Modul 5b Information

Was heisst eigentlich "Information" für den Informatikverantwortlichen. Rainer Lipp, der Kursleiter hat sich dazu einige Gedanken gemacht und für seinen Job als Informatikverwantwortlicher ein Mindmap erstellt.
Information wird geholt und weitergegeben. Ich als Informatikverantwortlicher muss viele Infos holen, verarbeiten und an meine Umwelt weitergeben. In einem 1. Schritt haben Nick und ich anhand des vorgebeben Mindmaps versucht, uns mit unseren Aufgaben in unserer Informatik wieder zu finden. Wir haben festgestellt, dass durch die professionelle Art unseres zuständigen Schulrats und unseres Informatikstellenleiters eigentlich alle Punkte abgedeckt sind.
In Diepoldsau sind alle Primarschulhäuser sowie das Oberstufenzentrum Kleewies an der Glasfaser. Die ganze Verwaltung erfolgt über einen einzigen Server, der mehrere Aufgaben teilt. Der Technische Support erfolgt hauptsächlich über einen Externen Support. Die ganze Anlage ist relativ "flach" gehalten. Dies verringert natürlich den Support immens. E-Mail ist ausgelagert.
Ein gutes Beispiel für die Integration des Informatikunterrichts in anderen Fächern (so vom Kanton vorgegeben) ist die Arbeit "Benedictus" von Rainer Lipp. Hier sind pfannenfertige Informatikanwendungen für andere Fächer wie Deutsch etc. zu finden. Der Aufbau des Informatikunterrichts am OZ Kleewies hat sehr viel Ähnlichkeit mit unserem Konzept.
Grafstat.de ist ein gutes Online-Umfrage-Tool. Da ich in der Suchtpräventionsgruppe "Alles Klar" eine Online-Umfrage organisieren muss, kommt mir dieses Tool wie gerufen.
Allzuviel Neues hat es für mich nicht gegeben. Trotzdem möchte ich Rainer Lipp für seine offene Art, seine Dokumente zur Verfügung zu stellen, recht herzlich danken. Es lassen sich immer wieder Anregungen für Verbesserungen finden.

Modul 5a Support, Information

1. Einführen in die Übungsumgebung und erfassen derselben:
Die Übungsumgebung vom Block 4a ist wieder vorinstalliert. Ziel ist es, ein Inventar zur Übungsumgebung zu erstellen. Die Grundidee: Man baut sich eine relationale Datenbank auf in der einerseits die Produkte klar deklariert sind z.B.:
Prod-ID Produktbezeichnung Hersteller JG Beschreibung
NB_1 IBM ThinkPad R52 Modell 1847 IBM/Lenovo 2006 Arbeitsplatzcomputer mit ext. Floppy,
Netzteil 230 V
Dr_1 HP Photosmart c309a HP 2007 Netzwerkdrucker
Dr_2 HP Photosmart 3210 HP 2006 Netzwerkdrucker
U_LW_1 Sony "xyz" Sony 2009 Externes USB-Laufwerk
...
andererseits erfasst man die Objekte, welche eben mit diesen Produkten bestückt sind:
Arbeitsplatz 3: Meier: Tastatur: AT-Tech, Netzwerkdrucker: Dr_1, Externes Laufwerk: U_LW_1 etc.
Ich werde für mich so schnell als möglich eine solche Inventarisierung durchführen. Die Vorlagen für den Hardwarekatalog, den Betriebssystem- und Softwarekatalog sowie wie die Stücklisten "Hardware und Betriebssysteme" und "Software / Applikationen / Tools" halte ich gerade in unserer IT-Grösse für sinnvoll.

Im nächsten Arbeitsschritt haben wir die vorgestellte Übungsumgebung in der Gruppe zusammengestellt. Die Geräte sind bereits vorkonfiguriert. Das Netz läuft ohne Probleme und wir können mit der Datenaufnahme beginnen. Bei der Verkabelung muss in Echtfall eine saubere Beschriftung der Anschlüsse gewährleistet sein. Dies hat uns im Serverraum auch schon viel Zeit gekostet. Dann erfassen wir das IP-Konzept, holen uns eine Übersicht über die lokalen Benutzer auf den verschiedenen Arbeitsstationen:
Gefragt wird nach: PC-Name, Domäne, lokaler Administrator (Benutzername, Passwort), lokaler Hauptbenutzer (Benutzername, Passwort), Gastbenutzer (Benutzername, Passwort). Aufwändiger ist die Erfassung der Serverkonfiguration: PC-Name, Domäne (Konifiguration DNS; Server/Domänen-Administrator, Hauptbenutzer, DHCP-Server (IP-Bereich); DNS (Zone, Domäne); Domänenbenutzer; File Server (Freigegebene Ordner), Print Server (Liste der freigegebenen Drucker, Liste der Benutzer).
Anschliessend setzen wir den Printserver auf. Hier hat sich ein unerklärlicher Fehler eingeschlichen. Nachdem wir beim Drucker die vorgesehene IP eingetragen haben, fanden wir über TCP/IP den Drucker nicht. Wir stellten anschliessend fest, dass die ursprünglich eingebene IP beim Drucker geändert war. Nachdem wir dann die IP wieder korrigiert haben, und dem System genügend Zeit zur Initialisierung gegeben haben, funktionierte der Drucker und die Installation des Netzwerkdruckers auf den verschiedenen Arbeitsstationen ohne Probleme. Leider haben wir nicht mehr genug Zeit, einen Fileserver aufsetzen. Ich habe schon mehrfach Laufwerk und entsprechende Ordnerfreigaben gemacht. Für unsere charmanten Ladies wäre dies sicher interessant gewesen.

2. Einführung in die Dokumentation im ICT-Umfeld; Übersicht in die Betriebsprozesse anhand ITIL und deren Adaption
Die folgende Abbildung zeigt das vielfältige Wirkungsfeld eines ICT Service Providers.

Wir hatten die Aufgabe, die Betriebs- und Unterhaltsprozesse auf unsere Übungsanlage runterzubrechen. Dadurch sind mir die einzelnen Prozesse erst klar geworden.
Service Support Prozesse:
Einen Service- oder Help Desk wird in First- und Second Level Aufgaben aufgegliedert. Dabei liegt dem Thema "Incident Management" die Erfassung des Problems vor Ort zu grunde. Beim "Problem Management" wird in einer Sammlung von Störungstypen das zutreffende ausgewählt. Beim "Change Management" wird sichergestellt, dass Veränderungen möglichst effizient und kostengünstig durchgeführt werden. Das Release Management erfasst die Zeitfenster für geplante Veränderungen in der ICT. Configuration Management erhebt der Konfigurationsdaten.
Service Delivery Prozesse:
Service Level Management dient der Definition, Überwachung und Optimierung von IT-Dienstleistungen.
Capacity Management: Capacity Management erstellt aus den Geschäftsanforderungen den Kapazitätsplan und überwacht dessen Einhaltung
Availability Management: Sie legt die Verfügbarkeit fest, plant und überwacht sie.
Continuity Management: Sie plant die Verfügbarkeit auch in Krisensituationen.

Zum Schluss möchte ich Andreas Thurnheer für seine perfekte Vorbereitung und seine unermüdliche Art, uns zu helfen, recht herzlich danken.

Modul 4: Betrieb, Wartung und Installation

Schön, dass der Internetzugriff wieder funktioniert. Vor 2 Tagen hatte ich abends plötzlich keinen Internetzugriff mehr. Nachdem ich gestern Abend wiederum keinen Netzzugriff hatte und auch mein Telefon ausgestiegen ist, sollte ich jetzt wieder online sein. Also packen wir's an.

Das Modul Betrieb, Wartung und Installation hat es in sich. Solange ich als Verwalter unserer Serverdienste agiere, kann ich es ja mal von Ferne in Betracht ziehen. Bin ich jedoch in den technischen Dienst involviert, so geht die ganze Sache nicht mehr so einfach an mir vorbei.
Ich möchte an dieser Stelle unseren "Führern" im Labyrinth der Netzwerktechnologie Urs Sonderegger und Andreas Thurnheer einen herzlichen Dank aussprechen. Sie haben mit grosser Flexibilität und mit viel "Goodwill" eine bunte Schar von "Verwaltern", "Verwaltern und bescheidenen Technikern" an ein ansehnliches Ziel geführt. Da ich an unserer Schule auch für bescheidene technische Bereiche verantwortlich bin, möchte ich mir dieses Modul nochmals gut durch den Kopf gehen lassen. Ich werde also den Blog nicht heute "abfertigen", sondern werde das Gehörte, Gesehene und "Begriffene" nochmals Punkt für Punkt durchgehen, festhalten und mich zu neuen Fragen inspirieren lassen.
1. Teil:
Als erstes erarbeite ich eine "egozentrische" Zusammenfassung zum Thema Netzwerktechnologie. Anschliessend gehe ich nochmals auf die gemachten Netzwerkaufgaben ein. Schliessen möchte ich mit Betrachtungen zum vorgeschlagenen "Schulhausnetz".
1. Zusammenfassung Netzwerktechnologie:
Warum betreiben wir überhaupt ein Netz? Die "Motivation" liegt auf der Hand:

• Datenverbund: Über das Netz haben wir Zugriff auf geographisch verteilte, innerbetriebliche und externe Daten
  
• Funktionsverbund/Leistungsverbund: Wir betreiben eine Client-Server-Architektur. Das heisst, es findet eine Kooperation zwischen den PC's und leistungsfähigeren Servern (Fileserver als Datenspeicher, Exchangeserver für Mailverkehr, etc.) statt.^
  
• Verfügbarkeitsverbund: Rechnerleistung ist auch im Falle von Rechnerausfällen gesichert.


• Kommunikationsverbund: - Es können Informationen ausgetauscht werden (Email, etc.)


• - Audio- und Videokonferenzen sind möglich.
  - Gemeinsames Erarbeiten von Dokumenten ist möglich.

Wie sehen die Entwicklungstendenzen aus

Die folgende Abbildung zeigt, dass die Aera des Informationszeitalters angebrochen ist.
Man spricht von Ubiquität (Allgegenwärtigkeit) von Informationen. Dabei trägt jeder seinen Zugang zu den IT-Diensten auf sich herum.
Der Zugang zu den Netzen ist entscheidend. Es gibt grundsätzlich öffentliche und auch private Netzbetreiber. Die öffentlichen Netzwerkbetreiber werden immer wichtiger. Sie verkaufen ihre Übertragungsdienste sowie zusätzliche Netzleistungen wie Übertragungsleistungen, höhere Sicherheitsstufen und zusätzliche Informationsservices. Private Betreiber betreiben ihre eigenen lokalen Netze.
Wenn wir die Netzwerkausdehnung genauer anschauen, können wir

• WAN (wide area network) mit einer Ausdehnung bis zu mehreren 10'000 km und einer Leistungen von mehreren GBit/s
  
• MAN (metropolitan area network) mit einer Ausdehnung in Stadtgrösse


• PAN (personal area network) Ausdehung bis wenige Zentimeter bis Meter (Bluetooth etc.) und


• LAN (local area network) Ausdehung bis zu einigen Kilometern (Gebäude oder Betriebsgelände

unterscheiden.

Haupteigenschaften eines LAN's

Es befindet sich rechtlich unter der Kontrolle des Benutzers und ist auf den Bereich innerhalb der Grundstückgrenzen beschränkt

Es zeichnet sich aus durch:

• Hohe Geschwindigkeit (10 -10000 MBit/s
  
• Physikalische Übertragungsmedien (Kabel, Funk)


• Netzsteuerungs- und Vermittlungseinrichtungen (Router, Switches, ...


• Protokoll- und Andwendungssoftware (z.B. Transportprotokoll, Mail-Software etc.
  

Kann aus verschiedenen Segmenten bestehen:
Verschiedene Subnetze können mit Router oder Switches miteinander verbunden sein.









Topologien:

Bus:





Bei einer Bus-Topologie (Linien- oder Strangtopologie) sind alle Geräte direkt mit demselben Übertragungsmedium, dem Bus verbunden. Es gibt keine aktiven Komponenten zwischen den Geräten und dem Medium. Das Übertragungsmedium ist dabei bei Systemen mit einer kleineren physikalischen Ausdehnung oft direkt auf einer Leiterplatte realisiert, und sonst als Kabel oder Kabelbündel. Ein Beispiel für ein Netzwerk mit Bus-Topologie ist 10 Mbit/s Ethernet. In der Variante Thin Ethernet gibt es ein einziges Kabel, welches in Segmente unterteilt ist. Der Anschluss zwischen den Geräten (also Netzkarten) und den Segmenten des Kabels erfolgt über T-Stücke. Abschlusswiderstände an den Enden des Kabels dienen der Verhinderung von Reflexionen.
Bei der Bus-Topologie muss sichergestellt werden, dass immer nur ein Gerät zum selben Zeitpunkt Signale auf das Übertragungsmedium treibt. Dies kann durch eine zentrale Einheit, den sogenannten Bus-Arbiter geregelt werden. Bevor ein Gerät treiben darf, muss es über eine separate Leitung eine entsprechende Anfrage an den Bus-Arbiter stellen. Auch Zeitscheiben-Verfahren können eingesetzt werden. Eine zentrale Regelung ist aber gerade bei dynamischen Netzwerken wie Computernetzwerken oft unpraktikabel. Daher werden bei diesen Netzwerken gleichzeitige Zugriffe erkannt und die entstehenden Probleme aufgelöst. Ein oft benutztes Verfahren ist beispielsweise CMSA/CD.

Sterntopologie:

Bei Netzen in Stern-Topologie sind an einen zentralen Teilnehmer alle anderen Teilnehmer mit einer Zweipunktverbindung angeschlossen. Der zentrale Teilnehmer muss nicht notwendigerweise über eine besondere Steuerungsintelligenz verfügen. In Transportnetzen ist das generell nicht der Fall. In Computernetzen kann es eine spezialisierte Einrichtung sein, zum Beispiel ein Hub oder Switch. Auch eine Nebenstellenanlage ist gewöhnlich als Sternnetz aufgebaut: Die Vermittlungsanlage ist der zentrale Knoten, an den die Teilnehmerapparate sternförmig angeschlossen sind. In jedem Fall bewirkt eine zentrale Komponente in einem Netz eine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit für die einzelnen Verbindungen: ein Ausfall des zentralen Teilnehmers bewirkt unweigerlich den Ausfall aller Verbindungsmöglichkeiten zur gleichen Zeit. Eine geläufige Schutzmaßnahme bei Sternnetzen besteht darin, die zentrale Komponente zu doppeln (Redundanz).

Ringtopologie:

Bei der Vernetzung in Ring-Topologie werden jeweils 2 Teilnehmer über Zweipunktverbindungen miteinander verbunden, so dass ein geschlossener Ring entsteht. Die zu übertragende Information wird von Teilnehmer zu Teilnehmer weitergeleitet, bis sie ihren Bestimmungsort erreicht. Um Überschneidungen zu verhindern, sind bei dieser Art der Vernetzung besondere Adressierungsverfahren nötig. Da jeder Teilnehmer gleichzeitig als Repeater wirken kann (wenn keine Splitter eingesetzt werden) können auf diese Art große Entfernungen überbrückt werden (bei Verwendung von Lichtwellenleitern (LWL) im Kilometerbereich).





In unserem Netz haben wir praktisch keine Busverbindungen mehr. Auf dem Schulgelände sind wir durch mehrfache Sterntopologie verbunden und unterhalb der Standort Kriessern, Montlingen, Eichenwies, Oberriet haben wir einen Glasfaserring.

Protokolle und Protokollebenen

Um Sicherzustellen, dass auch überall alle verlangten Daten ankommen, sind verschiedene Protokolle mit ihren Protokollebenen zuständig. Es werden über die Protokolle

• der Ablauf der Kommunikation geregelt
• Fehlersituationen behoben
• der Aufbau der Datenpakete geregelt.

Das TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ist heute der Standard für die Verbindung von Endgeräten unterschiedlicher Hersteller.

Um eine hohe Zuverlässigkeit der Übertragung zu erreichen, wurde TCP/IP als ein sogenanntes paketvermitteltes Netz (packet-switched network) gestaltet. Dabei werden zwei Partner während der Kommunikation nur virtuell miteinander verbunden. Die zu übertragenden Daten werden vom Absender in Stücker variabler oder fester Länge zerlegt und über die virtuelle Verbindung übertragen; vom Empfänger werden diese Stücke nach dem Eintreffen wieder zusammengesetzt. Im Gegensatz dazu werden bei der Leitungsvermittlung (circuit switching) für die Dauer der Datenübertragung die Kommunikationspartner fest miteinander verbunden.

Die Grundlage für das TCP/IP ist das Schichtenmodell für die Datenkommunikation, das OSI-Referenzmodell (Open System Interconnection). Es beschreibt die Grundfunktionen von Netzwerkprotokollen und deren Arbeitsweise. Es besteht aus 7 Schichten.

Anwendungsschicht (Application Layer)
Darstellungsschicht (Presentation Layer)
Sitzungsschicht (Session Layer)
Transportschicht (Transport Layer)
Netzwerkschicht (Network Layer)
Verbindungsschicht (Data Link Layer)
Physikalische Schicht (Physical Layer)

TCP/IP wurde viel früher entwickelt als das OSI-Referenzmodell (1983). Aus diesem Grund passen die Internetschichten nicht ganz in das OSI-Modell. Generell gibt es im Aufbau einige Gemeinsamkeiten, aber auch viele Unterschiede. So wird die TCP/IP-Netzwerkschicht (Network-Layer) im OSI-Modell zu einer Bitübertragungs- und Sicherungsschicht. Zwischen Transport- und Anwendungsschicht sind noch die beiden Schichten Kommunikation und Darstellung angesiedelt, die in der TCP/IP-Protokollfamilie in der Regel in den Protokollen der Anwendungsschichten integriert sind. Beim direkten Vergleich des OSI-Schichtmodells mit dem TCP/IP-Modell fällt auf, dass bei TCP/IP lediglich vier verschiedene Schichten im Gegensatz zu den 7 Schichten im OSI-Modell existieren. Somit gestaltet sich der generelle Aufbau bzw. die Zusammensetzung der TCP/IP-Architekur grundsätzlich wie folgt:

Netzwerkschicht
Internetschicht
Transportschicht
Anwendungsschicht (FTP, Telnet, SMTP)

Im Gegensatz zum OSI-Referenmodell werden bei TCP/IP-Referenmodell die Schichten 5 bis 7 des OSI-Modells in einer einzigen Schicht, der Anwendungsschicht, zusammengefasst. In Schicht 4 befindet sich ausser TCP, das für den gesicherten Datentransport sorgt, auch das UDP-Protokoll (User Datagram Protocol), in dem verbindungsloser und ungesicherter Transport festgelegt ist. In Schicht 3 ist das verbindungslose Internet-Protokoll (IP) angesiedelt. Generell werden Datenpakete auf den Weg geschickt, ohne dass auf eine Empfangsbestätigung gewartet werden muss. IP-Pakete dürfen unter bestimmten Bedingungen sogar vernichtet werden.

In dem Zusammenhang ist zu beachten, dass in der Schicht 3 auch die IP-Adressen festgelegt werden, und hier findet die Wegewahl der Datenpakete von einem Netz in ein anderes Netz (Routing) statt. Ebenfalls in dieser Ebene (Schicht 3) integriert sind die sogenannten ARP-Protokolle (ARP - Address Resolution Protocol), die zur Auflösung einer logischen IP-Adresse in physikalische Adresse (Knotenadresse) dienen und dazu so genannte Broadcasts (Datenpakete, durch die alle angeschlossenen Stationen angesprochen werden) verwenden. ICMP (Internet Control Message Protocol) ist ein Protokoll, das ebenfalls auf der Schicht 3 den Austausch von Kontroll- und Fehlerpaketen im Netz ermöglicht.
Das Prinzip der Schichten im TCP/IP-Referenmodell basiert darauf, dass eine Schicht die angebotenen Dienste der darunter liegenden Schicht in Anspruch nehmen kann. Dabei braucht die Schicht, die die Dienstleistung in Anspruch nimmt, keinerlei Kenntniss darüber zu haben, wie die geforderten Dienste erbracht werden. Auf diese Art und Weise wird eine Arbeitsteilung der Schichten erreicht. Daten, die von einem Programm über ein Netzwerk versendet werden, durchlaufen den TCP/IP-Protokollstapel von der Anwendungs- bis zur Netzwerkschicht. Von jeder Schicht werden dabei Kontrollinformationen in Form eines Protokollkopfes angefügt. Diese Kontrollinformationen dienen der korrekten Zustellung der Daten.

Einige wichtige Protokolle und Dienste

Internet Protocol:
IP ist ein unzuverlässiges Protokoll, da es lediglich für jedes Datagram den Weg zum Ziel bestimmt und es absendet. Es wird jedoch keine Überprüfung des Empfangs vorgenommen, so dass Datagrame durchaus verloren gehen können. Die Aufgabe der Transportüberwachung wird in der Transportschicht von TCP übernommen. Wird hingegen in der Transportschicht UDP verwendet, ist die Empfangsbestätigung vom Anwendungsprotokoll zu leisten. Eines der wesentlichen Merkmale des IP-Protokolls ist , dass jeder Netzwerkknoten (Endgerät im Netzwerk) direkt angesprochen werden kann. Und genau zu diesem Zweck verfügt jedes Endgerät (Knoten) über eine spezifische Adresse, die so genannte Internet-Protokoll-Adresse, oder kürzer: IP-Adresse. Die IP-Adresse setzt sich aus der Adresse des Netzwerks und der des betreffenden Netzwerkknotens zusammen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass keine zwei Netzwerkknoten auf der Welt (im Internet) dieselbe Adresse besitzen.
Dienste: Adressfunktion; Routing zwischen Netzwerken; Fragmentierung und Reassemblierung von Paketen; Vorrangsteuerung; Paketübermittlungsdienst

Transmission Control Protocol:
Es sorgt für die verlässliche Kommunikation zwischen den einzelnen Übertragungsprozessen. Dabei wird garantiert, dass die Daten fehlerfrei, ohne Verlust oder Duplizierung in der ursprünglichen Reihenfolge transport werden. Da das IP-Protokoll selber unzuverlässig arbeitet, kommt TCP zum Einsatz, um die Sicherheit der Übertragung zu gewährleisten.

User Datagram Protocol:
Im Gegensatz zu TCP ist UDP ein unzuverlässiges Protokoll. UDP wird vorwiegend für Abfragen und Anwendungen in Client/Server-Umgebungen verwendet, in denen es in erster Linie nicht um eine sehr genaue, sondern um schnelle Datenübermittlung geht (z.B. Übertragung von Sprache oder Bildsignalen). So setzen viele Anwendungen, bei denen nur geringe Datenmengen übertragen werden, auf UDP als Transportprotokoll auf, da der Aufwand zur Herstellung einer Verbindung und einer zuverlässigen Datenübermittlung unter Umständen grösser ist als die wiederholte Übertragung der Daten.

Adress Resolution Protocol (ARP):
Als Protokoll der Transportschicht ermittelt ARP zu einer vorgegebenen IP-Adresse die zugehörige Knotenadresse (physikalische Adresse des Endgerätes).

Reverse Adress Resolution Protocol (RARP:
Es ist das Gegenstück zu ARP. Es wandelt physikalische Adresen (Knotenadressen) in Internetadressen um. Um sich die Adresse von einem Server mitteilen zu lassen, muss die betreffende Station an einen RARP-Server ein RARP-Request (Broadcast) mit seiner physikalischen Adresse senden. Grundsätzlich können alle Endgeräte die RARP-Pakete erhalten, aber nur Systeme mit einem speziellen RARP-Server können diese weiterverarbeiten. Ein RARP-Server besitzt eine Tabelle mit Paaren aus physikalischer und Internetadressen. Enthält die Tabelle die empfangene physikalische Adresse, wird die Internetadresse an die Quelle des Broadcasts zurückgesendet (RARP-Replay).

Domain Name System (DNS):
DNS dient als fester Bestandteil der TCP/IP-Produktefamilie dazu, symbolische Namen von Endgeräten in die zugehörige IP-Adresse umzuwandeln. DNS ist ein hierarchisch aufgebautes System, das auf Domänen basiert und ein verteiltes Datenbanksystem zur Namensauflösung zur Verfügung stellt.

Telnet:
TELNET (Terminal Emulation over Network) ist ein Zugriffsprotokoll der Anwendungsschicht, mit dem ein lokales Terminal in die Lage versetzt wird, wie ein Terminal an einem entfernten Rechner eingesetzt zu werden. So kann ein Rechner mit TELNET in ein Terminal verwandelt werden. (Verwaltung von aktiven Netzwerkkomponenten wie Switch, Router, usw.)

File Transfer Protokol
Man benutzt FTP, um Dateien über ein Netzwerk von einem Endgerät zu einem anderen zu transportieren. Durch den Einsatz von FTP lassen sich beispielsweise Dateien externer Rechner übertragen, löschen, ändern oder umbenennen.

Simple Mail Transfer Protocol
SMTP kommt bei TCP/IP für die Übermittlung elektronischer Post (E-Mail) zum Einsatz. SMTP ist auf der Anwendungsschicht des TCP/IP-Referenzmodells angesiedelt.

Post Office Protocol 3
Durch Einsatz von POP3 kann ein einfaches Mailsystem zur Abholung von E-Mails generiert werden. Mit POP3 besteht auf der Anwendungsschicht die Möglichkeit, sich bei einem Mail-Server zu authentifizieren, um damit dann die auf dem Server gespeicherten E-Mails herunterzuladen. Sobald die Übertragung beendet ist, werden die E-Mails auf dem Server gelöscht.

NFS
Mit dem Network File System lassen sich in einem IP-Netzwerk mehrere Rechner auf tranparente Weise miteinander verbinden. Der NFS-Dienst stellt eine virtuelle Verbindung von Laufwerken und Festplatten her, so dass sich für den Anwender entfernte Dateisysteme als Erweiterung des eigenen lokalen Dateisystems darstellen.

Dynamic Host Configuration Protocol
Sehr oft entstehen in IP-basierten Netzwerken bei der Adressierung der einzelnen Endgeräte die meisten Schwierigkeiten beim Hinzufügen, Löschen oder Ändern von Endgeräten. Um das Problem der Rekonfiguration zu minimieren, wurde (für die Anwendungsschicht) das Protokoll DHCP entworfen. Das Besondere an DHCP ist, dass es einem Endgerät dynamisch eine IP-Adresse zuordnet; es braucht somit keine feste Zuordnung einer IP-Adresse zu erfolgen.
Hauptaufgabe von DHCP ist es, einem Endgerät in einem IP-Netzwerk eine IP-Adresse zuzuordnen.

Hypertext Transfer Protocol
HTTP ist in Zeiten des Internets ein sehr wichtiges Protokoll. HTTP dient im Internet bzw. genauer im WWW für den Transport der einzelnen Webseiten, die wiederum mit HTML (Hypertext Markup Language) erstellt wurden. HTTP transportiert als Protokoll der TCP/IP-Anwendungsschicht die Seiten zwischen einem Web-Server und einem Web-Client.

Lightweight Directory Access Protocol
Speziell im Zusammenhang mit dem Einsatz von Verzeichnisdiensten wird heutzutage sehr oft das LDAP als Lösungsmöglichkeit gesehen.
Ein Verzeichnisdienst ist eine (verteilte) Ansammlung von Daten über bestimmte Objekte. Bei den Objekten handelt es sich in der Regel um Benutzer oder Netzwerkressourcen. Die bekanntesten Verzeichnisdienste im Netzwerkbereich sind NDS eDirectory von Novell und Microsoft Active Directory Services (ADS).
Mit LDAP als einem Protokoll der TCP/IP-Anwendungsschichten deutet sich eine Perspektive an, die herstellerspezifischen Verzeichniswelten zu öffnen. So lassen sich mit LDAP Informationen aus anderen Verzeichnissystemen auslesen, um darüber Benutzer und Ressourcen in die Prozesse der eigenen Betriebssystem-Welt einzubinden (z.B. in E-Mails, etc.).

Weitere Protokole: Internet Message Access Protocol4, Network News Transfer Protocol.

Ports
Bei jeder Verbindung sorgt das TCP, als verbindungsorientiertes Protokoll, dafür, das die Daten korrekt und in richtiger Reihenfolge den Empfänger erreichen. Dabei erreicht TCP die Zuverlässigkeit dadurch, dass die Daten so lange gesendet werden, bis die Gegenstellen den korrekten Empfang quittiert.
Vor der Übertragung der eigentlichen Nutzdaten werden zwischen dem Sender und dem Empfänger zunächst Kontrollinformationen ausgetauscht, um überhaupt eine Verbindung aufbauen zu können. Im Vergleich mit dem Telefon wird also zunächst eine Telefonnummer angewählt. Sobald die Verbindung aufgebaut ist, können die Daten übertragen werden. Um bei einer solchen Verbindung die richtige Reihenfolge der Daten zu garantieren, werden in jedem Segment bestimmte Sequenznummern mitgeschickt, um so auch bei Übertragungswiederholungen (im Fehlerfall) die richtige Reihenfolge der Segmente wiederhestellen zu können. TCP muss darüber hinaus ebenfalls dafür sorgen, dass die vom IP empfangenen Daten zu der richtigen Anwendung gelangen. Aus dem Grund wird jeder Anwendung eine 16-Bit lange Portnummer zugewiesen. Ein Port bezeichnet in diesem Zusammenhang die Verbindung zwischen dem jeweiligen Prozess und TCP/IP. Damit ein Endgerät mehrer Verbindungen gleichzeitig bearbeiten kann (Multiplexing), müssen diese natürlich unterschieden werden, wozu sich TCP ebenfalls der Ports bedient.
Durch den Einsatz von Ports kann ein Endgerät (Host) in einem IP-Netzwerk mehrere Datenströme gleichzeitig zu einem anderen Endgerät senden. Auf der Empfängerseite findet anhand der Portnummern eine Zuordnung der Daten zu den verschiedenen Anwendungen statt.
Die Port-Zuordnung ermöglicht eine sichere Zuordnung von Daten zu Anwendungen. Gleichzeitig ermöglicht dieses Prinzip den Einsatz unterschiedlicher, paralleler Verbindungen (Multiplexing). Denn damit ein Endgerät (z.B. Rechner) gleichzeitig mehrere Verbindungen bearbeiten kann, müssen diese unterschieden werden, was bei TCP/IP anhand der Ports erfolgt.
Häufige Portnummern:

21 File Transfer Protocol
23 Telnet
25 Simple Mail Transfer
37 Time
43 WHOIS
53 DNS
79 Finger
80 World Wide Web HTTP
110 POP3
117 UUCP Path Service
....

Eine Gesamtaufstellung der aktuell vergebenen Portnummern kann unter http://www.iana.org/assignements/port-numbers
abgerufen werden.

Fortsetzung folgt

Modul 3 - Anschaffung, Verwaltung

Was ist an der Beschaffung von Informatikmitteln in der Schule speziell?
Generell zählt man in der Schule mehr Benutzer pro Arbeitsgerät. Ausserdem ist die Vielfalt der Programme in Schulen höher als in der Industrie. Rückstellungen sind nicht möglich. Dies erfordert deshalb eine optimale Planung.

Planungshilfe Systembaukasten
Als Planungshilfe verwenden wir an unserer Schule den sogenannten "Systembaukasten".
Der Systembaukasten beinhaltet die in der Beschaffung von Informatikmitteln verbindlichen Vorgaben für die Produktekategorien

• Hardward
• Client-Software
• Server-Software
• Netzwerkkomponenten

Aufgrund von Kostenüberlegungen und Reduktion von Komplexität in der Bewirtschaftung werden im Systembaukasten Standardprodukte für die einzusetzenden Informatikmittel definiert. Dadurch lässt sich eine teilweise Bindung an Lieferanten nicht verhindern. Der Systembaukasten wird jährlich überarbeitet.
Die Produkte in den einzelnen Produktekategorien sind auf Grund ihrer technologischen Aktualität klassiert in:

• Klassierung V: Vergangene Komponenten / Produkte, die für bestehende Umgebungen jedoch weiterhin verbindlich sind.
• Klassierung A: Aktuelle Komponenten, die für alle laufenden Beschaffungen verbindlich sind. Werden ähnliche oder gleichwertige Produkte als verbindlich erklärt, stehen diese alternativ zur Auswahl.
• Klassierzung Z: Zukünftige Komponenten, deren Planung und Beurteilung durch die Informatik noch im Gange ist.

Beispiel:

Soweit als möglich wird dadurch eine Standardisierung der Hardware, Software und der Betriebssysteme angestrebt. Dies erleichtert den Support enorm. Da wir an unserer Schule grundsätzlich nicht auf Dienstleistungen von Aussen angewiesen sind, erleichtert dies vorallem auch die Ausschreibung . Man muss bei einer öffentlichen Ausschreibung nicht auf einen Supporter Rücksicht nehmen und kann sich so gezielt auf die politisch vertretbar billigste Variante konzentrieren.

Für "IT-Beschaffung und Unterhalt" führen wir ein Pflichtenheft. Grundsätzlich findet die Budgetierung in der Informatikkommission statt. Die Ausschreibung erfolgt dann über die Zentrale Informatikstelle.

Diskussionsrunde:
Informatikzimmer ja/nein
Server ja/nein
Wireless ja/nein
Microsoft / Open Office
Es wurde angeregt diskutiert. Pro und contra boten sich Parole. Das Fazit für mich:
Es ist ein Unterschied, ob ich an der Oberstufe oder der Primarschule unterrichte. Wir befinden uns auf dem Weg ins Netz. Der Webaccess wird immer wichtiger und der lokale Server wird an Bedeutung verlieren. Wireless ist eine wichtige Komponente. Sie wird aber das LAN wegen seiner Geschwindigkeit nicht so schnell verdrängen. Die Furcht vor Strahlung des häuslichen Wireless ist nicht mehr so präsent wie auch schon. Durch den von der Industrie gegebenen Standard Microsoft hat es Open Office, trotz seiner Vorzüge, schwer. Unser OZ ist ein ECDL-Testcenter. Microsoft ist so tief in der Wirtschaft verankert, dass praktisch nur ECDL-Tests mit Microsoft-Office-Programmen absolviert werden.

Beschaffung von Microsoft Lizenzen
Wir lösen jährlich den "SchoolAgreement Standard Vertrag" mit Microsoft für 107.- Fr.. Dabei ist bei den Lehrkräften der "Home Use" integriert. Ob wir auf das Angebot Live@Edu eingehen werden, ist noch offen.

Softwareverteilung:
Die Aktualisierung der Software auf unseren Clients wird durch den WDS-Server gewährleistet. Der Windows Deployment Server stellt eine Komplettlösung zum Upload von Musterimages auf den Server sowie zum Verteilen von XP und Vista Images auf Workstations dar. Im Unterschied zum Server 2003 Windows Deployment Server enthält der Windows Deployment Dienst des Servers 2008 die Funktion des Multicastings. Damit können bei gleichbleibender Netzwerklast Hunderte von Workstations gleichzeitig deployed werden.
Windows Deployment Server erfordert
· Active Directory
· DHCP Server
· DNS Server
· NTFS Partition
Es läuft bei uns vorzüglich. Wenn Neuimplementierungen vorgesehen sind, gehe ich als Informatikverantwortlicher am Morgen ein bisschen früher zur Schule und starte die Schülerpc's, damit die Schüler dann auch ohne Wartezeit mit den PC's arbeiten können.

Benutzerverwaltung:
Grundsätzlich führen wir keine anonymen Konten. Dies bedeutet, dass jeder Schüler seinen persönlichen Account besitzt. Bei der Erstellung der Accounts arbeiten wir mit der Software "Netadmin 2007". Mit diesem Tool können die Konten von unseren ca. 250 Schülern in kurzer Zeit erstellt werden. Dies ist für uns eine riesige Arbeitserleichterung. Einzelne Mutationen im laufenden Jahr bearbeite ich direkt im Acitve Directory.

Modul 2 Medienrecht & Ethik

Dr. Oliver Sidler hat uns in anschaulicher und lebendiger Art die anscheinend nicht so trockene Materie des Medienrechts vermittelt. Das Medienrecht setzt sich aus Teilen vom Radio- und Fernsehrecht, dem allgemeinen Medienrecht, dem Urheberrecht, dem Internetrecht, dem Telekommunikationsrecht und dem Informatikrecht zusammen.

Als Informatikverantwortlicher möchte ich aus dem breiten Fundus der Vorlesung die für mich relevanten Themen herausschälen.

Im Radio- und Fernsehrecht:

In diesem Bereich bin ich als Informatikverantwortlicher eigentlich nicht direkt betroffen.

Allgemeines Medienrecht:

Hier sind einige straf- und zivilrechtliche Aspekte der Informationsbeschaffung und -verbreitung zu beachten.

Der Grundsatz im Strafrecht "Nulla poena sine legem" oder anders gesprochen "Unkenntnis schützt vor Strafe nicht" trifft auch mich als Informatikverantwortlichen. Ich muss mich also informieren. Weiters interessieren mich meine Klienten. So hält das Strafrecht in seinen Grundlagen fest, dass Kinder unter 10 Jahren strafrechtlich nicht verantwortlich sind, Jugendliche zwischen 11 und 18 Jahren spezielle Behörden (Jugendanwaltschaft etc.) und dadurch spezifische Strafen erhalten. Es ist sogar Strafbefreiung möglich.

Verletzung des Schriftgeheimnisses scheint mir in diesem Teil ein wichtiger Punkt zu sein.

Art. 179 StGB besagt:"Wer, ohne dazu berechtigt zu sein, eine verschlossene Schrift oder Sendung öffnet, um von ihrem Inhalte Kenntnis zu nehmen, wer Tatsachen, deren Kenntnis er durch Öffnen einer nicht für ihn bestimmten verschlossenen Schrift oder Sendung erlangt hat, verbreitet oder ausnützt, wird, auf Antrag, mit Busse bestraft. "

Dateien dürfen von uns Informatikverantwortlichen also nur verschoben oder abgelegt, aber nicht ohne Einwilligung eingesehen werden. Bei Verdacht auf Verletzung des Strafrechts (Pornographie etc.) dürfen die Daten nicht eingesehen werden. Sie müssen an die verantwortliche Instanz weitergeleitet werden. Generell sollte die Handhabung der Daten in einer Nutzungsvereinbarung gegenseitig festgelegt werden. Ich möchte bereits jetzt all jenen danken, die für uns "Besitzlosen" Vorschläge auf dem Educanet2 ablegen.

Ein weitere Punkt bezüglich "Strafrechtliche Aspekte der Informationsveröffentlichung" sind die strafbaren Handlungen gegen Jugendschutz und Sittlichkeit. Gemäss Art. 135 StGB sind Gewaltdarstellungen (Brutaloverbot) sowie harte Pornographie (Art. 197 StGB) verboten. Bei "Weicher" Pornographie ist das Anbieten, Zeigen, Überlassen und Zugänglichmachen an Personen unter 16 Jahren verboten.

Auch hier werde ich als Lehrperson verpflichtet, bei Verdacht auf ein solches Delikt zu handeln.

Zivilrechtlicher Persönlichkeitsschutz:

Gemäss Art. 28 ZGB "Schutz der Persönlichkeit" gilt:

Wer in seiner Persönlichkeit widerrechtlich verletzt wird, kann zu seinem Schutz gegen jeden, der an der Verletzung mitwirkt, das Gericht anrufen.

Eine Verletzung ist widerrechtlich, wenn sie nicht durch Einwilligung des Verletzten, durch ein überwiegendes privates oder öffentliches Interesse oder durch Gesetz gerechtfertigt ist.

Jede Person besitzt auf

Recht am eigenen Bild

Recht am eigenen Namen

Recht an der eigenen Stimme

Recht am eigenen Wort

Aufgrund dieser Tatsache muss ich als Informatikverantwortlicher Rücksicht bei Veröffentlichung von Bildern oder Texten etc. nehmen. Ohne Rücksprache und Einwilligung der betroffenen Person oder ihrer Erziehungsverantwortlichen darf keine Veröffentlichung vorgenommen werden. Ganz speziell betrifft das die Homepages. Man kann bezüglich "Veröffentlichen von Personendaten auf Schulwebseiten" folgendes festhalten:

• Informationen ohne Personenbezug sind kein Problem
• Angaben über Schülerinnen und Schüler sind heikel und sollten so diskret und sparsam wie möglich veröffentlicht werden
• Angaben über Lehrkräfte sind nur bezüglich der Schule anzugeben. Private Angaben sollten vermieden werden.
• Angaben über Mitglieder von Schulbehörden sollten nicht privater Natur sein
• Einsatz von Webcams sollte nicht stattfinden
• Links sind gefährlich. Für den Inhalt, den man verlinkt, ist man haftbar.

Urheberrecht

In den folgenden Artikeln werden die wichtigsten Begriffe wie Werk, Werke aus zweiter Hand genauer beschrieben.

Werkbegriff; Art. 2. des Urheberrechts

1. Werke sind, unabhängig von ihrem Wert oder Zweck, geistige Schöpfungen der Literatur und Kunst, die individuellen Charakter haben.
2. Dazu gehören insbesondere:
   a. literarische, wissenschaltiche und andere Sprachwerke;
   b. Werke der Musik und andere akustische Werke;
   c. Werke der bildenden Kunst, insbesondere der Malerei, der Bildhauerei und der Graphik;
   d. Werke mit wissenschaftlichem oder technischem Inhalt wie Zeichnungen, Pläne, Karten oder plastische Darstellungen;
   e. Werke der Baukunst;
   f. Werke der angewandten Kunst;
   g. fotografische, filmische und andere visuelle oder audiovisuelle Werke;
   h. choreographische Werke oder Pantomimen.
3. Als Werk gelten auch Computerprogramme
4. Ebenfalls geschützt sind Entwürfe, Titel und Teile von Werken, sofern es sich um geistige Schöpfungen mit individuellem Charakter handelt.

Werke zweiter Hand; Art. 3 Urhberrecht

1. Geistige Schöpfungen mit individuellem Charakter, die unter Verwendung bestehender Werke so geschaffen werden, dass die verwendeten Werke in ihrem individuellem Charakter erkennbar bleiben, sind Werke zweiter Hand.
2. Solche Werke sind insbesondere Übersetzungen sowie audiovisuelle und andere Bearbeitungen.
3. Werke zweiter Hand sind selbständig geschützt.
4. Der Schutz der verwendeten Werke bleibt vorbehalten.

Die Verwendung solcher Werke ist Alltag im Unterricht. Auch ein Aufsatz ist somit ein Werk und es liegt ein Urheberrecht vor.
Da ich momentan einen Medienserver aufsetze, war für mich die folgende Vereinbarung sehr wichtig.

Vergütungen:
GT7 erlaubt die folgenden Nutzungen. bzw. legt dafür die Vergütung fest:

• das Kopieren ganzer geschützter Werke und Darbietungen ab Radio oder Fernsehen durch Lehrpersonen und Schülerinnen und Schüler für den Unterricht in der eigenen Klasse;
• das Kopieren von Ausschnitten ab bespielten Ton- und Tonbildträgern durch Lehrpersonen und Schülerinnen und Schüler für den Unterricht in der eigenen Klasse;
• das Kopieren ganzer geschützter Werke und Darbietungen ab Radio und Fernsehen durch schulinterne Mediatheken oder regionale/kantonale Medienstellen, um diese Aufzeichnungen für den schulischen Unterricht zur Verfügung zu stellen;
• Das Aufführen geschützter Werke der nichttheatralischen Musik durch Schulangehörige im Schulunterricht oder klassenübergreifend (Musikvorträge, Schüler discos etc.)

Hiermit ist der Medienserver mit aufgenommenen Sendungen aus dem Fernsehen legalisiert.

An dieser Stelle möchte Dr. Oliver Sidler nochmals herzlich für seine Präsentation danken. Ich glaube, allen Teilnehmern ist irgendwie klar geworden, dass wir uns lange in einer Grauzone zwischen Recht und Unrecht bewegt haben und noch bewegen werden. Mir selber sind an diesem Tag viele graue Stellen weiss und greifbar geworden. Ich probiere dies auch im Team zu vermitteln. Bewegen wir uns weiter mit viel XM (xunda menschaverstand).

Bearbeitung Informatikkonzept OSOR

Analyse Ist-Zustand und Informatikkonzept

Wir besitzen ein gut funktionierendes Hardware- und Softwarekonzept. Die kantonalen Vorgaben sind bestens erfüllt. In der Ebene der Infrastruktur, der Software, des Contents und des Supports sind auch keine Mängel zu erkennen. Pflichtenhefte sind vorhanden. Sicherheit im Netz ist garantiert. In der Ebene der Schulorganisation und Schulkultur können Verbesserungen vorgenommen werden. Klassenübergreifende Schulhausprojekte mit ICT-Integration, Orientierung über News im ICT - und Medienbereich im Teamzimmer oder in elektronischer Form fehlen. Im Bereich Weiterbildung, Ausbildung und Beratung findet man ein Weiterbildungskonzept. Für den ICT-Unterricht sind einheitliche Lehrmittel vorhanden. Sie können in Papierform oder elektronisch genutzt werden. Es stehen ebenfalls genügend Schülerarbeitsplätze zur Verfügung. Medienbildung als solche, insbesondere Risiken und Gefahren, Datenschutz, Urheberrecht etc. müssten vermehrt thematisiert werden.

Inputs für die Gestaltung des nächsten "Folgekonzepts"

• Eine Einleitung, in der die IT-Infrastruktur begründet wird (Verweis auf den Lehrplan)
• Der pädagogische Support ist im Informatikkonzept aufgeführt. Es muss jedoch eine Intensivierung der pädagogischen Nutzung stattfinden.
  Es genügt nicht, eine Software zu kennen. Es sollten auch Anwendungsmöglichkeiten im Unterricht vermittelt werden. Wenn "lehrergerechte" Unterlagen, d.h. pfannenfertig und unproblematisch in der Anwendung, vorhanden sind, wird sich auch eine intensivere Nutzung der ICT ergeben. Dazu könnten auch in Absprache mit der SL Ressourcen umgenutzt oder neue Zeitgefässe eröffnet werden.
• Evaluation der "geplanten Umsetzungen"

ICT-Integration als Thema der Schulentwicklung

Gemäss dem 4-Phasenmodell von Juerg Fraefel (PHZH) "Zusammenhänge von ICT und Schulentwicklung" stehen wir in der sogenannten Integrationsphase mit folgenden Merkmalen:

• systematische Sammlungen von Unterrichtsmaterialien und Links (Medienserver, Linkliste in der Homepage)
• Medien zur Teamkommunikation (Intranet)
• Schulhausprojekte mit ICT (Schülerzeitung, Schülerradio etc.)
• schulhausinterner ICT Lehrplan (ECDL)
• Elternarbeit zur Medienbildung (Homepage während Lagerbetrieb auf educanet2)

Folgende Punkte der Differenzierungsphase müssen in unserer ITC-Umgebung noch bearbeitet werden:

• Nutzungsvereinbarung Schüler
• "ICT-News"

Meine Lernziele

Mein erster Lernzielkatalog

Hardwarebenutzung

• Server 2008 bezüglich Aktiv Directory bis August 10 bedienen können
• WDS-Server: Programme aktualisieren, neu implementieren können
• Netboot: selber Images erstellen und aufspielen können
• programmierbare Switches einrichten und bearbeiten

Software:

• Windows 7 als Betriebssystem kennenlernen
• Mit Netadmin Gesamtimport neuer Schüler, sowie Migrationen durchführen können
• Revoca- und Educanet2-Konten für OZO selber einrichten

Support:

• MNU: Neuer NXT-Baustein Einführungskurs