223015c 02: alltagsmetaphern entschlackt, vertiefung sortiert, dns-hierarchie präzisiert, byte/bit ohne plural-s

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2026-06-17 12:03:39 +02:00
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commit 45c554c875
+34 -36
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@@ -221,7 +221,7 @@ Jedes Gerät im Netz braucht Adressen: eine **IP** für das globale Routing, ein
|---------|--------------|----------| |---------|--------------|----------|
| **IP-Adresse** | Globale Adresse im Internet | `212.132.79.37` | | **IP-Adresse** | Globale Adresse im Internet | `212.132.79.37` |
| **MAC-Adresse** | Hardware-Adresse der Netzwerkkarte | `aa:bb:cc:dd:ee:ff` | | **MAC-Adresse** | Hardware-Adresse der Netzwerkkarte | `aa:bb:cc:dd:ee:ff` |
| **Port** | "Türnummer" auf einem Rechner | `80`, `443`, `22` | | **Port** | Nummer eines Programms bzw. Dienstes | `80`, `443`, `22` |
| **DNS** | Telefonbuch: Name → IP | hdm-stuttgart.de → IP | | **DNS** | Telefonbuch: Name → IP | hdm-stuttgart.de → IP |
| **Domain** | Menschenlesbarer Name | `hdm-stuttgart.de` | | **Domain** | Menschenlesbarer Name | `hdm-stuttgart.de` |
@@ -350,7 +350,7 @@ Zwischen Klick und fertiger Webseite liegen viele Stationen.
Jede Schicht spricht eine andere Sprache: Jede Schicht spricht eine andere Sprache:
- Browser → **HTTP** - Browser → **HTTP**
- Netzwerkkarte → **Bits und Signale** - Netzwerkkarte → **Bit und Signale**
- Router → **IP-Pakete** - Router → **IP-Pakete**
- Provider → **Routing** - Provider → **Routing**
@@ -361,7 +361,7 @@ SPEAKER NOTES:
- Browser→Server: min. 7-8 Stationen - Browser→Server: min. 7-8 Stationen
- Jede Station: andere Aufgabe - Jede Station: andere Aufgabe
- Browser versteht HTTP - Browser versteht HTTP
- Netzwerkkarte versteht nur Bits (Strom an/aus) - Netzwerkkarte versteht nur Bit (Strom an/aus)
- Router versteht IP - Router versteht IP
- Wie zusammenbringen? - Wie zusammenbringen?
--> -->
@@ -458,7 +458,7 @@ SPEAKER NOTES:
- TCP: eigener Header dazu (Ports, Seq-Nr) → weiter - TCP: eigener Header dazu (Ports, Seq-Nr) → weiter
- IP: eigener Header dazu (IPs) → weiter - IP: eigener Header dazu (IPs) → weiter
- Ethernet: Header + Trailer (MACs, Prüfsumme) - Ethernet: Header + Trailer (MACs, Prüfsumme)
- Am Ende: Bits → elektrische Signale / Funk - Am Ende: Bit → elektrische Signale / Funk
- Empfang: Rückwärts auspacken - Empfang: Rückwärts auspacken
--> -->
@@ -506,10 +506,10 @@ SPEAKER NOTES:
| Netzzugang | Frame | Quell-/Ziel-MAC, EtherType, CRC-Prüfsumme | | Netzzugang | Frame | Quell-/Ziel-MAC, EtherType, CRC-Prüfsumme |
**Overhead-Rechnung (1 Byte HTTP-Body):** **Overhead-Rechnung (1 Byte HTTP-Body):**
- Ethernet: 14 + 4 Bytes (Header + Trailer) - Ethernet: 14 + 4 Byte (Header + Trailer)
- IP: 20 Bytes (ohne Optionen) - IP: 20 Byte (ohne Optionen)
- TCP: 20 Bytes (ohne Optionen) - TCP: 20 Byte (ohne Optionen)
- **Minimum: 58 Bytes für 1 Byte Nutzlast** - **Minimum: 58 Byte für 1 Byte Nutzlast**
**Decapsulation:** Empfänger packt in umgekehrter Reihenfolge aus. Jede Schicht prüft ihren Header (z.B. CRC) und reicht Nutzdaten nach oben. **Decapsulation:** Empfänger packt in umgekehrter Reihenfolge aus. Jede Schicht prüft ihren Header (z.B. CRC) und reicht Nutzdaten nach oben.
@@ -577,7 +577,6 @@ SPEAKER NOTES:
- **Global eindeutig** (im gesamten Internet) - **Global eindeutig** (im gesamten Internet)
- Identifiziert einen **Rechner** - Identifiziert einen **Rechner**
- **Bleibt gleich** auf dem gesamten Weg - **Bleibt gleich** auf dem gesamten Weg
- Analogie: **Empfänger auf einem Brief**
Router lesen die Ziel-IP und leiten das Paket in die passende Richtung weiter. Router lesen die Ziel-IP und leiten das Paket in die passende Richtung weiter.
@@ -600,7 +599,6 @@ aa:bb:cc:dd:ee:ff
- **Lokal eindeutig** (nur im lokalen Netzwerk relevant) - **Lokal eindeutig** (nur im lokalen Netzwerk relevant)
- Identifiziert eine **Netzwerkkarte** - Identifiziert eine **Netzwerkkarte**
- **Ändert sich bei jedem Hop** - **Ändert sich bei jedem Hop**
- Analogie: **"Nächstes Postamt: XY"**
Sie funktioniert nur innerhalb eines Netzwerksegments. Sie funktioniert nur innerhalb eines Netzwerksegments.
@@ -621,7 +619,7 @@ SPEAKER NOTES:
![bg right:35% fit](./assets/demos/port-highlight.png) ![bg right:35% fit](./assets/demos/port-highlight.png)
Ein Port identifiziert ein **Programm** auf einem Rechner — wie eine **Wohnungstür im Mehrfamilienhaus**. Ein Port identifiziert ein bestimmtes **Programm** (bzw. einen Dienst) auf einem Rechner.
- **80** → HTTP - **80** → HTTP
- **443** → HTTPS - **443** → HTTPS
@@ -674,6 +672,11 @@ SPEAKER NOTES:
Drei Adressebenen lösen drei verschiedene Probleme: Drei Adressebenen lösen drei verschiedene Probleme:
**Port (Schicht 3 – Transport):**
- 16 Bit → 65.535 mögliche Ports
- Well-Known Ports (0–1023): HTTP=80, HTTPS=443, SSH=22
- Ephemeral Ports (49152–65535): Dynamisch für Client-Verbindungen
**IP-Adresse (Schicht 2 – Internet):** **IP-Adresse (Schicht 2 – Internet):**
- Hierarchisch aufgebaut: Netzwerk-Teil + Host-Teil - Hierarchisch aufgebaut: Netzwerk-Teil + Host-Teil
- Router lesen nur den Netzwerk-Teil für Routing-Entscheidungen - Router lesen nur den Netzwerk-Teil für Routing-Entscheidungen
@@ -685,12 +688,7 @@ Drei Adressebenen lösen drei verschiedene Probleme:
- Nur relevant für den **nächsten Hop** – wird bei jedem Router ersetzt - Nur relevant für den **nächsten Hop** – wird bei jedem Router ersetzt
- ARP (Address Resolution Protocol) übersetzt IP → MAC - ARP (Address Resolution Protocol) übersetzt IP → MAC
**Port (Schicht 3 – Transport):** **Nur die MAC-Adresse ändert sich unterwegs:** Die IP bezeichnet das Endziel und bleibt konstant, die MAC nur den jeweils nächsten Hop und wird an jedem Router ersetzt.
- 16 Bit → 65.535 mögliche Ports
- Well-Known Ports (0–1023): HTTP=80, HTTPS=443, SSH=22
- Ephemeral Ports (49152–65535): Dynamisch für Client-Verbindungen
**Warum ändert sich nur MAC?** IP ist das Endziel (Brief-Adresse), MAC ist der aktuelle Bote (wer trägt den Brief gerade?).
--- ---
@@ -794,12 +792,12 @@ SPEAKER NOTES:
![bg right:45% fit](./assets/demos/dns-tree.png) ![bg right:45% fit](./assets/demos/dns-tree.png)
**Dezentral:** Niemand kennt alles. DNS ist **dezentral** organisiert: Kein Server kennt alle Namen.
Jede Ebene kennt nur die nächste: Jede Ebene verweist nur auf die Ebene darunter:
- Root → .de, .com, .org - Root → TLDs (.de, .com, .org)
- .de → alle .de-Domains - .de → autoritative Server jeder .de-Domain
- hdm-stuttgart.de → www, mail, … - hdm-stuttgart.de → www, mail, …
<!-- <!--
@@ -850,7 +848,7 @@ SPEAKER NOTES:
- DNS = normales Netzwerk-Protokoll - DNS = normales Netzwerk-Protokoll
- Nutzt UDP (schneller, kleine Anfragen) - Nutzt UDP (schneller, kleine Anfragen)
- Port 53 - Port 53
- Wird auch verpackt: UDP→IP→Ethernet→Bits - Wird auch verpackt: UDP→IP→Ethernet→Bit
--> -->
--- ---
@@ -901,7 +899,7 @@ TCP ist **verbindungsorientiert**:
- Verlorene Pakete können erkannt und neu angefordert werden - Verlorene Pakete können erkannt und neu angefordert werden
**Analogie:** **Analogie:**
Telefonat: Klingeln → Abheben → "Hallo?" → Gespräch beginnt Telefonat: Klingeln → Abheben → Gespräch beginnt
<!-- <!--
SPEAKER NOTES: SPEAKER NOTES:
@@ -1007,7 +1005,7 @@ Accept-Language: de-DE
Connection: keep-alive Connection: keep-alive
``` ```
Der Request umfasst rund 200 Bytes Text. Der Request umfasst rund 200 Byte Text.
**GET** ruft Daten ab (im Gegensatz zu **POST**, das Daten sendet). **GET** ruft Daten ab (im Gegensatz zu **POST**, das Daten sendet).
**/** bezeichnet die Startseite. **/** bezeichnet die Startseite.
@@ -1019,7 +1017,7 @@ SPEAKER NOTES:
- "/" = Wurzel = Startseite - "/" = Wurzel = Startseite
- HTTP/2.0 = Protokollversion - HTTP/2.0 = Protokollversion
- Header: Kontext (Host, Browser, Sprache) - Header: Kontext (Host, Browser, Sprache)
- ~200 Bytes Text → müssen durchs Internet - ~200 Byte Text → müssen durchs Internet
--> -->
--- ---
@@ -1031,7 +1029,7 @@ SPEAKER NOTES:
<!-- <!--
SPEAKER NOTES: SPEAKER NOTES:
- 200 Bytes Request → was passiert damit? - 200 Byte Request → was passiert damit?
- Schicht für Schicht verpacken - Schicht für Schicht verpacken
--> -->
@@ -1123,7 +1121,7 @@ SPEAKER NOTES:
# Layer 1: Physical # Layer 1: Physical
Frame wird zu **Bits** – Bits werden zu Signalen: Frame wird zu **Bit** – Bit werden zu Signalen:
| Medium | Signal | | Medium | Signal |
|--------|--------| |--------|--------|
@@ -1140,7 +1138,7 @@ Ab Schicht 1 erfolgt die Übertragung physikalisch.
<!-- <!--
SPEAKER NOTES: SPEAKER NOTES:
- Ganz unten: Physik - Ganz unten: Physik
- Frame → Bits → Signale - Frame → Bit → Signale
- Je nach Medium: - Je nach Medium:
- Kupfer: Spannung High/Low - Kupfer: Spannung High/Low
- Glasfaser: Licht an/aus - Glasfaser: Licht an/aus
@@ -1169,7 +1167,7 @@ SPEAKER NOTES:
Der Router verarbeitet das Frame in drei Schritten: Der Router verarbeitet das Frame in drei Schritten:
1. **Layer 1:** Signale werden zu Bits. 1. **Layer 1:** Signale werden zu Bit.
2. **Layer 2:** Frame und MAC-Adresse werden geprüft, dann ausgepackt. 2. **Layer 2:** Frame und MAC-Adresse werden geprüft, dann ausgepackt.
3. **Layer 3:** Die Ziel-IP liegt außerhalb des lokalen Netzes. 3. **Layer 3:** Die Ziel-IP liegt außerhalb des lokalen Netzes.
@@ -1178,7 +1176,7 @@ Der Router verarbeitet das Frame in drei Schritten:
<!-- <!--
SPEAKER NOTES: SPEAKER NOTES:
- Router empfängt Frame - Router empfängt Frame
- Physik: Signale → Bits - Physik: Signale → Bit
- Ethernet: MAC okay? Prüfsumme okay? → auspacken - Ethernet: MAC okay? Prüfsumme okay? → auspacken
- IP: Ziel-IP lesen → 212.132.79.37 → nicht mein Netz - IP: Ziel-IP lesen → 212.132.79.37 → nicht mein Netz
- Routing-Tabelle: In welche Richtung? - Routing-Tabelle: In welche Richtung?
@@ -1252,7 +1250,7 @@ Am Ende erkennt der Webserver die Anfrage nach der Startseite.
<!-- <!--
SPEAKER NOTES: SPEAKER NOTES:
- Schicht für Schicht auspacken: - Schicht für Schicht auspacken:
- Physik → Bits - Physik → Bit
- Ethernet → Frame prüfen → auspacken - Ethernet → Frame prüfen → auspacken
- IP → Ziel-IP = meine? Ja → auspacken - IP → Ziel-IP = meine? Ja → auspacken
- TCP → Port 443 = Webserver-Prozess → auspacken - TCP → Port 443 = Webserver-Prozess → auspacken
@@ -1282,7 +1280,7 @@ Rund 45 KB HTML müssen nun zu euch übertragen werden.
SPEAKER NOTES: SPEAKER NOTES:
- Antwort: 200 OK = alles gut - Antwort: 200 OK = alles gut
- Content-Type: HTML - Content-Type: HTML
- Content-Length: 45231 Bytes - Content-Length: 45231 Byte
- Dann: eigentlicher HTML-Code - Dann: eigentlicher HTML-Code
--> -->
@@ -1399,7 +1397,7 @@ Beide sind Transport-Protokolle (Schicht 3), aber mit fundamental unterschiedlic
**UDP (User Datagram Protocol):** **UDP (User Datagram Protocol):**
- Verbindungslos (Fire-and-Forget) - Verbindungslos (Fire-and-Forget)
- Keine Sequenznummern, keine ACKs - Keine Sequenznummern, keine ACKs
- Header nur 8 Bytes (TCP: 20+ Bytes) - Header nur 8 Byte (TCP: 20+ Byte)
- Anwendung muss selbst für Zuverlässigkeit sorgen - Anwendung muss selbst für Zuverlässigkeit sorgen
| Anwendung | Protokoll | Grund | | Anwendung | Protokoll | Grund |
@@ -1440,9 +1438,9 @@ SPEAKER NOTES:
**MTU** = Maximum Transmission Unit **MTU** = Maximum Transmission Unit
Ein Ethernet-Frame kann maximal **1500 Bytes** Nutzdaten transportieren. Ein Ethernet-Frame kann maximal **1500 Byte** Nutzdaten transportieren.
**Problem:** Ein Foto hat 3.000.000 Bytes. **Problem:** Ein Foto hat 3.000.000 Byte.
**Lösung:** TCP zerschneidet die Daten in ~2000 Segmente. **Lösung:** TCP zerschneidet die Daten in ~2000 Segmente.
Jedes Segment hat eine Sequenznummer. Jedes Segment hat eine Sequenznummer.
@@ -1451,7 +1449,7 @@ Der Empfänger setzt sie zusammen.
<!-- <!--
SPEAKER NOTES: SPEAKER NOTES:
- MTU = physikalisches Limit - MTU = physikalisches Limit
- Ethernet-Frame: max 1500 Bytes Nutzdaten - Ethernet-Frame: max 1500 Byte Nutzdaten
- Webseite 100KB, Video Gigabytes? - Webseite 100KB, Video Gigabytes?
- TCP zerschneidet in passende Stücke - TCP zerschneidet in passende Stücke
- Jedes mit Sequenznummer - Jedes mit Sequenznummer