Fachhochschule Düsseldorf
Elektrotechnik
Sommersemester 1999

Analyse und Konzeptentwicklung für lokale Rechnernetze in Düsseldorfer Schulen

von:
Olaf Herrmann und Mohamed Kabchi

Inhaltsverzeichnis:
 

1. VORWORT (OH & MK ... 1

2. EINFÜHRUNG (OH)  ... 3
2.1. Entwicklung des Internet  ... 3
2.2. Computer in der Schule ... 8
2.3. Idee zu der Diplomarbeit ... 9

3. VORGEHENSWEISE ... 10
3.1. Organisatorische Maßnahmen für die DPA (MK)  ... 10
3.2. Die Projektübersicht zu der DPA  (OH)  ... 13

4. DIE ANALYSEPHASE ... 15
4.1. Auswahl der Schulen nach Zufallsverfahren für die Schulbesuche (OH) ... 15
4.2. Technische Infrastruktur in den Düsseldorfer Schulen (MK)  ... 16
4.2.1. Rahmenbedingungen  ... 16
4.2.2. Technische Voraussetzungen für den Internetzugang  ... 17
4.2.3. Die Schulbesuche und die IST-Erfassung vor Ort ... 19
4.3. Die Fragebogen-Auswertung und die Ergebnisse (MK) ... 21

5. DIE LAN-KONZEPTE ... 23
5.1. Die LAN-Ausstattungsbeispiele ... 23
5.1.1. Definition LAN (OH)  ... 23
5.1.2. Einsatz der LAN-Konzepte (MK)  ... 24
5.1.3. LAN-Konzept Stufe 1 (MK)  ... 26
5.1.4. LAN-Konzept Stufe 2 (MK)  ... 28
5.1.5. LAN-Konzept Stufe 3 (MK)  ... 30
5.2. Der Ökonomische Aufwand ... 33
5.2.1. Betriebssysteme im Vergleich (OH) ... 33
5.2.1.1. Aufgaben und Anforderungen an ein Betriebssystem ... 33
5.2.1.2. Windows 95 / 98 / NT ... 35
5.2.1.3. Linu ... 37
5.2.1.4. MAC-OS ... 38
5.2.1.5. Novell Netware  ... 40
5.2.1.6. Sonstige Betriebssysteme  ... 41
5.2.1.7. Mehrere OS auf einem System  ... 43
5.2.2. Wire oder Wireless ? (MK) ... 44
5.2.2.1. Einführung in die Verkabelungstechnik ... 44
5.2.2.2. Funk-LAN-Technik als Alternative für die Schulvernetzung ... 46
5.2.2.3. Übertragungsratenmessung für das Funk-LAN ... 50
5.2.2.4. Lizenzierung und rechtliche Aspekte zur Funk-LAN-Technik ... 52

6. SPEZIFISCHE ANWENDUNGSBEISPIELE AUS DER PRAXIS ... 55
6.1. Die Grundlagen eines Peer to Peer - Netzwerkes (OH)  ... 55
6.2. Die Inter57
6.2.1. Möglichkeiten des Internets (MK)  ... 57
6.2.2. Benutzung von Suchmaschinen (OH)  ... 62
6.2.3. Einbindung in den Schulunterricht ... (OH)  ... 64
6.3. Wissensdatenbanken im Internet (MK)  67
6.4. Schulsoftware - Vorschläge aus dem Markt ... (MK) ... 69
6.5. ′Overhead-PC′.als Hilfsmittel für den Unterricht (MK)  ... 76
6.6. Namensvergabe im Netzwerk.....(OH) ... 77
6.7. Server-Beispiele (OH)  ... 78
6.7.1. Firewall ... 78
6.7.2. Proxy-Server  ... 79
6.7.3. Webserver ... 80
6.7.4. Kommunikationsserver ... 81

7. DER SCHUL-HELPDESK ... 86
7.1. Ziele (OH) ... 86
7.2. Allgemeine Funktionsweise eines Helpdesks (MK)  ... 86
7.3. Die Rahmenbedingungen zur Gewährleistung des Helpdesksbetriebs (MK)  ... 87
7.3.1. Technische Grenzen ... 87
7.3.2. Organisatorische Maßnahmen ... 88
7.4. Bedienungsanleitung (MK)  ... 89
7.5. Die Kontaktaufnahme über das Eingabeformular (OH)  ... 94
7.6. Die Selbsthilfe-Unterstützung  ... 100
7.6.1. Die Musterinstallation für den ISIS-Zugang (OH)  ... 100
7.6.1.1. Der Cisco-Router 761  ... 100
7.6.1.2. Die Installation der Hardware-Komponenten ... 101
7.6.1.3. Die Einrichtung des Betriebssystems Windows 95 / 98 / NT ... 102
7.6.1.4. Die Einrichtung des Browsers ... 116
7.6.1.4.1. Der Netscape Communicator  ... 116
7.6.1.4.2. Der Internet Explorer  ... 123
7.6.1.5. Die Fehlerdiagnose bei Problemen ... 130
7.6.2. FAQ′s ......132
7.6.2.1. Datenbanksammlungen mit Fragen und Antworten (MK)  ... 132
7.6.2.2. Y2K (OH)  ... 132

8. DER ORGANISATORISCHE RAHMEN FÜR DAS MEDIUM INTERNET IN  DER SCHULE ... 135
8.1. Pädagogische und didaktische Aspekte (OH)  ... 135
8.2. Management und Administration (MK)  ... 140
8.3. Notwendigkeit von Qualifizierungsmaßnahmen (OH)  ... 143
8.4. Sicherheitsrisiken (OH)  ... 146
8.5. Rechtliche Aspekte (OH)  ... 151

9. SCHLUßWORT ... 153
9.1. Ergebnis (OH)  ... 153
9.2. Ausblick (MK)  ... 153

10. LITERATURVERZEICHNIS (OH & MK)  ... 156
10.1. Bücher ... 156
10.2. Zeitschrifte ... 157
10.3. Links  ... 158

11. GLOSSAR (OH & MK)  ... 160
-A- bis -Z- ... 160 bis ...175

12. ANHANG (OH & MK)  ... 176
12.1. Fragebögen der Schulbesuche  ... 176
12.2. Anmeldeformulare DPA und Eidesstattliche Erklärung (OH & MK)  ... 211

1. Vorwort (OH & MK)

Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt die Analyse und die Konzepterstellung für lokale Rechnernetze in Düsseldorfer Schulen. Die Arbeit ist in enger Teamarbeit entstanden, so dass wir die einzelnen Abschnitte entsprechend der Verantwortung mit den Kürzeln "OH" und "MK" im Inhaltsverzeichnis kenntlich gemacht haben.

Dazu wird in einem ersten Teil unsere Analysephase offen gelegt, in der wir durch Schulbesuche vor Ort den Ist-Zustand der Schulen aufgenommen und ausgewertet haben und dadurch interessante Aspekte kennen gelernt haben, die einen Praxisbezug dieser Arbeit gewährleisten. Auf diese Analysephase folgen LAN-Konzepte in drei Stufen, die eine Entscheidungshilfe für die verschiedenen Anforderungen und Möglichkeiten bei der Einrichtung eines LAN in den Düsseldorfer Schulen darstellen sollen und wir nennen einige Beispiele.

Als umfangreicher Schwerpunkt ist aus der Notwendigkeit nach Unterstützung der Schüler und Lehrer der Düsseldorfer Schulen vor Ort bei der Einrichtung und Administration der LAN′s ein Helpdesk entstanden, dessen Möglichkeiten, Funktionsweise, aber auch Grenzen beschrieben werden.

Da der organisatorische Rahmen als Umfeld für die Realisierung unserer Konzepte einen wichtigen Punkt darstellt, gehen wir auch noch auf die verschiedenen Aspekte ein, die das Vorantreiben der Vernetzung der Düsseldorfer Schulen positiv, aber auch negativ beeinflussen könnten, um eine kritische Betrachtung des Projektes Schulen ans Netz mit allen Chancen und Risiken des neuen Mediums Internet zu ermöglichen.

Das eigentliche Ziel der Diplomarbeit ist es also, durch unsere Konzepterstellung und den Aufbau eines Helpdesks die Vernetzung der Düsseldorfer Schulen im Projekt Schulen ans Netz voranzutreiben und den Schülern und Lehrern eine Hilfestellung zu ermöglichen. 

Wir bedanken uns herzlich bei allen Schülern und Lehrern, die unsere Schulbesuche unterstützt haben, den Firmen ISIS, ADA, Telekom, die uns bei einigen technischen Fragen Rede und Antwort gestanden haben, dem Verantwortlichen vom Schulamt Herrn Gurcht, dem Projektleiter SAN in Düsseldorf Herr Studiendirektor Groß, dem Vorsitzenden der Digitalen Stadt Düsseldorf Herr Schmitt, Herrn Born und Dipl.-Ing. Frau Theveßen von der Fachhochschule Düsseldorf, unserem geduldigem Betreuer Prof. Dr. G. Franke, und nicht zu vergessen die Fotografin Carola Fehrle, die liebe Verwandtschaft und die Freunde, die uns bei allen Höhen und Tiefen unterstützt haben.

Noch einige Bemerkungen zur Sprache:
Um allgemeinverständlich zu bleiben, vermeiden wir unnötige Fachsprache. Diese Arbeit richtet sich nach den noch gültigen Regeln der ,,unreformierten" Rechtschreibung. Wenn im Text von Schülern und Lehrern die Rede ist, bezieht sich das auf beide Geschlechter. Wir haben diese Form gewählt, um den Lesefluss zu erleichtern. Wir hoffen auf eine rege Resonanz der Düsseldorfer Schüler und Lehrer und wünschen einen spannenden Einstieg ins neue Medium Internet.
 

2. Einführung (OH)

2.1 Entwicklung des Internet

In den 60er Jahren startete die Regierung der USA im Auftrag des amerikanischen Verteidigungsministeriums mit Hilfe der RAND Corperation einige Forschungsprojekte, um die Militärtechnologie zu modernisieren. Unter anderem wurde dazu die Advanced Research Projects Agency (ARPA) gegründet. Eine Aufgabe von ARPA war die Entwicklung einer zuverlässigen Methode der Datenübertragung in Computernetzwerken. Das Ziel war es, ein System zu schaffen, daß selbst bei Ausfall von Teilen des Netzes noch funktionsfähig bleibt.

Aus diesem Grunde durfte es nicht zentral verwaltet werden, da im Falle der Zerstörung der Verwaltungszentrale das gesamte Netzwerk nutzlos geworden wäre. Ein Grundsatz der Konzeption war, das immer von einem unzuverlässigem Netzwerk ausgegangen wurde. Daher wird eine Datei, die übertragen werden soll, in unabhängige, kleine Pakete aufgeteilt, die nicht zwingend alle den gleichen Weg zum Zielknoten nehmen müssen.Ein Protokoll (zuerst NCP, später TCP/IP) stellt sicher, daß die Pakete beim Empfänger wieder richtig zusammengesetzt und verloren gegangene Pakete erneut angefordert werden. Alle Netzknoten sind gleichberechtigt, sie leiten selbständig die Pakete weiter, dessen Empfänger in jedem Paket angegeben ist.

Falls eine Leitung ausfällt, wird automatisch eine alternative Leitung gewählt, so dass unter Umständen sehr viele Netzknoten bis zum Ziel durchlaufen werden, dies erscheint im ersten Augenblick ineffizient, garantiert aber eine hohe Fehler toleranz.

Es folgt eine Auflistung von einigen Daten, mit denen die Entwicklung des Internets nachvollzogen werden kann¹.

[...]

1 Die Jahre 1969-1996 sind ein Auszug aus der Diplomarbeit "Internet" von Klaus Sack vom 01.07.1997