseiten zu Rate.
Auszüge der Datei /etc/hosts finden Sie weiter oben)
T
l1: /etc/hosts, /etc/rc.config (Hilfe im
yast), /etc/gateways(routing-table),
/etc/exports(NFS)
Kommandoausgabe von: /sbin/route,
/sbin/ifconfig, /sbin/arp -a
T
sun: /etc/netmasks, /etc/defaultdomain,
/etc/defaultrouter, /etc/named.data/named.hosts,
Kommandoausgabe von /usr/bin/netstat -r
T
cisco
T
dos: net.cfg
T windows: trumpet winsocket
# /etc/rc.config
# Copyright (c) 1996 S.u.S.E. GmbH
# Configuration database for shell scripts in /sbin/init.d, /sbin/SuSEconfig
# Hinweis: Diese Datei wird mit dem Konfigurationswerkzeug YAST bearbeitet
Es sind nur die TCP/IP-Einträge vorhanden
# Also don't forget to edit the following files:
- /etc/lilo.conf
- /etc/fstab
- /etc/profile
- /etc/hosts
# start loopback networking? ('yes' or 'no')
START_LOOPBACK=yes
# number of network cards: '_0' for one, '_0 _1 _2 _3' for four cards
IPADDR_0='193.170.149.155'
IPADDR_1=''
# network device names (e.g. 'eth0')
NETDEV_0='eth0'
NETDEV_1=''
# parameteres for ifconfig, if you put 'bootp' into it, bootp will
# be used to configure it
# sample entry for ethernet:
IFCONFIG_0='193.170.149.155 broadcast 193.170.149.159 netmask 255.255.255.224'
IFCONFIG_1=''
# network address of the devices (e.g. '-net 192.168.81.32' or
# '-host 192.168.81.33')
NETWORK_0='193.170.149.128'
NETWORK_1=''
# if this is set, the default route will be set to this gateway
# (e.g. '192.168.81.33')
GATEWAY_0='193.170.149.156'
GATEWAY_1=''
# setup dummy network device for IPADDR_0? this is useful for non permanent
# network connections (e.g. SLIP, PPP). Some software needs a connection
# to FQHOSTNAME (e.g. plp). (yes, no)
SETUPDUMMYDEV=yes
# hostname of the system (full name)
# if zero, and bootp is used above, bootp will also set the hostname
# (e.g. 'riemann.suse.de' or 'hugo.linux.de')
# don't forget to also edit /etc/hosts for your system
FQHOSTNAME=linux1
# domain searchlist that should be used in /etc/resolv.conf
# (e.g. 'suse.de linux.de uni-stuttgart.de')
# Attention! this has to be filled out, if you want to access a name server
SEARCHLIST='sun.htlwrn.ac.at'
# space separated list of nameservers that should be used for /etc/resolv.conf
# give a maximum of 3 IP numbers
# (e.g. '192.168.116.11 192.168.7.7')
NAMESERVER='193.170.149.151'
# News server.
NNTPSERVER='linux1.htlwrn.ac.at'
# start the inet daemon in multi-user? ('yes' or 'no')
# this is needed, if you have to telnet/rlogin to your own machine.
START_INETD=yes
# start portmap? ('yes' or 'no')
# this is needed, if the NFS server is started
or if
START_PORTMAP=yes
# should the NFS server be started on this host? ('yes' or 'no')
NFS_SERVER=yes
# start the apache www-server in /local/www/sbin/httpd? ('yes' or 'no')
START_HTTPD=yes
#exports
/home www(rw)
Kernel routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Window Use Iface
ipnet1 * 255.255.255.224 U 0 0 419235 eth0
loopback * 255.0.0.0 U 0 0 1675 lo
default Firei 0.0.0.0 UG 1 0 46553 eth0
1 Firei (193.170.149.156) 1.995 ms 1.724 ms 1.704 ms
2 htlwrneu-server (193.170.149.189) 4.516 ms 4.534 ms 4.34 ms
3 193.170.149.5 (193.170.149.5) 36.378 ms 28.177 ms 28.198 ms
4 gw2.bmuvie.gv.at (193.170.115.9) 30.645 ms 30.418 ms 30.428 ms
5 Vienna-RBS.ACO.net (192.153.182.57) 31.213 ms 40.41 ms 31.041 ms
6 iris.cc.univie.ac.at (193.171.14.11) 31.518 ms 34.108 ms 31.682 ms
7 hera.cc.univie.ac.at (131.130.208.2) 31.505 ms 31.454 ms 31.381 ms
8 ftp.univie.ac.at (131.130.1.4) 33.506 ms 32.104 ms 34.245 ms
eth0 Link encap:10Mbps Ethernet HWaddr 00:40:C7:55:21:C0
inet addr:193.170.149.155 Bcast:193.170.149.255 Mask:255.255.255.224
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:1643374 errors:0 dropped:0 overruns:0
TX packets:1663116 errors:0 dropped:0 overruns:0
Interrupt:11 Base address:0x340
Address HW type HW address Flags Mask
10Mbps Ethernet 00:00:0C:3D:DA:7A C *
10Mbps Ethernet 08:00:20:74:FA:7E C *
10Mbps Ethernet 00:60:8C:96:EC:10 C *
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.3 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.2 ms
--- localhost ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.2/0.2/0.3 ms
network-number netmask
255.255.255.224
htlwrn.ac.at
; named.hosts 19960205;
CONTACT should be an username who feels responsible for the DNS .
change all uppercase tokens to Your local names .
@ IN SOA sun.htlwrn.ac.at. root.sun.htlwrn.ac.at. (
1995092738; Serial
3600 ; Refresh every hours
1800 ; Retry every hour
604800 ; Expire after a week
86400 ) ; Minimum ttl of 1 day
IN NS sun.htlwrn.ac.at.
IN NS ns1.univie.ac.at.
ns1.univie.ac.at. IN A 131.130.1.11
htlwrneu-server IN A 193.170.149.150 ; CISCO Router
lb IN A 127.0.0.1
;mailhost IN A 131.130.1.19
localhost IN CNAME lb.htlwrn.ac.at.
sun IN A 193.170.149.151 ; Sun
dns IN CNAME sun
; Segment ZUSE (IP: 193.170.149.33 - 193.170.149.62)
n1 IN A 193.170.149.62
u101 IN A 193.170.149.33
u122 IN A 193.170.149.54
; segment ZEMANEK (bonus computer)
WWW IN A 193.170.149.154 ;Www
Linux1 IN A 193.170.149.155; Linux1 linux1 l1 L1
l1 IN CNAME Linux1
IN MX 10 sun.htlwrn.ac.at.
IN MX 100 email.univie.ac.at.
ppp-host IN A 193.170.149.193
Routing Table:
Destination Gateway Flags Ref Use Interface
localhost localhost UH 0 1727 lo0
ipnet4 SUN U 3 305 le0
193.170.149.192 ppp-host U 2 0 ipd1
BASE-ADDRESS.MCAST.NET SUN U 3 0 le0
default CISCO UG 0 3192
interface Ethernet0
description Lokales Ethernet HTL Wr. Neustadt
ip address 193.170.149.150 255.255.255.224
interface Serial0
description 64 Kbit Verbindung HTL-Wien 5
ip address 193.170.149.6 255.255.255.252
bandwidth 64
ip domain-name htlwrn.ac.at
ip name-server 193.170.149.151
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 193.170.149.5
ip route 193.170.149.32 255.255.255.224 193.170.149.158
ip route 193.170.149.64 255.255.255.224 193.170.149.158
ip route 193.170.149.96 255.255.255.224 193.170.149.158
ip route 193.170.149.192 255.255.255.224 193.170.149.151
Link driver DE-200
Protocol IPX 0 Ethernet_802.3
Protocol IPX 8137 Ethernet_II
Port 320
Int 5
Netware Dos Requester
preferred server = NETWARE
file handles = 70
Protocol TCPIP
PATH SCRIPT n:lwpSCRIPT
PATH TCP_CFG n:lwpTCP
ip_netmask 255.255.255.224
ip_address 193.170.149.142
ip_router 193.170.149.158
Trumpet Winsock Version 2.1 Revision F
Ethernet address = 00:80:C8:24:30:1C
WINPKT packet driver located on vector $62
IP buffers = 32 Packet buffers = 16
My IP = 193.170.149.142 netmask = 255.255.255.224 gateway = 193.170.149.150
Das World Wide Web (WWW) ist ein Hypertext-System, das in großem Ausmaß über das gesamte Internet verteilt installiert ist. Dieses System besteht aus Dokumenten, die Verknüpfungen (Hyper-Links) zu anderen Dokumenten, Dateien und anderen Internet-Ressourcen enthalten.
Urls (Uniform Ressource Locators) bestimmen die genaue Adresse der Internet-Ressourcen.
URL-Syntax
https:// www.htlwrn.ac.at :80 /r.simon/index.html
Protokoll Internet-Rechner Dokumentadresse
Protokoll-Port-Nummer
Protokolle: ftp, http, shttp (secure), gopher, telnet, news, wais, mailto (E-mail)
Das HTTP (Hypertext Transfer Protocol) erlaubt
es dem Benutzer, Hyperlinks in den Dokumenten zu verwenden, um weitere
Informationen zu
Das MIME-Format (Multipurpose Internet Mail Extension) stellt eine Konvention für den Austausch von Dateien jeglichen Formats dar. Eine MIME-Datei enhält folgende Header-Informationen:
T MIME-Typ, der beschreibt, welcher Art die Daten sind, die die MIME-Datei enthält
T Kodierungstyp, der beschreibt, wie die Daten dekodiert werden können
Bei HTTP kann der Empfänger angeben, welchen MIME-Typ er benötigt, der Server kann die geeignete Kodierung wählen.
MIME-Typ Beschreibung .
application/msword Microsoft Word Dokument
image/gif GIF-Bild
text/html HTML-Text
text/plain ASCII-Text
application/zip ZIP-komprimiert
Der wichtigste Browser ist Netscape. Microsoft versucht mit dem Internet-Explorer Anschluss zu finden.
Unter linux ist der freie Browser "arena" verfügbar.
Übung-Netscape: Probieren Sie die Optionen Netscapes und einige HTML-Dokumente.
Sehen Sie sich die Dokumentation zu HTML und JAVA in der Homepage
https://www.htlwrn.ac.at/r.simon an. Netscape zeigt auf Wunsch die HTML-Sourcen an.
Java-Programme sind auf l1:/home/sj/java vorhanden.
Ein HTML-Dokument besteht aus HTML-Tags, die in ASCII-Text notiert werden. Die Darstellung dieses Textes erfolgt durch WWW-Browser, dieser beeinflusst massgeblich das Aussehen.
Mehrere Leerzeichen oder Tabulatoren hintereinander werden durch ein einzelnes ersetzt, ausgenommen sie verwenden spezielle Textformate.
Übung-html-tags: Erstellen Sie ihr 1. HTML-Dokument mit der Darstellung ihrer Person.
Verwenden Sie <HTML> und </HTML> als Beginn und Ende.
Machen Sie einen <HEAD > mit <TITLE> , Kommentar mit <!-- Kommentar -->,
einen <BODY> mit mehreren Überschriften <H1> bis <H6>,
fügen Sie Absätze mit <P> ohne Ende-Tag und Zeilenumbrüche mit <BR> ein und Linien mit <HR Size=Pixel Width=Pixel|n% Align=Left|Right|Center> ein.
Im BODY kann mit BGCOLOR oder BACKGROUND="Bilddatei" der Hintergrund verändert werden.
Übung-html-listen: Erweitern Sie ihr HTML-Dokument mit der Darstellung ihrer Fähigkeiten und Hobbys.
Verwenden Sie verschiedene Listenformate um diese darzustellen.
Verzeichnisliste <DIR><LI></DIR>
Geordnete Liste <OL><LI></OL>
Ungeordnete Liste <UL><LI></UL>
Menü- Liste <MENU><LI></MENU>
Definitionsliste <DL><DT><DD></DL>
Besonders fleissige können noch mit den verschiedenen Textformate experimentieren:
Fettschrift <B></B>
Hervorgehoben <EM></EM>
Stark hervorgehoben <STRONG></STRONG>
Kursivschrift <I></I>
Text bleibt unverändert <PRE></PRE>
Nicht proportionaler Text <TT></TT>
Text ausrichten Align="Left|Middle|Center" (Bei mehreren Tags optional verwendbar)
Adresse des Autors <ADDRESS> </ADDRESS>
Sonderzeichen <>&"ßÜ <,> & " ß Ü
Textgröße und -farbe <FONT SIZE=[1-7]> </FONT> <FONT COLOR=#RGB> </FONT>
Hinweis: HTML unterstützt weiters noch wunderschöne Tabellen und Frames. Frames teilen das Fenster in mehrere Unterbereiche.
Grafikdateien vom Typ GIF, JPEG und XBM können mit
<IMG Src="URL" Alt="Text, falls Bild nicht angezeigt werden kann"> eingefügt werden.
<A HREF="URL"><IMG Src=""></A> fügt die Grafik ein, auf die der Hyperlink verweist.
Video und Sound-Dateien werden in Standard-HTML noch nicht unterstützt.
Hyperlinks (Anker) werden mit <A Href="URL"> Mit Hyperlink verknüpfter Text </A> definiert.
Der URL kann relativ zum aktuellen Serverpfad oder absolut angegeben werden.
Bsp1: <A HREF="https://www.htlstpoe.ac.at">
Bsp2: <IMG align=middle SRC='htlhand.gif'><A HREF='mailto:user@htlwrn.ac.at'>Write me! </A>
Sie können Verknüpfungen zwischen mehreren Dokumenten wie z.B. ein Inhaltsverzeichnis mit
benannten Ankern aufbauen. <A NAME="Ankername"> Text </A>. Der URL ist dann #Ankername.
Ein JAVA-Applet läßt sich auf folgende Weise einbinden:
<APPLET Code=Name der Klassendatei.class Width=Breite Heigth=Höhe in Pixel >
<PARAM Name=AppletParameter Value=Wert>
</APPLET>
Übung html-grafik: Scannen Sie ihr Bild und fügen Sie es in ihr HTML-Dokument ein.
Fügen Sie ein Bild, ihre Email-Adresse und für sie interessante Hyperlinks ein.
Erstellen Sie ein Inhaltsverzeichnis Ihres Dokuments mit Ankern.
Fügen Sie ein JAVA-Applet aus der Bespielssammlung ein.
Wir wollen mit dem WWW-Browser nicht nur Dokumente ansehen können, sondern auch Eingaben durchführen können, die dann von einem Server bearbeitet werden. Dieser Server kann eine Datenbank betreiben und wir geben eine Datenbankabfrage ein, oder der Server führt sonstige Berechnungen durch und sendet uns die Ausgabe.
Man definiert in HTML sogenannte Formulare. Wenn der Anwender die Submit-Schaltfläche anklickt, werden der Text aus den Textfeldern und die Einstellungen der Schaltflächen zum Server zurückgesendet. Auf dem Server wird das Programm (CGI-Skript) gestartet, welches bei Action im FORM-Tag angegeben ist. Der http-Dämon auf dem Server schließt das CGI-Skript an und gibt ihm die entsprechenden Daten. Das CGI-Skript verarbeitet die Formulardaten und sendet eine Antwortseite an den Browser zurück. Deren 1.Zeile muß sein: "Content-type: <Mime-type>" Üblicherweise wird das CGI-Skript in Perl (Erweiterung von UNIX-Shell-Script) geschrieben, C oder JAVA ist jedoch genauso möglich.
Antwort= Formular=
seite daten
CGI- Web-Browser Formular
Skript http- des Client
Server
Die Formulardaten könne mit den Methoden GET oder POST gesendet werden. Bei der GET-Methode werden die Eingabedaten alsTeil des URL übergeben, bei der POST-Methode in der Standardeingabe. Der Server sendet kein EOF, daher muss der Programmierer das Ende an Hand der ENVIRONMENT-Variable "CONTENT_LENGTH" ermitteln.
GET-Methode:Der httpd bekommt vom Browser folgende Anforderung: GET scriptname?parameters
Dieser Zeichenkette muss eine Leerzeile folgen.
Bsp.: GET /cgi-bin/priceinfo?Toaster+Herdnn
Das Skript Priceinfo würde diese Information, gefolgt von dem ? als Befehlszeilenparameter empfangen (argv[0] für Toaster und argv[1] für Herd). Sie können also mehr als eine Anweisung in die Befehlszeile eingeben, getrennt durch "+" .
URL-Kodierung: Alle nicht alphanumerischen Zeichen, ausgenommen "+" und "&" werden durch ein "%"-Zeichen gefolgt von einer zweistelligen Hexadezimalzahl kodiert. Dies verhindert, dass alle Zwischenprogramme durch Eingabe von Zwischenräumen und Sonderzeichen durcheinandergebracht werden. Bsp.: "Mastering C++" wird zu "Mastering+C%2b%2b" weil die Hexadezimalzahl "2b" der ASCII-Code von "+" ist.
In der ENVIRONMENT-Variable "QUERY_STRING" steht der gesamte Eingabestring zur Verfügung. (C-Funktion getenv)
Formulare
Formular <FORM Action="URL"> <FORM Mehtod="GET|POST"> </FORM>
Kontrollkästchen <INPUT Type="CHECKBOX">
Textfeld <INPUT Type="TEXT">
Passwort <INPUT Type="PASSWORD">
Gruppe von Optionsfeldern <INPUT Type="RADIO">
Sende-Schaltfläche <INPUT Type="SUBMIT">
Listenelement <OPTION>
Auswahlliste <SELECT></SELECT>
Mehrzeiliges Textfeld <TEXTAREA></TEXTAREA>
CGI-Programme in C
Perl ist zwar die 1. Wahl für CGI-Programme, vieles spricht aber für C. Vorteil 1: sie beherrschen C, aber nicht Perl. Vorteil 2: C ist schneller. Vorteil 3: C als binary ist besser zu schützen.
Die Übergabe von Parametern an CGI-Programme erfolgt entweder über die GET- oder POST-Methode. Die Länge der Parameter ist nicht beschränkt. Da die Übernahme der Parameter vom Browser in C kompliziert ist, gibt es diverse Routinensammlungen, die das Leben erleichtern.
NCSA-Daemon: https://hoohoo.ncsa.uiuc.edu/docs/setup/Compilation.html
cgic: https://www.boutell.com/cgic/
gd: https://www.boutell.com/gd/ Zeichenfunktion zur Erstellung von Grafiken
Übung-html-cgi: Erstellen Sie ein Formular in Ihrem Dokument und ein CGI-Skript in C mit der
GET-Methode.
z.B.: Suchmaschine (Suchbegriff, gesucht wird in Dateien am Server)
Hotel-, Flugzeugreservierung
Bestellung von z.B. CDs (incl. Verwaltung des Bestandes)
Fernwartung des WWW-Servers (ps, df-Kommandoausgabe über CGI schicken)
Auf dem Client läuft das JAVA-Applet und kann bereits sehr viel berechnen, formatieren und darstellen. Bei Bedarf kann über CGI, Sockets oder Mailto Verbindung mit dem JAVA-Programm auf dem Server aufgenommen werden um Daten zu sammeln oder abzulegen.
CORNELL/HORSTMANN (S. 623-633) haben Perl, C und JAVA verglichen und kommen zu folgendem Ergebnis:
JAVA schlägt C bei Netzwerkprogrammierung, Zeichenketten und Absturzsicherheit.
JAVA schlägt Perl, da es einfacher zu lesen und zu warten ist.
Ein Perl-Bsp.: $url =<<Tilde>> s/%([a-fA-F0-9][a-fA-F0-9])/pack("C", hex($1)) /eg;
($name, $aliases, $proto) = getprotobyname ('tcp');
socket (S, $AF_INET, $port, $thataddr);
Hinweis: JAVA-Skript hat mit JAVA nur den Namen gemeinsam. Auch Java-Skript läuft auf der Client-Seite. JAVA-Skript hat den Vorteil, auch auf 16-Bit-Betriebssystemen wie WINDOWS 3.1 zu laufen. Dieser Vorteil wird jedoch bald nicht mehr relevant sein. Progammiertechnisch ist JAVA vorzuziehen.
Hinweis: CGI ist nicht sehr komfortabel um wird von einer neuen Technik abgelöst werden. Microsoft versucht derzeit mit seinem Internet Information Server 3.0 verlorenes Terrain wiederzugewinnen und stellt mit ASP (Advanced Server Pages) eine CGI-Alternative vor, die konträr zur Linie aller anderen Firmen geht. Diese wollen IIOP (Internet Inter Object Request Broker) als den weltweiten Standard implementieren.
Übung-apache: Durchsuchen Sie den experimentellen WWW-Server auf der l1.
T Verzeichnisse conf, cgi-bin, data, ftp in /local/www
T /etc/passwd in bezug auf ftp-user (chroot bei /home/ftp/./home/hlab bewirkt, das der Benutzer nur ftp durchführen kann und sein HOME-Verzeichnis als Wurzel hat)
T
Übertragen Sie eine HTML-Seite in das
Übungsverzeichnis und betrachten Sie diese in Netscape über den Internet-Namen
htttp://l1.htlwrn.ac.at/..
Die grundlegenden Methoden zur Steuerung eines Applets sind:
init() Diese Methode ruft der Browser sofort nach dem Konstruktor des Applets auf.
Sie dient der Initialisierung der verwendeten Daten.
start() Nach der Initialisierung des Applets ruft der Browser diese Methode auf.
Diesen Aufruf wiederholt er nach jedem erneuten Laden der Applet-Seite ohne dann jedoch zuvor init() auszuführen.
stop() Beim Verlassen der Seite und vor dem Beenden des Browsers arbeitet er die Methode stop() ab.
destroy() Methode soll das Applet vollständig löschen.
Mit der Methode getAppletContext() kann man unerwünschte Wirkungen hervorrufen.
// Datei jf/kapitel4/abschnitt4/LookAtMeApplet.java
public class LookAtMeApplet extends Applet
catch( java.net.MalformedURLException e )
Bindet man das Applet in eine Seite ein, so wird tatsächlich ThisIsWhatYouGet.htm geladen.
Hier ein weiteres applet mit einer Zeichenfläche (canvas)
import java.applet.*;
import java.awt.*;
import java.awt.image.*;
import java.lang.Boolean;
import java.net.*;
public class AppTest extends java.applet.Applet
public void start()
public void stop()
public void destroy()
public void Info ()
public void paint(Graphics g) // Grafikobjekt für Zeichenfläche
Aufruf des applets über HTML
<CENTER><STRONG><H1> Applet </H1></STRONG></CENTER>
<HR>
<APPLET Code='AppTest.class'Width=400 Height=200>
<param NAME='height' VALUE=200>
<param NAME='width' VALUE=400>
<param NAME='message' VALUE='AppletTest'>
<param NAME='display' VALUE=true>
</APPLET>
In der Programmierung unter Unix sind Sockets ein übliches Mittel zur Herstellung von Kommunikationsverbindungen zwischen Prozessen auf möglicherweise verschiedenen Rechnern.
Sockets abstrahieren dabei von dem konkreten Übertragungsprotokoll (TCP/IP, UDP/IP), der Programmierer muss sich lediglich an einen bestimmten Ablauf beim Verbindungsauf- und -abbau halten.
Die wichtigsten Klassen sind InetAddress (Internet-Adresse), ServerSocket (Socket für den Server in einer Client-Server-Verbindung), Socket (Socket für den Client) und URL (Repräsentation eines URL-Objekts).
In einer TCP-Verbindung übernimmt ein Prozess die Rolle des Servers und ein anderer die Rolle des Clients. Der Server öffnet einen Socket (open), bindet eine lokale Adresse (bind), spezifiziert die Anzahl der gleichzeitig zu bearbeitenden Clients (listen) und wartet dann auf Clients (select und accept). Ein Client öffnet ebenfalls einen Socket (open) und verbindet diesen dann mit der Adresse des Servers (connect). Im Erfolgsfall ist nach diesem Procedere zwischen Server und Client eine Verbindung hergestellt, über die sie Nachrichten austauschen können.
public final class ServerSocket extends Object
Konstruktoren
public ServerSocket( int port ) throws IOException
//
public ServerSocket( int port, int count ) throws IOException
// Anzahl akzeptierter Clients.
Auswahl der Methoden
public InetAddress getInetAddress()
// eigene Internet-Adresse
public int getLocalPort()
//
public Socket accept() throws IOException
// Akzeptieren von Clients
public void close() throws IOException
// Schliessen der Verbindung
Ein Objekt der Klasse ServerSocket wird in einer Endlosschleife mit accept() auf Clients warten. Meldet sich ein Client an, so kann der Server den von accept() zurückgegebenen Socket zum Nachrichtenaustausch mit dem Client verwenden und dessen Anforderung bearbeiten. Für die Bearbeitung startet der Server im allgemeinen einen eigenen Thread, damit er gleichzeitig auf weitere Clients warten kann.
Die Klasse Socket definiert die eigentliche Übertragungsfunktionalität, indem sie Ein- und Ausgabeströme nach aussen reicht.
public final class Socket extends Object
Auswahl der Konstruktoren
public Socket( String host, int port )
throws UnknownHostException, IOException
// Verbindungsaufbau zu einem Server auf dem Rechner host am Port port
public Socket( InetAddress address, int port ) throws IOException
// Verbindungsaufbau über die Internet-Adresse
Auswahl der Methoden
public InetAddress getInetAddress()
// Internet-Adresse des Servers
public int getPort()
// Port des Servers
public int getLocalPort()
//
public InputStream getInputStream() throws IOException
// Eingabestrom für die Datenübertragung
public OutputStream getOutputStream() throws IOException
// Ausgabestrom für die Datenübertragung
public synchronized void close() throws IOException
// Verbindungsabbau
In dem kleinen Beispiel sendet der Server jede vom Client erhaltene Zeile umgehend gespiegelt zurück. Er nutzt dazu die Klasse jf.kapitel3.abschnitt4.StringMirror.
public class EchoServer
public void start()
Ein Objekt der Klasse EchoService liest Bytes vom Client, wandelt sie in eine Zeichenkette, vertauscht die Reihenfolge der Buchstaben und sendet das Ergebnis als Bytes zurück.
class EchoService extends Thread
public void run()
}
Der gerade akzeptierte Client wird in einem parallelen Thread bedient. Der Server kann durch die
Verwendung von Threads also mehrere Clients gleichzeitig bearbeiten.
An dieser Stelle sei noch einmal darauf verwiesen, dass Applets in NetScape nur Socket-Verbindungen zu dem Rechner aufbauen dürfen, von dem die Seite geladen wurde.
Der folgende Client funktioniert also nur, wenn der Echo-Server auf demselben Rechner gestartet wird, von dem die HTML-Seite stammt.
Unter linux sind sockets im Normalfall nicht offen. Die Beispiele funktionieren nur, wenn man sie als Superuser startet.
// Datei jf/kapitel5/abschnitt4/EchoClientApplet.java
public class EchoClientApplet extends Applet
implements ActionListener
public void start()
catch ( UnknownHostException e )
catch ( IOException e )
public void stop()
catch ( IOException e )
socket = null; in = null; out = null;
public void actionPerformed( ActionEvent actionEvent ) {
if ( socket != null ) {
try {
String line = iTF.getText();
int readLength = 0;
out.write( line.getBytes(), 0, line.length() );
readLength = in.read( buffer );
oTF.setText( new String( buffer, 0, readLength ));
Eine komfortable Klasse zum Datenaustausch im World Wide Web ist die Klasse URL. Mit ihr können entfernte World Wide Web-Dateien oder Server (z.B. ftp) adressiert, gelesen und ausgewertet werden.
public final class URL extends Object
Konstruktoren
public URL( String prot, String host, int port, String file )
throws MalformedURLException
// URL-Adresse in Komponenten
public URL( String protocol, String host, String file )
throws MalformedURLException
// Standard-Port
public URL( String spec ) throws MalformedURLException
// URL-Adresse als String
public URL( URL context, String spec ) throws MalformedURLException
// Hierarchie
Auswahl der Methoden
public int getPort()
// Port der URL-Adresse
public String getProtocol()
// Protokoll der URL-Adresse
public String getHost()
// Host der URL-Adresse
public String getFile()
// Dateiname
public URLConnection openConnection() throws IOException
// Verbindungsaufbau
public final InputStream openStream() throws IOException
// Eingabestrom
public final Object getContent() throws IOException
// Inhalt
Als Abschlußbeispiel soll ein Programm dienen, mit dem man von der Kommandozeile aus WWW-Seiten abfragen kann. Diese werden im Quelltextformat angezeigt.
// Datei jf/kapitel5/abschnitt4/ShowUrl.java
URL url = new URL( args[ 0 ] );
BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(
url.openStream() ));
String line = null;
while (( line = in.readLine()) != null )
System.out.println( line );
Übung java-URL:
T
Entwerfen Sie ein Applet, das die
Zugriffe auf die eigene WWW-Seite zählt.
T
Es soll sich dazu einer Zählerdatei auf
dem WWW-Server bedienen. Diese Zählerdatei soll durch ein CGI-Programm in C
aktualisiert werden.
T
Das Applet soll einen Button besitzen,
mit dem der Zählerstand erhöht wird. Dazu muss das CGI-Programm aus dem
JAVA-Applet heraus aktiviert werden. /Java bis in Detail S.594-612/
Dazu muss ein Socket auf den WWW-Server und
T In einer Textarea sollen alle Zeilen aus der Log-Datei des Servers, die diese Seite betreffen, aufgelistet werden.
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