Erste Schritte mit Filius

In diesem Beitrag möchten wir Sie in die Arbeit mit der Simulationssoftware Filius von Stefan Freischlad einführen. Neben einer Beschreibung der grundlegenden Funktionen werden insbesondere Bezüge zu den Fachanforderungen hergestellt, die Ihnen dabei helfen sollen, die Software zielgerichtet einsetzen zu können.

Einrichtung

Auf der Webseite lernsoftware-filius.de kann das Programm Filius heruntergeladen werden. Unter Windows lässt sich das Programm über die im Archiv befindliche Filius.exe starten, für MacOS und Linux steht ein Java-Archiv zur Verfügung, das entweder mit einem Doppelklick oder durch die Eingabe des Befehls java -jar filius.jar im Terminal gestartet werden kann.

Einführung

Mit Filius kann ein Netzwerk aus virtuellen Computern simuliert werden. Auf der grafischen Oberfläche werden Rechner, Switches, Vermittlungsrechner und Modems angeordnet und mit Kabeln verbunden (siehe Bild links). Die Geräte können u. a. unter Eingabe der IP-Adresse, wie im echten Netzwerk für die Kommunikation im Netzwerk konfiguriert werden.

Nachdem die Geräte für ihre Verwendung im Netzwerk konfiguriert wurden, kann der Simulationsmodus gestartet werden. In der laufenden Simulation stehen virtuelle Desktops der im Netzwerk befindlichen Endgeräte zur Verfügung (siehe Bild rechts), so dass auf den simulierten Geräten Software, wie z. B. ein Webserver oder -browser installiert werden können. Diese Anwendungen können anschließend über das Netzwerk miteinander kommunizieren.

Grundlagen

An einem Beispielnetzwerk soll im Folgenden die Verwendung des Programms illustriert werden. In diesem einfachen Netzwerk werden zwei Notebooks mit einem Kabel verbunden und mit den IP-Adressen 192.168.0.1 und 192.168.0.2 und den Bezeichnungen Client und Server versehen. Diese Bezeichnungen sollen die Funktion der jeweiligen Geräte in dem Netzwerk darstellen. Es sind bewusst zwei Geräte des gleichen Typs verwendet worden, um deutlich zu machen, dass die Rolle in einem Kommunikationsprozess mit den Anwendungen zusammenhängt und nicht an ein Gerät gekoppelt ist.

Auf dem Client wird über die Software-Installation ein einfacher Client installiert, auf dem Server wird parallel ein Echo-Server installiert. Letzterer wird unter Angabe eines Ports (z. B. 55555) gestartet. Auf dem Client wird anschließend der einfache Client gestartet. Durch Angabe der IP 192.168.0.2 und des Ports 55555 wird der einfache Client mit dem Echo-Server verbunden. Nun können Nachrichten an den Echo-Server gesendet werden, die dann zu einer gleichlautenden Antwort führen.

Mit einem Rechtsklick auf den Client kann der Datenaustausch über die Netzwerkschnittstelle des Geräts angezeigt werden (siehe Bild rechts). In diesem Protokoll sieht man, dass beim Verbindungsaufbau ein TCP-Handschlag zwischen den beiden Anwendungen durchgeführt wird. Das Protokoll zeigt anschließend sowohl die beiden Nachrichten, als auch die Mechanismen des Transmission-Control-Protokolls, in denen der Empfang der jeweiligen Nachricht bestätigt wird.

Bezug zu Fachanforderungen

Mit der Lernsoftware lassen sich zahlreiche Inhalte der inhaltsbezogenen Kompetenzbereiche "Netzwerke und Internet" (Sek. I) und "Betriebs- und Kommunikationssysteme" (Sek. II) anschaulich darstellen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass im Sinne der Themenorientierung stets ein sinnstiftender Kontext für den Unterricht gestaltet werden sollte. Hier bieten sich Alltagsphänomene im Umgang mit dem Internet (z. B. E-Mail-Versand, Phishing, o. ä.) an.

Im Folgenden sind zu der Simulationssoftware passende Fachinhalte mit den zugehörigen inhaltsbezogenen Kompetenzen der Fachanforderungen aufgelistet. Zusätzlich sind die Inhalte mit unterschiedlich komplexen Beispielnetzwerken verknüpft, die Sie bei der Erkundung des Programms unterstützen sollen.