Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic Government Universität Potsdam

Chair of Business Information Systemsand Electronic GovernmentUniversity of Potsdam

Univ.-Prof. Dr.–Ing. habil. Norbert Gronau Lehrstuhlinhaber | Chairholder

August-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam | Germany

Tel +49 331 977 3322Fax +49 331 977 3406

E-Mail ngronau@lswi.deWeb lswi.de

Teil 3 - Datenverarbeitungssysteme, Architekturen, Betriebssysteme Wintersemester 2015/2016

Einführung in die Wirtschaftsinformatik

1

Computerhardware

Computer- und Betriebssysteme

Netzwerke und Datennetze

Das Internet - ein weltweites Netzwerk

Dynamik und Mobilität im Netz

Agenda

2

ComputerhardwareComputer- und BetriebssystemeNetzwerke und DatennetzeDas Internet - ein weltweites NetzwerkDynamik und Mobilität im Netz

3

Durch das EVA-Prinzip sind alle Teile der Computerhardware funktional verknüpft.

Zentraleinheit und Peripherie

Die Hardware

Alle physikalischen Teile der EDV: Tastatur, Maus, Computer, Drucker, Scanner, ...

Unterteilung nach Aufgabe - das EVA-Prinzip:

Eingabegeräte Tastatur, Modem,

Scanner

Verarbeitungsgeräte (-komponenten)Prozessor (CPU),

Grafikkarte, ...

AusgabegeräteBildschirm, Drucker,

CD-/DVD-Laufwerk, ...

Eingabe Verarbeitung Ausgabe

Hardware

PERIPHERIE

Eingabegeräte, Ausgabegeräte,

Ein-/ Ausgabegeräte

ZENTRALEINHEIT

Prozessor, Arbeitsspeicher, Bus- und

Anschlusssysteme

4

Das Prinzip der Von-Neumann-Architektur gilt auch für heutige Rechnersysteme.

Hardwarearchitektur

E V A

Kommunikation erfolgt über Bussysteme

5

Aufbau und Funktionsweise

Der Mikroprozessor ist heuzutage das Herzstück eines jeden modernen computergesteuerten Gerätes.

Hardwarekomponenten - Zentraleinheit bzw. CPU

Aufgaben

Steuerung des Gesamtablaufs der Informationsverarbeitung

Koordination der beteiligten Funktionseinheiten

Durchführen von Rechenoperationen

Steuerwerk (Control Unit): Programmsteuerung

Rechenwerk (Arithmetic Logical Unit): Rechenoperationen

Cache: vorübergehende Speicherung (Pufferung) von Zwischenergebnissen/auszuführenden Programmen

Steuerwerk

Rechenwerk

CacheHauptspeicher

6

Über die Peripheriesteuerung erfolgt die Kommunikation der Verarbeitungseinheit mit peripheren Baugruppen.

Kopplung von Verarbeitungskomponenten über zentrales Bussystem

Hardwarekomponenten - Bussystem

Prozessor <-> Hauptspeicher <-> I/O-Controller (Peripheriesteuerung) <-> Zentraler Bus (Bussystem)

Bus besteht aus Adress-, Steuer- und Datenbus

• Adressbus - Speicheradressen• Datenbus - Transport von Daten• Steuerbus - Steuersignale

7

ComputerhardwareComputer- und BetriebssystemeNetzwerke und DatennetzeDas Internet - ein weltweites NetzwerkDynamik und Mobilität im Netz

8

PC-Ära Ubicomp-Ära

Die heutige Zeit ermöglicht erhebliche Fortschritte in den Geschäftsprozessen der Wirtschaftsinformatik.

Entwicklung der Computernutzung

:

Mainframe-Ära

Ein Großrechner versorgt viele Anwender mit Daten

Ein Computer auf einen Anwender „Ubiquitous Computing“

Mehrere Computersysteme unmerklich eingebettet im Alltag eines einzigen Anwenders

9

Anwendungssoftware

Betriebssystem

Firm- und Hardware

Das Betriebssystem bildet das Verbindungsstück zwischen der Programmierwelt und der Hardwaresteuerung.

Grobstruktur Computersystem...

Bestandteile eines Computersystems

...setzt sich zusammen aus Hard-, Firmware und Betriebssystem

Hardware - Alle physischen Bestandteile

Firmware - Software für elementare Aufgaben inklusive Steuerprogramm in Hardwareform mit Ur-Information (Ur-Lader)

Betriebssystem - Mittler zwischen Soft- und Hardware

BIOS Chip der Firma AMI

10

Midrange-Systeme Personalcomputer

Im Wesentlichen werden bei Rechner(-systeme)n drei Leistungsklassen unterschieden.

Computersysteme

Mainframes

Großrechner

Mathematisch- technische Aufgaben

Bsp.: IBM System z9

Server

Zentrale Dienste und Aufgaben in Unternehmen

Bsp.: IBM iSeries

Home-PC, Bürorechner

Office-, Multimedia- Anwendungen

Bsp.: LENOVO ThinkCentre M83, DELL OptiPlex 3020 SFF, Apple Mac Pro

11

Bei Großrechnern steht die Verarbeitung großer Datenmengen im Vordergrund.

Hintergrundrechner für kommerzielle oder organisatorische Massendatenverarbeitung

Großrechner (Mainframes)

Einsatz in Rechenzentren von Großunternehmen

• Betrieb hauptsächlich für Batch- und Transaktionsaufgaben

• Auch Unterstützung interaktiver Anwendungen

Anwendungsbereiche

• Banken, Versicherungen, Konzerne, öffentliche Verwaltung

➡Alternative: Preiswertere Variante zu Mainframes

• Einsatz von Rechenclusternin Universitäten zu Forschungszwecken

T

T

T

T

T

T

T

Großrechner

Platten (-farmen)

Drucker (-systeme)

T - Terminals

12

Moderne Midrange-Systeme

Große Midrange-Systeme können mehrere hundert Anwender gleichzeitig bedienen.

Midrange-Systeme

Frühere Alternative zu Mainframes

Einsatz: Datenverarbeitungssysteme in Unternehmen für Büroanwendungen

Dialog-orientierte Systeme

Historisches Beispiel: IBM Midrange-System/32

Einsatz: u.a. als Datei- und Druckserver

Sind skalierbar - leistungsmäßige Anpassung der Ausstattung

Beispiel: IBM zEnterprise BC12

13

Merkmale

Supercomputer sollen vor allem Rechenleistung liefern.

Supercomputer

Prinzip und Einsatz

Höchstleistungsrechner - Bauform als Parallelrechner

Ausrichtung auf dezidierte Problemlösungen

Einsatz: Physikalische Simulationen, Klima- und Genforschung, Pharmazie

Cray-1: Erster Supercomputer in den 70er Jahren

Typisch: Sehr große Anzahl an Prozessoren

Schnellster Computer 2014: Gebaut an der National University of Defense Technology, China (33,8 Petaflops = 33,8 Billiarden Rechenschritte/sec)

Quelle: http://www.top500.org/blog/lists/2014/06/press-release/

14

Client-Server-Modell

Verbund von Rechnersystemen

Client-Server-Architektur

Grundmodell von Informationsverarbeitungs- systemen

Geteilte Anwendungen - Client-Server-Anwendung

typischerweise PCs als Clients und leistungsfähigere Rechner als Server

Funktionale Trennung einer Anwendung

Logische Verbindung über ein Netz (z.B. Internet)

Verarbeitungsfunktionen und Datenverwaltung obliegt Server - Start der Funktionen erfolgt durch Client

Quelle: Abts 2000, S. 57 f.

S

CC

CCC

SClient

Server

Auftrag

Ergebnis

Grundprinzip: Der Server nimmt den Clientauftrag an, bearbeitet ihn und gibt das Ergebnis an den Client zurück.

15

Officeprogramme, E-Mail, Webbrowser, Datenbanksoftware Anwendersoftware, -programme

Shell, Editoren, Compiler, KommandointerpreterSystemprogramme

BetriebssystemSystemprogramme

Maschinensprache

HardwareMikroarchitektur/Mikroprogramme Hardware

Hardware

Hardware

Das Betriebssystem bildet das Verbindungsstück zwischen der Programmierwelt und der Hardwaresteuerung.

Computersystem im Schichtenmodell

Sicht des Computers und der Komponenten als miteinander kommunizierende Schichten

Jede Schicht - eigenständiges System

(1)

(2)

(3)(4)

(5)

(6)

16

Betriebssysteme gehören zur Systemsoftware und sind als Verwaltungszentrale für die gesamte interne und externe Computerhardware der wichtigste Bestandteil der Systemsoftware.

Definition und Einordnung des Betriebssystems

Gesamtheit aller Programme, die ...

... die Grundlage für die Betriebsarten des Computers bilden.

... die Ausführung der Anwendungsprogramme steuern und überwachen.

Betriebssystem - Systemprogramm für ...

... die Unterstützung bei Erstellung, Abarbeitung und Verwaltung von Anwenderprogrammen.

... die Überwachung der Abwicklung von auszuführenden Steuer- und Arbeitsprogrammen.

17

Verteilung Prozessorleistung

Daten- (Datei-) verwaltung

Speicherverwaltung

Geräteverwaltung

112

2

3

4567

8

9

10

11

Betriebssysteme verwalten Betriebsmittel (Speicher, Ein- und Ausgabegeräte) und steuern die Abarbeitung von Anwenderprogrammen.

Aufgaben des Betriebssystems

Verteilung der abrufbaren Leistung des Prozessors auf laufende Prozesse

Koordination aktiver Programme im Arbeitsspeicher

Paging (Aufteilung) und Swapping (Auslagerung)

Bereitstellung einheitlicher Zugriffsprozeduren auf Geräte (z. B. Drucker, Scanner, Tastatur)

Organisation der Datenhierarchie auf externen Speichern

Abwicklung von Lese- und Schreibzugriffen

18

Benutzungsschnittstelle (engl. "Shell")

Unterbrechungsverarbeitung

Zugriffsschutz

Dienstprogramme

BS

ShellUser

Weitere Aufgaben des Betriebssystems

Kommunikation Benutzer - Betriebssystem

Start von Programmen oder Datenmanipulation über die Shell

Kontrolle und Durchsetzung von Schutzmaßnahmen (z. B. Zugriffsrechte), Integritätssicherung von Daten/Programmen

Vom Betriebssystem bereitgestellt: Systemressourcen überprüfen, verwalten (z. B. fdisk, Scandisk, "Taskmanager"...)

Identifikation und Behandlung von Unterbrechungen, verursacht durch Hardware oder laufende Programme

19

Prozess

Ein Prozess repräsentiert eine Aufgabe für ein laufendes Programm. Ein Programm kann aus mehreren gleichzeitig auszuführenden Prozessen bestehen. Die Ablaufplanung für Rechnerprozesse heißt Scheduling.

Programm

Programm, Prozess und Aktion

Statische Folge von Anweisungen, die in einer Datei gespeichert sind

Benutzt spezielle Programmiersprache

Dynamische Folge von Aktionen (Zustandsänderungen)

Ausführung eines Programmteils auf einem Prozessor

Prozesseigenschaften: Prozesse haben eine Priorität und einen Zustand

Unterscheidung des Prozesswechels in preemptive und non-preemptive Scheduling

t

Prozess

Prozess

Prozess

Prozess

t

Prozess

Prozess

Verdrängendes Multitasking (preemptive):

Kooperatives Multitasking (non-preemptive):

20

ComputerhardwareComputer- und BetriebssystemeNetzwerke und DatennetzeDas Internet - ein weltweites NetzwerkDynamik und Mobilität im Netz

21

Geräte und Teilnehmer

Netze, Netzwerke

Formen der Kommunikation

Übertragungsprotokolle{ NutzdatenDatenblock

Für die Kommunikation zwischen Teilnehmern werden sowohl technische Elemente/Systeme als auch Verfahren (Regeln zur Interaktion zwischen diesen) benötigt. Diese Einrichtungen sind die Bausteine der Kommunikation.

Eigenschaften von Kommunikationssystemen

Abhängig von Form der auszutauschenden Information

Menschen (Telefonat), Mensch - Computer (Flugbuchung), Maschinen (EC-Kartenzahlung)

Beziehungsgrade 1 : 1 und 1 : n

Sprache (Telefonie, Voice-over-IP)

Daten (Filetransfer) - binäre Daten, E-Mail, (Videokonferenzen, Fax)

Text (E-Mail, SMS, Chat)

Bildkommunikation (Fax, Bilder, Grafiken, Videos)

Datenübermittlungsverfahren

Steuerung des Informationsflusses - Regeln und Vereinbarungen

Unterteilung erfolgt nach verschie- denen Merkmalen, z.B. Netzstruktur (Topologie), Zugriffsverfahren, territoriale Ausdehnung

22

Die Technologien Die TK-Netze - Verbindung lokal bis weltweit

Beweggrund und Zweck

Technologische Gründe für die Strukturierung von Netzen

Anfangs netzwerkweites Verteilen von Platten- und Rechenleistung

Danach Schwerpunktverlagerung

Schaffung von Informations-systemen

Datenaustausch sowie Nutzung zentraler Rechenkapazitäten

Resource-Sharing

Information-Sharing

Kommunikation

Festnetze

Mobilfunknetze

Satellitenfunknetze

Richtfunknetze

Kernfrage: Wer kommuniziert wie und in welcher Form können Informationen ausgetauscht werden?

23

Teilnehmer Teilnehmer

TeilnehmerTeilnehmer

Teilnehmer

Massenkommunikation über Verteilnetze

Übertragungs- und Kommunikationswege

Individualkommunikation über Vermittlungsnetze

Vermittlungsdienste (Telefondienst, Telefax, ...)

Telekommunikationsnetz (Fernsprechnetz)

Breitbandvermittlungsnetze (Datex-M, B-ISDN - sind mittlerweile eingestellt, Berliner Wissenschaftsnetz BRAIN, Gigabit-Wissenschaftsnetz G-WiN)

Verteildienste (TV-Broadcasting, Pay-TV, ...)

Einseitige Kommunikation, kein Rückkanal

Die Übergänge zwischen Individual- und Massenkommunikation sind durch das Internet fließend geworden.

E - Empfänger

E E

E E

Quelle

E EE

24

Protokolle - Software für Kommunikationsnetze

Referenzmodell

Übertragungsprotokolle liefern die Grundlage für eine komplikationslose Rechnerkommunikation.

Datenverkehr über Rechnernetze

Übertragungsprotokolle

Datentransport zwischen Systemen über physikalische Verbindung

Verbindung beteiligter Systeme durch ein Daten-Transportmedium -> Hard- und Softwaresysteme

Definition, wie die Systeme miteinander kommunizieren

Protokollsammlung - explizite Architektur in Form von Schichten

Prinzip der Schichtung - eine Schicht kann die Dienstleistung der nächst tieferen Schicht in Anspruch nehmen

OSI - Schichtenmodell

TCP/IP - Protokollfamilie

25

Teilnehmeranschluss über analoge Leitung

Standleitung

Netzabschluss für Breitbandzugang

Mobilfunkanbindung

Datenübertragungswege zum Enduser

Digitale Kommunikation zwischen PC und Netz

Modem als Übersetzer notwendig.

DSL-Modems realisieren als Netzabschluss die Übertragung von Daten

Netzabschluss wird durch Funk-schnittstelle zwischen Mobilfunk-sendemast und Endgerät (z. B. Smartphone mit SIM-Karte) gebildet

Standleitung als permanente Verbindung zweier Kommunikationspartner

1 2

3 4In den Weitverkehrsnetzen erfolgt die Übertragung grundsätzlich nur noch in digitaler Form.

26

Lokales Netz (LAN) Netze größerer Reichweiten

Ein LAN arbeitet immer als privates Hochgeschwindigkeitsnetz.

Vom vernetzten PC zum Firmennetzwerk

Datentransportnetz hoher Übertragungsleitung (>10Mbit/s) - Ethernet, Tokenring

Arbeitsplatzrechner und Serversysteme

PAN (Personal Area Network), MAN (Metropolitan Area Network), WAN (Wide Area Network) und GAN (Global Area Network)

Topologien sind nicht scharf voneinander abgegrenzt

Einfaches Netzwerk

PC mit Netzwerkkarte

Netzwerkfähiges Betriebssystem auf PC

Übertragungsgeschwindigkeit bis 10 Mbit/s

TerminatorEthernet

Ethernet

Clients Server

27

Austausch von Daten über größere Entfernungen

Netzwerkhardware

Überbrückung von Netzwerkgrenzen durch Kopplung physisch nicht direkt miteinander verbundener Netze (Daten durchlaufen unterschiedliche Rechnernetze)

Gekoppelte heterogene Rechnernetze - Internet

Aufgaben im Open Systems Interconnection Reference Model, kurz ISO/OSI-Referenzmodell differenziert

OSI - Schicht Netzwerkhardware TCP/IP-ProtokollAnwendungsschicht

GatewaysDarstellungsschicht

GatewaysKommunikationsschicht

Gateways

Transportschicht

Gateways

TCP UDP

Vermittlungsschicht Router IP

Sicherungsschicht Bridges, Switches Ethernet, Token Ring, FDDI, ISDNBitübertragungsschicht Repeater, Hubs

Ethernet, Token Ring, FDDI, ISDN

Das ISO/OSI-Referenzmodell dient als Modellmuster für spezielle Modelle der Kommunikationstechnik.

28

Switch (dt.: Weiche), Hub (dt.: Nabe, Knotenpunkt)

Repeater (dt.: Verstärker, Wiederholer)

Bridge (dt.: Brücke) - Gliederung eines Gesamtnetzwerkes

Begriffsbestimmung Netzwerkhardware

Aufteilung in kleinere Einheiten

--> Verbinden von zwei oder mehreren gleichartigen Netzen

Verbindung mehrerer Computer bzw. Netzsegmente

Hub und Switch erfüllen die gleichen Aufgaben

Switch agiert intelligenter

Dienen der Signalverstärkung und Weiterleitung

Switch

LAN LAN

Repeater

Switch

GatewayRouter

Verbindung zwischen sowohl Funk- als auch Festnetzsegmenten

ermöglichen Kopplung diverser Netzwerktypen

Erlaubt Kommunikation von Netzwerken, die auf unterschiedlichen Protokollen basieren

Übernahme der Aufgaben eines Routers

29

Analogtechnik Digitaltechnik

Telefonnetz für Sprachübermittlung

Kunde Netzbetreiber KundeKunde Netzbetreiber Kunde

Netze für Sprach- und Datenübermittlung

Es gibt keine definierte Datenübertragungsrate ab welcher ein Internetanschluss als Breitbandzugang bezeichnet werden kann.

Technische Übertragungsverfahren

Quelle:

Anfangs ausschließlich Übertragung von Tonsignalen

Träger - analoge Wechselspannungssignale

ISDN (Integrated Services Digital Network) und DSL (Digital Subscriber Line)

Übertragungsmedien (Kabel-, Funk- und optische Verbindung

Breitband-Dienste

Sprach-, Bild-, multifunktionale Kommunikation

Kabelfernsehen, HDTV

Live-Anwendungen wie IPTV und VoIP (z.B. Internet-Telefonie)

Technologien

DSL über die klassische Kupferleitung

Glasfaserleitung

Terrestrische Funktechnologien wie UMTS und LTE

Kabelfernsehnetz

30

ComputerhardwareComputer- und BetriebssystemeNetzwerke und DatennetzeDas Internet - ein weltweites NetzwerkDynamik und Mobilität im Netz

31

Ursprünge des Internets

Erstmalig Verbindung zwischen zwei Computern mittels Telefon-leitung

Gründung der ARPA (Advanced Research Projects Agency) durch das amerikanische Verteidigungsministerium

1958

1965

1969 1971

1980

1983

1982

1979

19731974

1972

1988

Das ARPAnet entsteht

Erstes E-Mail- Programm wird

vorgestellt

Erste Suchmaschine (Veronica)

Entwicklung des TCP (Transmission Control Protocol)

Erste nichtamerikanische Organi-sationen Mitglied im ARPAnet,

Integration von Satelliten-verbindungen in das ARPAnet

Erstes Virus-Programm legt das gesamte

ARPAnet lahm

Das @ wird als Symbol für die Mailadresse ausgewählt

Entstehung des Usenet

World Wide Web (WWW) tritt seinen Siegeszug an

Erster kommerzieller Browser (Mosaic)

1992

1993

1991

TCP/IP wird zum Standard für den Datentransfer im Netz

Einführung des Domain-Name-Systems

Gründung der Internet Assigned Numbers Authority (IANA)

1997

1999

E-Commerce Boom beginnt, Internet wird

multimedialOnline-Banking setzt sich durch

2001Endgültiges Platzen der Dot-Com-Blase

2004Web 2.0 - Konzept des

User-Generated-Content demokratisiert das Web

Zukunft

2012

Mobiles Internet wächst schneller als

Festnetz-Internet2013

Internet der Dinge auf dem Vormarsch

32

Der organisatorische Hintergrund

Das Internet ist dezentral organisiert.

Struktur und Organisation des Internets

Zusammenschluss der verschiedenen Netze

Öffentliche Netze Telekommunikationsgesellschaften)

Forschungsnetze

Kooperativen (von privaten Benutzern betrieben)

Kommerzielle oder firmeninterne Netze

InterNIC (Internet Network Information Center, amerik. Gesellschaft, gegr. 1993), Nachfolger sind gemein-nützige Organisationen (ICANN, RIPE NCC - in Europa)

Standardisierungsbemühungen - nur als Empfehlungen

33

Grundlage Datenaustausch der Internet-Anwendungen

Kommunikation der Netzwerkdienste

Datentransport im Internet

Zeitgleiche Datenübertragung erfordert Unterscheidung der Dienste

Zugriffsregelung über Portnummern - vergleichbar mit Nebenstellennummern einer Telefonanlage

Übertragung der Portnummern im TCP-Kopf (Header) der Datenblöcke

Datenaustausch über TCP/IP-Protokolle nach dem Client-Server-Prinzip

Server „wartet“ passiv auf Clientanforderung

Anwendung PortFTP 21HTTP 80SMTP 25

Der Datentransport im Internet basiert auf der Funktionalität der TCP/IP-Protokollfamilie.

34

Netztyp IP-Adresse Beispiel

Class A NNN.HHH.HHH.HHH 126.235.123.45 max. 126 Netze, ca. 16,7 Mio. Hostrechner

Class B NNN.NNN.HHH.HHH 141.51.8.4 je Netz ca. 65.500 Hostrechner

Class C NNN.NNN.NNN.HHH 194.162.0.99 ca. 2 Mio. Netze, max. 255 PC

Sonderadressen 192.168.x.x für private Nutzung, z.B. internes IP-Netz

Adressierung im Internet

Die Verwaltung der Internetadressen erfolgt zentral.

TCP-Nutzdatenbereich TCP-Header(Portnummern)

IP-Nutzdatenbereich IP-Header(IP-Adressen)

Ethernet-Nutzdatenbereich Ethernet-Header(Ethernet-Adressen) FCS

Das TCP/IP-Prinzip - Aufbau eines TCP/IP-Ethernet-Datenpaketes

Statische und dynamische IP-Adressvergabe

35

E-Mail - Elektronische Postkarte

File Transfer Protokoll

World Wide Web - Hypertextprinzip

Internet-Dienste

Telnet (TELecommunication NETwork)

(Noch) meist benutzter Bereich des Internets

Bilder, Texte, Klänge, Filme u.a. auf Dokumenten oder Seiten (Pages) – alle auf PC speicherfähigen Medien

Unverschlüsselte Nachrichten bedeutet ungesicherte Übertragung (analog einer klassischen Postkarte)

Zweiteilige Adresse - eigentlicher Name + „virtuelle“ Heimat --> das Postamt -> user@example.com

Regelung des Dateitransfers zwischen zwei Rechnern - Adressanalogie zum http

Software liegt auf Fileservern, z.B. ftp://ftp.uni-potsdam.de --> Download und Upload

Ausschließlich textbasiertes Protokoll- Fernsteuern von Rechnern

Verbindungserstellung über URL oder IP-Adresse sowie Abfrage von Login-Name und -Passwort

36

POP3SMTP

Protokolle Datensicherheit

Elektronische Nachrichten unterliegen nicht der Unbeobachtbarkeit, Vertraulichkeit und Integrität.

E-Mail (Elektronische Post)

Zweiteilige Adresse

Dienst ohne direkte Verbindung zwischen Sender und Empfänger -> "Zwischenlagern" der Mails auf Server

Keine einheitlichen Standards für E-Mail-Namen

Postfach für Senden - Simple Mail Transport Protocol

Postfach für Empfang - Post Office Protocol3

mailto: Versenden von Post

Inhalt textbasiert

Sicht- und lesbar auf dem Weg vom Sender zum Empfänger

alias@postfach.comali.as@postfach.de0815@postfach.org

Received: from ......Message-ID: <254989...To: agaebler@uni-potsdam....Subject: Netzwerk Insider

37

2021PUT

GET

Basis-Protokoll Zugriffsrechte

Filetransfer

Client/Server-Prinzip

FTP-Client Bestandteil jedes Betriebssystems

Öffnen der FTP- Verbindung mit Login-Name + Passwort

Datenübertragung erfolgt unverschlüsselt

Zwei TCP-Verbindungen notwendig -> zwei TCP-Ports

Port 21: Kommando- Verbindung

Port 20: Übertragung von Dateien

Erlaubnis für Dateioperationen über Zugriffsrecht

Speichern von Dateien auf dem Server PUT

Laden von Dateien vom Server GET

38

ProblemfelderAngriffspunkte

Datensicherheit und -schutz im Internet

Größe des Netzes bedeutungsvoll für Datenschutzbelange -> im Internet ist jeder angreifbar, weil:

- Große Zahl potentieller Angreifer und vielfältige Angriffspunkte

- Benutzer meist unbedarft und sorglos

- Trennung der Probleme des Datenschutzes und der Datensicherheit für „einfache“ Benutzer problematisch

Entstehung komplexer Datenschutzprobleme durch:

- Ausbreitung des Internets, keine Ländergrenzen

- Nutzung für kommerzielle und private Zwecke

- Daten- und Verbraucherschutzbestimmungen des Multimediagesetzes von deutschen Online-Anbietern kaum beachtet

- Geschätzte Schäden im sog. Bereich des "elektronischen Bankraubs" weltweit mehr als 50 Milliarden Dollar pro Jahr

39

Autorisierung Digitale Signatur (Elektronische Unterschrift)

Authentifizierung

Authentifizierung und Autorisierung im Netz

Aufgaben- und benutzerabhängige Zugangsberechtigung

Zweck: Systemfunktionen vor Missbrauch zu schützen.

In der Kommunikation stellt die Authentifizierung sicher, dass der Kommunikationspartner auch derjenige ist, für den er sich ausgibt.

Berechtigung/explizite Zulassung für einen Benutzer, um eine bestimmte Aktion ausüben zu dürfen

Definiert, was der User in einem Netz tun oder welche Systemressourcen er nutzen darf

Asymmetrischer, elektronischer Schlüssel stellt die Identität des Benutzers sicher

Schlüssel wird mit dem privaten Schlüssel des Absenders verschlüsselt und vom Empfänger mit dem öffentlichen Schlüssel gelesen.

40

http://...

ftp://...

https://...

http://rechnername.domain.top-level-domain/Verzeichnis/Datei.htm(l)

GET / HTTP/1.0

http://... Webadresse

<html><head><title>WiProM AG</tilte></head><body>Herzlich Willkommen!</body></html>

HTML - (hyper text markup language)

Dienstsprache Beschreibungssprache

Grundlagen des WWW

Adressierungsschema

URL (uniform resource locator)

Bestandteil vieler Internetprotokolle

Vorgabe von Protokoll und Dokumentadresse

HTTP (hyper text transfer protocol) Identifikation und Kommunikation zwischen Client und Server

Gesicherte Verbindung: über SSL/TLS mittels Aufruf HTTPS

Inhalte von Webseiten sind textbasiert

Schlüsselwörter generieren Art der Anzeige

Hypermedium -> Verlinkung der Dokumente

41

gov - Regierung net - Netzbetreiber, Communitiesedu - Wissenschaftlicher Bereich org - Nichtkommerzieller Bereichcom - Kommerzíeller Bereich mil - US-Militär

dk - Dänemark se - Schweden de - Deutschland fi - Finnland ch - Schweiz cn - China au - Australien jp - Japan no - Norwegen it - Italien

Ländercodes

Darstellung des Domain-Namens

Domainstruktur

DNS (Domain Name Service) - Adresssystem des Web

Top-Level-Domains (TLD): Organisations-, Länderkennung (.de, .com, .org) Second-Level-Domains: Firma, Institut, Behörde, Arztpraxis (.uni-potsdam) Local-Domains: Abteilungen einer Firma (institut.) Rechnername: www oder proxy, ns, pop, home usw.

Rechner.(LocalDomain).SecondLevelDomain.TLDBeispiel: http://wi.uni-potsdam.dewww. ..., stellt Rechnernamen dar, explizite Bezeichnungen möglichBeispiel: http://www.uni-potsdam.deRechnername kann u.U. auch ganz entfallenBeispiel: http://uni-potsdam.de

42

Webclient Nameserver

Schritte einer Kommunikation mit Nameserver, wenn der Client das Dokument "INDEX.HTML" beziehen möchte.

Webserver

Kommunikation zwischen Client und Webserver

141.89.68.50www.uni-potsdam.de

Vorhalten und Verarbeitung von Daten, stellt Kommunikations- schnittstelle für Clients bereit

178.12.148.49

Client bietet Benutzerschnittstelle

Weiterleitung von Anfragen und Daten zur Verarbeitung an Server

Aufbereitung der vom Server kommenden Daten für den Benutzer

dns2.shuttle.de194.95.246.252

4. Von 141.89.249.102 an 193.175.2.24„Index.html“!

1. Von 193.175.2.24 an 188.1.64.3Welche IP-Nummer hat uni-potsdam.de?

2. Von 188.1.64.3 an 193.175.2.24Die gesuchte Adresse lautet 141.89.249.102

3. Von 193.175.2.24 an 141.89.249.102Schicke die „Index.html“!

43

ComputerhardwareComputer- und BetriebssystemeNetzwerke und DatennetzeDas Internet - ein weltweites NetzwerkDynamik und Mobilität im Netz

44

Internet-Telefonie

Internet-Telefonie ist ein isochroner P2P- (Point-to-Point) Dienst.

Nachfolger der klassischen Telefonie

Mobil-Telefonie

Ein Netzanschluss ins Mobilfunknetz über ein End-gerät ohne Zuordnung zu Anschluss, User oder DienstNummer codiert in SIM-Karte, Zugangsberechtigung zu Diensten (Telefonie, SMS, UMTS,...) über PINZusätzliche Gesprächskosten bei RoamingAbrechnung an Anschlussinhaber

Kein fester Netzanschluss, mobil, schnurlos und schnurgebunden möglich mittels Endgerät ohne Zuordnung zu Anschluss, User oder DienstTelefonie über usereigene SIP- Adressen, unabhängig vom Endgerät, Zugangsberechtigung zum Dienst über User-ID und Passwort

45

Der mobile User

Mobile Strategien im Web

Mobilfunknetze (2G, 3G, 4G)

2G: Pan-Europäischer Standard in über 200 Ländern3G: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) - neue Zugangstechnologie ermöglicht Datenraten bis 2MBit/s (Audio-, Videostreaming)4G: Long Term Evolution (LTE) - Nachfolgetechnik von UMTS, Spitzendatenraten von bis zu 300 Mbit/s im Downlink, Alternative ist WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)

Bring Your Own Device - Trend in Unternehmen und OrganisationenZur Erfüllung von Arbeitsaufgaben:Mitarbeiter greifen mit eigenen (privaten) Mobilgeräten auf Unternehmensserver zuCloud Computing - weltweite Nutzung zentraler Dienste, Ressourcen (z. B. Rechenleistung)

46

Basis für Dienste

Informationsdienste im Internet

Isochrone Dienste

Informationen in zeitlich vorbestimmtem Ablauf (Film, Sprache, Musik)

Neue Nutzungsformen (one-to-many, many-to-many)

Vielzahl Punkt-zu-Punkt-Verbindungen - Qualitäten als Massenmedium

Triple Play - gleichzeitige Übertragung von Daten, Sprache und Video (Entertainment-Dienste)

Beispiel: Telefon-, Videokonferenzen, gebührenpflichtige Fernsehkanäle

Modi: "broadcasting" (one-to-many) - "multicasting" (many-to-many)

47

Computerhard- und -software

Welche Bestandteile umfasst die Hardware?

Welche Aufgaben besitzt die Software?

Welche Rechnerarten gibt es?

Wozu werden in Netzwerken Protokolle benötigt?

Was versteht man unter der Client-Server-Architektur?

Welche Aufgabe hat die IP-Adresse eines an das Internet angeschlossenen Gerätes?

Gibt es einen Unterschied zwischen dem Internet und dem Web?

Kontrollfragen

48

Stahlknecht, P./Hasenkamp, U.: Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 11. Auflage. Springer Verlag (Berlin) 2005.

Brause, R.: Betriebssysteme, 3. Auflage. Springer Verlag (Berlin), 2004.

Hansen, H. R./Neumann, G.: Wirtschaftsinformatik I, 11. Auflage. De Gruyter Verlag, 2015.

Abts, D./Mülder, W.: Grundkurs Wirtschaftsinformatik, 7. Auflage. Vieweg + Teubner Verlag, 2011.

Literatur

49

Zum Nachlesen

Kontakt

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Norbert Gronau

Universität PotsdamAugust-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam Germany

Tel. +49 331 977 3322E-Mail ngronau@lswi.de

Gronau, N., Gäbler, A.:Einführung in die Wirtschaftsinformatik, Band 1

5. überarbeitete AuflageGITO Verlag Berlin 2012, 978-3-95545-096-0

50