Rol­len­spiel Netz­werk

Idee

Die Schü­ler voll­zie­hen einen ver­ein­fach­ten Auf­bau eines Netz­werks nach. Dabei wächst das Netz von lo­ka­len Net­zen (LAN), bei dem die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­part­ner ein­an­der di­rekt „sehen“ zu einem welt­wei­ten Netz (WAN). Hier ist es nötig, dass die Wei­ter­lei­tung der Nach­rich­ten über meh­re­re Zwi­schen­sta­tio­nen läuft.

Aus Grün­den der di­dak­ti­schen Re­duk­ti­on wer­den die Funk­tio­nen von Rou­tern und Swit­ches hier ver­mischt. Diese Un­ter­schei­dung ist aber nicht Ziel des Rol­len­spiels. Sinn ist viel­mehr, den Schü­lern die prin­zi­pi­el­le Wir­kungs­wei­se des In­ter­nets (Rou­ting, Red­un­danz) zu zei­gen.

Ma­te­ria­li­en

• Kar­tei­kar­ten
• Pa­ket­schnur
• Wä­sche­klam­mern (al­ter­na­tiv: Klam­mer­ha­ken, sind aber teu­rer)
• Krepp-Kle­be­band und Filz­stif­te
• Sche­re

Durch­füh­rung

Jeder Schü­ler er­hält ei­ni­ge Wä­sche­klam­mern und Kar­tei­kar­ten.

Zu­nächst wird ein klei­nes Netz­werk aus vier Schü­lern ge­bil­det. Ein Schü­ler ist der Switch (im Un­ter­richt soll­te er im Mo­ment noch als „Ver­tei­ler“ be­zeich­net wer­den), die an­de­ren sind die Cli­ents (siehe Bild rechts). Die Cli­ents wer­den mit ihren Num­mern an­ge­spro­chen, zur Merk­hil­fe wird die Num­mer auf ein Stück Kle­be­band ge­schrie­ben und an die Klei­dung ge­klebt. Al­ter­na­tiv kann auch ein Stuhl auf diese Weise be­schrif­tet wer­den. Die Ver­bin­dun­gen zwi­schen den Netz­werk­teil­neh­mern wer­den durch eine Pa­ket­schnur dar­ge­stellt (2-3 Meter pro Stre­cke dürf­ten aus­rei­chen).

Die Schü­ler sol­len sich jetzt mit Hilfe der Kar­tei­kar­ten Nach­rich­ten schi­cken. Dabei muss die Regel be­ach­tet wer­den, dass die Kar­ten nur ent­lang der Schnü­re lau­fen dür­fen. Auf die Kar­tei­kar­te muss die Num­mer des Ab­sen­ders und des Adres­sa­ten sowie die ei­gent­li­che Bot­schaft no­tiert wer­den. Die Kar­tei­kar­ten wer­den mit Hilfe der Wä­sche­klam­mern an der Pa­ket­schnur be­fes­tigt (siehe Bild). Wenn die Pa­ket­schnur durch das Loch in der Wä­sche­klam­mer ge­führt wird, kann man die Kar­tei­kar­te durch Hoch­he­ben der Schnur an einer Seite zum an­de­ren Ende rut­schen las­sen.

Auf diese Weise sol­len ein paar Nach­rich­ten hin und her ge­schickt wer­den. Die Schü­ler er­ken­nen, dass der Ver­tei­ler in der Mitte für das Wei­ter­lei­ten der Nach­rich­ten ver­ant­wort­lich ist. Das kann er, weil er seine Teil­neh­mer „kennt“.

In ähn­li­cher Form sol­len jetzt min­des­tens drei wei­te­re lo­ka­le Netz­wer­ke ge­bil­det wer­den, die auch kurz un­ter­ein­an­der kom­mu­ni­zie­ren. Falls nicht ge­nü­gend Schü­ler zur Ver­fü­gung ste­hen, kön­nen ein­zel­ne Cli­ent-Rol­len auch durch leere Stüh­le über­nom­men wer­den.

Als nächs­tes sol­len zu­nächst zwei der lo­ka­len Netze ver­bun­den wer­den. Dazu wird eine Schnur zwi­schen den bei­den Ver­tei­lern ge­zo­gen. Es stellt sich jetzt das Pro­blem, wie z.B. Cli­ent 1 aus einem Netz eine Nach­richt an Cli­ent 2 aus dem an­de­ren Netz schi­cken kann. Die Schü­ler kom­men ver­mut­lich von selbst auf die Idee, dass die Netz­wer­ke be­nannt wer­den müs­sen, z.B. mit vor­an­ge­stell­ten Buch­sta­ben. Aus Cli­ent 1 wird dann z.B. Cli­ent A1. Die Ver­tei­ler be­kom­men neue Re­geln: Wenn das Ziel im ei­ge­nen Netz liegt, kann man ihnen die Nach­richt di­rekt schi­cken. An­dern­falls schickt man die Nach­richt an den an­de­ren Ver­tei­ler.

Nach und nach wer­den jetzt auch die an­de­ren lo­ka­len Netze an­ge­schlos­sen. Als Ziel soll­te min­des­tens eine Struk­tur wie im Bild rechts auf­ge­baut wer­den. Hier kön­nen zwei As­pek­te ge­zeigt wer­den: Die Ver­tei­ler ken­nen sich nicht zwangs­läu­fig alle ge­gen­sei­tig (z.B. exis­tiert keine di­rek­te Ver­bin­dung zwi­schen A und C), al­ler­dings exis­tie­ren oft meh­re­re Wege zwi­schen zwei Net­zen (der Weg von A nach C kann über B oder über D gehen). Wenn mehr Schü­ler be­tei­ligt sind, kön­nen na­tür­lich auch grö­ße­re Netze auf­ge­baut wer­den, so­fern die bei­den ge­nann­ten Ei­gen­schaf­ten er­hal­ten blei­ben.

Im jetzt ge­bil­de­ten Netz kön­nen alle Teil­neh­mer mit­ein­an­der kom­mu­ni­zie­ren. Es wird nicht auf Rou­ting-Al­go­rith­men oder die Suche eines best­mög­li­chen Weges ein­ge­gan­gen. Es reicht, dass die Ver­tei­ler Nach­rich­ten, die nicht für ihr ei­ge­nes Netz be­stimmt sind, an einen ihrer Nach­barn wei­ter­ge­ben.

Als nächs­tes kann der Leh­rer eine der red­un­dan­ten Ver­bin­dun­gen (im Bild z.B. die zwi­schen A und B) mit der Sche­re kap­pen. Die Schü­ler er­ken­nen, dass es durch die Struk­tur des Net­zes immer noch mög­lich ist, Nach­rich­ten zwi­schen allen Teil­neh­mern zu schi­cken, auch wenn Ver­bin­dun­gen aus­fal­len – die Nach­rich­ten brau­chen nur etwas län­ger.

Mög­li­che Er­wei­te­run­gen:

• Ein Schü­ler über­nimmt die Rolle eines Spi­ons oder Ha­ckers. Dazu stellt er sich neben einen der Ver­tei­ler und no­tiert alle Nach­rich­ten, die die­ser in die Hand be­kommt. Frage an die Klas­se: Kön­nen wir ver­mei­den, dass der Spion die Nach­rich­ten mit­schreibt? Kön­nen wir die Nach­rich­ten an ihm vor­bei­lei­ten? → Je nach Netz­struk­tur kann das un­mög­lich sein. Wenn es genug Spio­ne gibt, kön­nen wir es unter Um­stän­den gar nicht mehr ver­mei­den, dass un­se­re Nach­rich­ten mit­ge­schrie­ben wer­den. Wir müss­ten vor allem zu­erst wis­sen, dass da ein Spion sitzt.
• Ein Schü­ler ist ein Datei- oder Web­ser­ver. Er er­hält einen Sta­pel Bil­der und die an­de­ren Spie­ler kön­nen ihn nach einem der Bil­der fra­gen (An­fra­ge von A.3 an B.2: „Schick mir das Bild mit der Katze“), das er dann zu­rück­schickt. Da der Ser­ver sehr neu­gie­rig ist, schreibt er mit, wel­cher Spie­ler wel­che Bil­der an­fragt. → Hier kann auf das Pro­blem der Da­ten­spei­che­rung ver­wie­sen wer­den, vgl. Bil­dungs­plan 3.1.4 (6). Vie­len Men­schen ist nicht klar, dass sie bei jedem Auf­ruf einer Web­sei­te eine Da­ten­spur hin­ter­las­sen, da Web­ser­ver spei­chern, wel­che Adres­se wann wel­che Datei ab­ge­ru­fen hat. Diese Daten sind unter Um­stän­den ana­ly­sier­bar.
• Für Ex­per­ten: Wir wür­den gerne eine Nach­rich­ten an Hugo schi­cken, ken­nen aber seine Num­mer/Adres­se nicht.
  Lö­sung: Es gibt je­man­den, der die Zu­ord­nung Name → Adres­se kennt (DNS-Ser­ver, „Aus­kunft“). Wenn wir jetzt eine Nach­richt ver­schi­cken wol­len, fra­gen wir zu­erst bei der „Aus­kunft“ an, wel­che Adres­se eine Per­son hat und schi­cken die Nach­richt erst dann.

Rol­len­spiel Netz­werk: Her­un­ter­la­den [odt][370 KB]

Rol­len­spiel Netz­werk: Her­un­ter­la­den [pdf][343 KB]

Wei­ter zu Hin­ter­grund: Die „Cloud“