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Modul: Computernetze

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kurtchen

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Das Modul "Computernetze" wird der Fachgruppe "IT-Systeme" zugerechnet. Für Studierende im Studiengang "Web- und Medieninformatik" ist es Pflicht. Die angehenden Wirtschaftsinformatiker können es als Wahlpflichtmodul belegen. Formal betrachtet gibt es keine Teilnahmevoraussetzungen. Empfohlen wird ein grundlegendes Verständnis von IT-Systemen und Informationsarchitekturen.

 

Meiner Meinung nach lässt sich ein solches Verständnis gut mit dem Modul "Rechnerstrukturen und Betriebssysteme" aufbauen. Dies sollte nach empfohlenem Studienplan im 1. Semester belegt werden. Computernetze ist dann schon für das 2. Semester vorgesehen. Ich finde die beiden Module ähneln einander. In beiden Fällen sieht das Lehrbuch recht dünn aus. Beim Durcharbeiten merkt man dann, dass es sehr komprimiert geschrieben ist. Jeder Satz hat es in sich. Man kommt also beim Bearbeiten langsamer voran als bei anderen Modulen, die auf den ersten Blick umfangreicher wirken.

 

Der Stoff ist - wie bei Rechnerstrukturen - zunächst einmal recht trocken und formal. Man verbringt viel Zeit damit, z.B. den bitweisen Aufbau von Headern zu verstehen, ohne an diesem Punkt zu ahnen, wozu das gut sein wird. Man muss sich auch bei diesem Modul durch einige Kapitel beißen, die die nötigen Voraussetzungen für späteres Verständis schaffen. Das macht es manchmal schwierig, die Studienmotivation aufrecht zu erhalten. Der Stoff dieses Kurses ist im Vergleich zu anderen Modulen recht technisch und formal.

 

Das verwendete Lehrbuch "Technische Grundlagen von Computernetzen" ist von Patrick-Benjamin Bök und Andreas Noack. Es hat ca. 270 Seiten, die aber recht eng bedruckt sind und auch die Schriftgröße ist etwas kleiner als bei der W3L üblich. Lasst euch also von der Seitenzahl nicht täuschen. Das ist kein Modul, das man nebenbei belegt. Das Buch enthält viele Abbildungen, häufig schematische Darstellungen des Aufbaus von Headern oder an Graphen erinnernde Darstellungen der Topologie von Netzen. Der inhaltliche Aufbau ist wie folgt:
- (technische) Grundlagen
- Kommunikation auf physikalischer Ebene
- Kommunikation auf logischer Ebene
- Kommunikation auf Anwendungsebene
- Performance Engineering

 

Die Grundidee ist also, sich von der Übertragung einzelner Bits (z.B. über einen Kupferdraht) Stufe für Stufe zu immer komplexeren Protokollen hochzuarbeiten, die aufeinander aufbauen oder präsizer ineinander geschachtelt sind wie Zwiebelschalen. So landet man am Ende bei Themen wie Voice-over-IP.

 

Es gibt Lehrbücher, die den umgekehrten Weg gehen, also von den Protokollen höherer Stufen hinabsteigen zur Bitübertragungsschicht. Der Ansatz, den die Autoren gewählt haben, scheint der gängige zu sein. Er hat für mich auch gut funktioniert, weil man an jedem Punkt versteht, auf welchem Fundament man ruht. Der Nachteil dieses Ansatzes ist, dass man viel Stoff lernen muss, bevor man schließlich mit etwas zu tun bekommt, das man aus eigener Alltagserfahrung kennt, z.B. der Übetragung einer Webseite per HTTP oder einer E-Mail per IMAP.

 

Ziemlich zu Beginn des Kurses werden zwei Referenzmodelle eingeführt, das ISO/OSI-Modell und das TCP/IP-Referenzmodell. An ihnen verdeutlicht man sich die schichtweise Struktur der aufeinander aufbauenden Protokolle. Diese Modelle tauchen im Verlauf des Kurses immer wieder auf, um zu zeigen, wo im Schichtenmodell der gerade behandelte Stoff angesiedelt ist. Dies ist nützlich, um bei der Auseinandersetzung mit den vielen technischen Einzelheiten nicht den Überblick zu verlieren: Worauf baut das aktuelle Thema auf? Und worauf läuft es hinaus? Gerade bei diesem Modul ist es leicht, den Kompass zu verlieren. Die wiederkehrenden Verweise auf das Schichtenmodell sollen dem vorbeugen. Für mich hat das gut funktioniert.

 

Gleichwohl musste ich mich immer wieder damit abfinden, vieles zunächst einmal nur halb zu verstehen. Das Lehrbuch war so geschrieben, dass ich das WAS und das WIE meist gut nachvollziehen konnte. Aber das WOZU, das mir auch geholfen hätte, den Stoff für mich einzuordnen und mir besser zu merken, musste manchmal vorläufig im Dunkeln bleiben. Mein Eindruck ist: Das ist kein Versäumnis der Autoren sondern der Struktur des Stoffes geschuldet. Netze entwickelten sich über die Zeit, es wurden neue Protokolle auf vorhandene Protokolle aufgesetzt. Man muss also ein Stück weit diesen historischen Entwicklungsprozess nachvollziehen.

 

Die Online-Tests waren zum Teil etwas spitzfindig formuliert, was mich aber zwang, den Stoff der einzelnen Wissensbausteine noch einmal genauer durchzuarbeiten. Die Aufgaben waren anders, als ich erwartet hatte. Kommilitonen, die eine frühere Version dieses Moduls belegt hatten, hatten mir berichtet, dass vor allem Wissen abgefragt würde. In der aktuellen Auflage des Kurses geht es eher darum, die gelernten Konzepte anzuwenden.

 

Man sollte z.B. zeigen, wie mit dem Spanning Tree Protocol redundante Pfade aus einem vermaschten Netz entfernt werden, so dass eine Baumstruktur entsteht. Oder erklären, wie ein Routing-Algorithmus ausgehend von einer bestimmten Ausgangssituation Schritt für Schritt eine Routing-Tabelle aufbaut. Oder durchspielen, welche Pakete bei bestimmten Formen des Queuings in welcher Reihenfolge bedient werden. Bei den Aufgaben zur Verwaltung von IP-Adressen muss man auch immer wieder ein bisschen rechnen. Da ist es gut, wenn man im Umgang mit Dualzahlen und Hexadezimalzahlen noch recht fix ist.

 

Bei diesem Kurs sind zur Klausur keinerlei Hilfsmittel zugelassen. Um die Fülle an Stoff in den Kopf zu bekommen, habe ich an die 150 eng beschriebene A4 Seiten eigene Notizen angefertigt. Vieles davon waren Diagramme zum Aufbau der vielen verschiedenen Header, wobei ich pro Bit ein Kästchen auf Karopapier verwendet habe. Diese Zeichnungen habe ich dann stark kommentiert. Außerdem habe ich viele Fragen niedergeschrieben, die sich mir beim Bearbeiten des Kurses stellten und die Antworten, die ich darauf gefunden habe, sauber ausformuliert. Meine Notizen sahen also auf manchen Seiten aus wie Sammlungen von Quizfragen. Schließlich habe ich viele Diagramme aus dem Kurs abgezeichnet, bei denen es vor allem um Kommunikationsflüsse und die dabei ausgetauschten Daten ging. Ich habe dabei bewusst von Hand gearbeitet, weil ich gehofft habe, den Stoff so gleichsam "in die Finger" zu bekommen.

 

Mein Tutor war der Ansicht, bei diesem Kurs ginge es nicht um das Abfragen von Wissen. Es ginge um das Verständnis von Zusammenhängen; und die Fähigkeit, dieses Verständnis problemlösend anzuwenden. In der Klausur erwies das als einerseits richtig. Aber andererseits auch wieder nicht. Ja, es gab nur wenige Wissensfragen. Meistens musste man Wissen anwenden, zeigen, wie sich eine Situation entwickelt, wer, wann, was und in welcher Form an wen sendet, damit ein Paket den Weg von A nach B finden kann. Aber um solche Probleme lösen zu können, braucht man auch Wissen: Längen von Headern, ihren Aufbau, den genauen Ablauf wechselseitig gesendeter Botschaften. Es war schon vorteilhaft, eine Menge Fakten im Kopf zu haben. Hier hätte ich in der Präsenzklausur noch etwas mehr rausholen können. Müsste ich die Klausur noch einmal schreiben, dann würde ich mehr Fakten mit Karteikarten lernen. Man verstehe mich nicht falsch: Fakten zu lernen reicht auf keinen Fall, um diese Klausur zu bestehen. Aber es ist oft nötig, um mit der eigentlichen Arbeit beginnen zu können. Ich musste an vielen Stellen raten und war hinterher überrascht, dass ich oft richtig gelegen hatte.

 

Erwähnen möchte ich noch die sehr intensive Betreuung durch meinen Tutor. Bei diesem Modul hatte ich viele Verständnisfragen und weiterführende Fragen. Die Antwort kam oft noch am gleichen Tag und hat mich eigentlich immer weiter gebracht.

 

Für mich war das bislang die schwierigste Präsenzprüfung meines Studiums. Dank der Bonuspunkte aus Online-Test und Online-Klausur habe ich mit einem schönen Ergebnis abschließen können, auch wenn mein Punktwert aus der Klausur im Vergleich zu vielen anderen Modulen etwas schlechter ausgefallen ist. Ich habe mich aber hier besonders über das Ergebnis gefreut, weil ich das Gefühl hatte, mir hier wirklich etwas erarbeitet zu haben.

 

Für Studierende, die nach diesem Modul noch mehr über Netze wissen wollen, gibt es ein aufbauendes Modul "Planung und Auslegung von Computernetzen", das man als Wahlpflichtmodul belegen kann.

 

"Computernetze" wird als Grundlage für das Modul "IT-Sicherheit" empfohlen. Das ist das nächste von insgesamt 4 Modulen aus dem Studienbereich "IT-Systeme", das ich belegen möchte. Ein bisschen dauert das aber noch, denn als weitere Grundlage wird Mathe3 empfohlen, wo unter anderem kryptographische Basistechniken behandelt werden. Nun habe ich aber Mathe2 noch nicht bestanden. Die IT-Sicherheit muss also noch ein wenig warten.

 

"Computernetze" war ein ordentliches Stück Arbeit. Ich bin froh, dass ich das geschafft habe.


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4 Kommentare


Markus Jung

Geschrieben

Oh ja, an dieses Thema OSI-Schichtenmodell kann ich mich aus dem Studium auch noch gut erinnern, und dass es zwar schon interessant war, mehr über die Hintergründe von Netzwerken zu erfahren, es aber häufig auch sehr trocken und technisch war und ich ziemlich um das Verständnis kämpfen musste.

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Trocken war der Stoff schon.

 

Ich hatte z.B. zuerst etwas Mühe, zu verstehen, wie das Spanning Tree Protocol funktioniert, mit dem redundante Pfade aus einem vermaschten Netz entfernt werden.

 

Auf der Suche nach anderen Materialien zum Ablauf fand ich dann dieses kleine Gedicht von Radia Perlman, die das Spanning Tree Protocol erfunden hat:

 

Algorhyme


I think that I shall never see
a graph more lovely than a tree.
A tree whose crucial property
is loop-free connectivity.
A tree that must be sure to span
so packets can reach every LAN.
First, the root must be selected.
By ID, it is elected.
Least-cost paths from root are traced.
In the tree, these paths are placed.
A mesh is made by folks like me,
then bridges find a spanning tree.

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Markus Jung

Geschrieben

Oh, ein poetischer Informatiker, das gibt es aber auch nicht oft 😉. Klasse Sache, um sich das besser einzuprägen.

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kurtchen

Geschrieben (bearbeitet)

vor 1 Stunde, Markus Jung sagte:

Oh, ein poetischer Informatiker, das gibt es aber auch nicht oft 1f609.png. Klasse Sache, um sich das besser einzuprägen.

Informatikerin. Das gibt es leider auch recht selten,  auch bei uns im Studiengang. Beim nächsten Präsenztag z.B. 4x mehr männliche als weibliche Prüfungsteilnehmer.

bearbeitet von kurtchen
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      Nichts liegt also näher, Synergieeffekte zu nutzen und die Praxis mit fundierter Theorie zu untermauern, um zusätzlich auch alles schwarz auf weiß auf dem Papier nachweisen zu können.
       
      So Long...
      Forensiker