Grundlagen: Rechnernetze und Verteilte Systeme
Introduction to Computer Networking and Distributed Systems

Modul IN0010

Dieses Modul wird durch Fakultät für Informatik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

IN0010 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
180 h 75 h 6 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

- Rechnernetze ++ Überblick: Computernetze und das Internet +++ Komponenten (Router, Switches, Clients, Server) +++ Aufbau (Topologien, Routing, Pakete gegenüber virtuelle Verbindungen) +++ Schichtenmodell (OSI und Internet) +++ Geschichtlicher Hintergrund ++ Schichtenübergreifende Konzepte (innerhalb der Schichten behandelt): +++ Adressierung +++ Fehlererkennung +++ Codierung und Modulation +++ Medienzugriffsverfahren +++ Flusskontrolle +++ Verbindungsmanagement +++ Paketvermittlung gegenüber virtuelle Verbindungen ++ Schichten: +++ Anwendungsprotokolle und Anwendungen (application layer) ++++ Aufgaben und Interface ++++ Beispiele: HTTP, DNS, SMTP (Mail), Peer-to-Peer-Protokolle +++ Transportschicht ++++ Aufgabe und Interface ++++ Beispiele: TCP und UDP +++ Vermittlungsschicht ++++ Aufgaben und Interface ++++ Routing: Link State gegenüber Distance Vector Protokolle ++++ Adressierung: IP Adressen ++++ Beispiele: IP, Routing im Internet +++ Sicherungsschicht ++++ Aufgaben und Interface ++++ Beispiele: Ethernet, Wireless LAN +++ Bitübertragungsschicht ++++ Aufgaben und Interface ++++ Beispiele - Verteilte Systeme: ++ Middleware, z.B. RPC ++ Web Services - Übergreifende Aufgaben: ++ Netzmanagement ++ IT-Sicherheit +++ Kryptographische Mechanismen und Dienste +++ Authentifizierung, Vertraulichkeit, Integrität +++ Protokolle mit Sicherheitsmechanismen, z.B.: IPsec, PGP, Kerberos, SSL, SSH, ... +++ Firewalls, Intrusion Detection Inhalt der Übung: Die Übung behandelt Rechenaufgaben zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit von Protokollen und Mechanismen einzelner Schichten (Physical Layer, Data Link Layer, Network Layer, Transport Layer). In Programmierübungen wird die Implementierung einzelner Protokollmechanismen geübt.

Lernergebnisse

Nach dem Modul "Grundlagen: Rechnernetze und Verteilte Systeme" sind die Studierenden in der Lage, die Technologien und Methoden von Rechnernetzen und Verteilten Systemen zu verstehen. Zudem verstehen sie, wie verteilte Anwendungen wie World Wide Web mit Hilfe der Internetprotokolle realisiert sind und wie Rechnernetze aufgebaut sind. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage, die Leistungsfähigkeit ausgewählter Netze und verteilter Anwendungen zu bestimmen, sowie einzelne Protokollmechanismen zu implementieren.

Voraussetzungen

IN0001 Einführung in die Informatik 1, IN0003 Einführung in die Informatik 2, IN0002 Praktikum: Grundlagen der Programmierung

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 3 Grundlagen: Rechnernetze und Verteilte Systeme (IN0010) Montag, 14:00–16:00
Dienstag, 10:00–11:45
UE 2 Tutorübungen zu Grundlagen: Rechnernetze und Verteilte Systeme (IN0010) Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung, Tutorübung, Aufgaben zum Selbststudium

Medienformen

Präsentationsfolien, Übungsblätter, Beispieldemonstrationen

Literatur

Literaturangaben sind auf den Webseiten der Veranstaltung und auf den Vorlesungsfolien angegeben.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Prüfungsleistung wird in Form einer Klausur erbracht. Verständnisfragen sowie Rechenaufgaben überprüfen die Vertrautheit der in der Vorlesung behandelten Technologien und Methoden von Rechnernetzen und Verteilten Systemen sowie das durch Implementierung von Protokollmechanismen gewonnenes Verständnis. Rechenaufgaben überprüfen darüber hinaus die Fähigkeit, die Leistungsfähigkeit ausgewählter Netze und verteilter Anwendungen zu bestimmen.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.