PC/OS/Netz

Übungsaufgaben zur Netzwerkdiagnose: ping, tracert, nslookup und Paketmitschnitt

Sieben Übungsaufgaben zur Fehlersuche im Netzwerk: In der Basisstufe ordnest Du Beobachtungen an Desk-Sharing-Plätzen Ursachen zu und berechnest den Jitter eines ruckelnden Livestreams. In der Kernstufe findest Du heraus, warum ein Flurmonitor nie online war, und prüfst Vermutungen zu einem neuen Werkstatt-PC ohne Internet. In der Profilstufe klärst Du DNS-Probleme nach einem Serverumzug und HTTP-Statuscodes einer API, wertest einen TCP-Mitschnitt und eine mtr-Messung zu einem langsamen Check-in aus und untersuchst ausbleibende Fertigungsrückmeldungen zwischen zwei Standorten.

Netzwerkfehler analysieren: ping, tracert, nslookup und Paketmitschnitt

„Das Netz geht nicht“ ist keine Fehlerbeschreibung. Du lernst, Netzwerkfehler systematisch entlang des OSI-Modells einzugrenzen, LEDs, Portstatus und Kabeltests zu deuten, die Ausgaben von ipconfig, ping, tracert und nslookup zu lesen, typische Fehler bei Adressen, Gateway und Namensauflösung zu erkennen, einen Paketmitschnitt auszuwerten und Ursachen für langsame Verbindungen zu finden. Ein Vertiefungsteil zeigt, wie Du Störungen in vernetzten Anlagen entlang des Datenwegs eingrenzt, mit Logdaten belegst und als Störungseintrag dokumentierst.

Virtualisierung: Hypervisor, virtuelle Maschinen, Container, Cluster und virtuelle Desktops

Virtualisierung trennt Software von der Hardware: Auf einem physischen Server laufen viele virtuelle Maschinen oder Container nebeneinander. Der Artikel erklärt Zweck und Typen des Hypervisors, Vor- und Nachteile der Servervirtualisierung, die Ressourcen einer virtuellen Maschine, Snapshots, das Übertragen eines physischen Servers, das Funktionsprinzip von Containern, Cluster mit Live-Migration und Hochverfügbarkeit sowie Terminalserver und virtuelle Desktops samt Boot Storm.

Übungsaufgaben zur Systemüberwachung

Drei Übungsaufgaben zur Systemüberwachung: Du richtest das Monitoring für ein Barcamp mit SNMP ein, findest den Engpass eines Warenwirtschaftsservers und beurteilst eine S.M.A.R.T.-Warnung, und Du wertest Events, eine Known-Error-Datenbank und ein Log der vernetzten Lastenräder eines Zweckverbands aus.

Systemüberwachung: Monitoring-Kennwerte, SNMP, S.M.A.R.T. und Logs

Server, Netzwerkgeräte und Festplatten kündigen viele Ausfälle an – wenn jemand hinschaut. Der Artikel erklärt die wichtigsten Begriffe des Monitorings, die Event-Stufen Information, Warning und Exception, typische Kennwerte für Server und Netz und wie Du Engpässe erkennst. Danach geht es um SNMP mit Manager, Agent, MIB, GET, SET und TRAP, um die Festplattenüberwachung mit S.M.A.R.T. und um das Auswerten von Logs. Zum Schluss: Wann reagiert ein System automatisch, wann ein Mensch?

Übungsaufgaben zu Skripten zur Systemautomatisierung

Eine umfangreiche Übungsaufgabe: Für einen Fahrrad-Onlineshop automatisierst Du Routinearbeiten. Du schreibst ein Skript für einen Akkustand-Bericht mit JSON-Ausgabe, ergänzt ein Struktogramm für einen Netzscan, bildest Benutzernamen aus einer CSV-Datei, kommentierst ein Sicherungsskript, korrigierst ein fehlerhaftes Prüfskript mit englischer Befehlsreferenz, setzt Befehle mit Parametern zusammen, überwachst einen Webshop und beurteilst die Sicherheit von Skripten.

Skripte zur Systemautomatisierung: Routineaufgaben mit Bash, PowerShell und Pseudocode lösen

Wiederkehrende Aufgaben in der Systembetreuung – Konten anlegen, Sicherungen prüfen, Speicher und Dienste überwachen – erledigen Skripte zuverlässiger als Menschen. Der Artikel zeigt, was Skriptsprachen von Compilersprachen unterscheidet, welche Bausteine Pseudocode, Bash und PowerShell gemeinsam haben, wie Du aus einem Auftrag Schritt für Schritt ein Skript entwickelst, CSV liest und JSON schreibst, Fehler in fremden Skripten findest und Skripte zeitgesteuert und sicher betreibst.

Übungsaufgaben zur Administration über die Kommandozeile

Drei Übungsaufgaben zur Administration von Windows und Linux über die Kommandozeile: Auf dem Streaming-Server eines Barcamps liest Du Linux-Rechte aus ls -l, klärst eine „Keine Berechtigung“-Meldung und setzt Rechte mit chmod und sudo. Auf dem Dateiserver eines Start-ups ermittelst Du effektive NTFS-Rechte, vergibst Rechte mit icacls, kopierst Dateien mit Platzhaltern und XCOPY und löst ein PATH-Problem. Für die Flurmonitore einer Mitfahr-App beendest Du hängende Prozesse und planst Aufgaben mit schtasks und cron.

Betriebssysteme über die Kommandozeile administrieren: Rechte, Prozesse und Aufgabenplanung

Viele Verwaltungsaufgaben erledigst Du an Windows- und Linux-Systemen am schnellsten über die Kommandozeile. Du lernst, wie Du Befehlsbeschreibungen liest, warum ein Programm „nicht gefunden“ wird (PATH), wie Du mit Platzhaltern Dateien kopierst und verschiebst und wie XCOPY gezielt sichert. Danach liest Du Linux-Rechte in der Ausgabe von ls -l, setzt sie mit chmod und verstehst, wann sudo nötig ist. Für Windows ermittelst Du effektive NTFS-Rechte aus Gruppenmitgliedschaften und vergibst Rechte mit icacls. Zum Schluss beendest Du hängende Prozesse und planst Aufgaben mit schtasks und cron.

Übungsaufgaben zu Betriebssystemen: Aufbau, Systemstart und Updates

Vier Übungsaufgaben zu Betriebssystemen: Du ordnest das Betriebssystem ins Schichtenmodell ein, unterscheidest Windows, Linux und macOS und wählst Dateisysteme. Dann installierst Du ein Betriebssystem auf dem Mini-PC eines Flurmonitors und klärst Fragen zu Bootreihenfolge, Partitionen und Updates. Auf einem Linux-Server verfolgst Du den Systemstart, erläuterst GRUB anhand eines englischen Textes und behebst Startfehler. Zum Schluss planst Du das Patchmanagement eines Fahrradhändlers – vom Unterschied zwischen Update und Upgrade über ein Lizenzmodell bis zur Bandbreitenrechnung.

Betriebssysteme: Aufbau, Systemstart, Updates und Patchmanagement

Das Betriebssystem vermittelt zwischen Hardware und Anwendungen. Du lernst seine Stellung im Schichtenmodell und seine Aufgaben kennen, unterscheidest Windows, Linux und macOS und erfährst, wie Dateisysteme und Partitionen die Festplatte ordnen. Danach verfolgst Du den Systemstart über UEFI und Bootloader bis zur Anmeldung, installierst ein Betriebssystem und behebst typische Startfehler. Zum Schluss geht es um Updates, Upgrades und Patches und darum, wie ein Unternehmen Updates mit einem Patchmanagement zentral steuert.

Datensicherung und Archivierung: Sicherungsarten, Generationenprinzip und 3-2-1-Regel

Eine Datensicherung (Backup) ist eine Kopie, mit der sich Daten nach Löschen, Defekt, Diebstahl oder Ransomware wiederherstellen lassen. Der Artikel erklärt Voll-, inkrementelle und differenzielle Sicherung samt Archivbit und Wiederherstellungsreihenfolge, das Generationenprinzip, die 3-2-1-Regel, Speichermedien von der externen Festplatte über LTO-Band bis zur Cloud, die Berechnung von Sicherungszeiten, RPO und RTO, organisatorische Maßnahmen eines Backup-Konzepts und den Unterschied zwischen Datensicherung und revisionssicherer Archivierung.

Übungsaufgaben zum Notfallmanagement

Drei Übungsaufgaben zum Notfallmanagement: Nach einem Ransomwareangriff auf eine Nachbarschule bereitest Du die Notfallvorsorge eines Berufskollegs vor (Stufe 2), prüfst Wiederanlaufziele und einen Disaster-Recovery-Plan für die Fertigungssteuerung eines Rahmenherstellers (Stufe 3) und entwickelst Notfallkonzept, Datenabgleich und Incident Response für ein vernetztes Lager (Stufe 3).

Notfallmanagement: Notfallkonzept, BCM, Disaster Recovery und Incident Response

Ausfälle lassen sich nicht vollständig verhindern – aber vorbereiten. Der Artikel erklärt, wie sich Störung, Notfall und Krise unterscheiden, wie Business Continuity Management (BCM) in vier Phasen funktioniert, wie Du mit einer Business-Impact-Analyse zeitkritische Prozesse sowie RTO und RPO bestimmst, was in Notfallkonzept, Notfallhandbuch und Disaster-Recovery-Plan steht und wie ein Unternehmen auf einen Sicherheitsvorfall wie einen Ransomwareangriff reagiert.

Übungsaufgaben zum Informationssicherheitsmanagement

Zwei Übungsaufgaben zum Informationssicherheitsmanagement: Ein Fahrrad-Onlineshop baut ein ISMS auf – mit Regelwerken, Aufbauschritten, der Rolle der oder des Informationssicherheitsbeauftragten, Risikobewertung und -behandlung, elementaren Gefährdungen und einer Cyberversicherung. Eine Freizeit-App lässt vor dem Relaunch einen Penetrationstest durchführen – mit Phasen, Vertragsfragen, einem englischen Angebotstext, weiteren Prüfungen, Security by Design und by Default sowie Least Privilege und Zero Trust.

Informationssicherheit managen: ISMS, IT-Grundschutz, Risikobehandlung und Penetrationstest

Ein Informationssicherheitsmanagementsystem (ISMS) sorgt dafür, dass Informationssicherheit geplant, umgesetzt, geprüft und verbessert wird. Der Artikel erklärt den Unterschied zum Datenschutz, die Regelwerke ISO/IEC 27001 und IT-Grundschutz, den Aufbau eines ISMS, die Rolle der oder des Informationssicherheitsbeauftragten, Risikobewertung und -behandlung, Cyberversicherung, Security by Design und by Default sowie Audits und Penetrationstests.

Übungsaufgaben zu E-Mail-Diensten

Zwei Übungsaufgaben zum Betrieb von E-Mail-Diensten: einen Mailserver mit IMAP und SMTP-Submission einrichten, Mailprogramme anhand einer Serverantwort konfigurieren, Fehlermeldungen und DNS-Einträge auswerten, SPF, DKIM und DMARC einrichten, einen englischen Fachtext zur Transportverschlüsselung auswerten, S/MIME und OpenPGP vergleichen und Schutzmaßnahmen gegen Spam und Phishing beschreiben.

E-Mail-Dienste sicher betreiben: SMTP, IMAP, SPF, DKIM, DMARC und Verschlüsselung

E-Mail ist alt, offen und gerade deshalb ein beliebtes Einfallstor für Angriffe. Du lernst, welche Stationen eine E-Mail vom Absender bis ins Postfach durchläuft und welche Aufgaben SMTP, IMAP und POP3 dabei übernehmen. Danach geht es um die richtige Einrichtung von Mailprogrammen (Ports, STARTTLS, Anmeldeverfahren), um die Absenderprüfung mit SPF, DKIM und DMARC, um Spam- und Phishingschutz am Mailserver und um den Unterschied zwischen Transport- und Ende-zu-Ende-Verschlüsselung mit S/MIME und OpenPGP. Eine Tabelle typischer Fehlerbilder hilft Dir, Zustellprobleme systematisch einzugrenzen.

Übungsaufgaben zu VPN

Vier Übungsaufgaben zu VPN: Du ordnest VPN-Arten zu, vervollständigst den Netzwerkplan der VPN-Verbindungen eines Fahrradhändlers und bestimmst innere und äußere Adressen im IPsec-Tunnel. In einem Schulnetz suchst Du Fehler bei Lehrkräften im Homeoffice – von Zugangsdaten über Routen bis zur MTU –, und zum Schluss erläuterst Du eine WireGuard-Konfiguration für einen Wartungszugang.

VPN: Arten, IPsec, Auswahl und Fehlersuche

Ein VPN verbindet Geräte oder Netze über das Internet so, als lägen sie in einem gemeinsamen privaten Netz: Die Daten laufen verschlüsselt und authentifiziert durch einen Tunnel. Du lernst die VPN-Arten Site-to-Site, End-to-Site und End-to-End kennen, dazu IPsec, OpenVPN und WireGuard, die Wahl von TCP oder UDP und Split- oder Full-Tunnel. Zum Schluss findest Du eine Checkliste für die Fehlersuche.

Firewall, DMZ, Proxy und IDS/IPS: Netze abschotten und überwachen

Eine Firewall entscheidet anhand von Regeln, welcher Datenverkehr zwischen Netzen erlaubt ist. Der Artikel erklärt Paketfilter, Stateful Packet Inspection und Next Generation Firewall entlang des OSI-Modells, zeigt, wie man Regeltabellen liest und erstellt, wozu eine DMZ dient und wie sie aufgebaut wird, wie sich Forward- und Reverse-Proxy unterscheiden und wie IDS und IPS Angriffe erkennen. Dazu kommen Netzsegmentierung, Zonen in Industrienetzen und das Lesen von Firewall-Datenblättern.

Zertifikate und TLS im Betrieb: Handshake, PKI und Fehlersuche

Vertiefung für alle, die Server, Firewalls oder VPN-Zugänge selbst einrichten: Der Artikel zeigt den TLS-1.3-Handshake Schritt für Schritt, begründet, warum TLS 1.2 abgelöst werden sollte, beschreibt das Beantragen und Einrichten eines Serverzertifikats, die Wahl zwischen interner und externer Zertifizierungsstelle, das Deuten von Zertifikatswarnungen und TLS-Fehlermeldungen, TLS-Inspection auf Firewalls und Proxys, den Umgang mit einem kompromittierten CA-Schlüssel und die Kryptografie im VPN.

Übungsaufgaben zur Kryptografie: Verschlüsselung, Signatur, Zertifikate und Passwörter

Acht Übungsaufgaben zu symmetrischer, asymmetrischer und hybrider Verschlüsselung, TLS und Zertifikaten, Hashfunktionen, digitaler Signatur und HMAC, Codesignierung und dem sicheren Speichern von Passwörtern, Datenträgerverschlüsselung, SSH-Schlüsseln, elektronischer Signatur, Blockchain, TLS-Handshake, Zertifikatsfehlern, TLS-Inspection und dem Betrieb einer PKI – mit Rechen-, Ergänzungs-, Zuordnungs- und Stellungnahme-Aufgaben auf drei Kompetenzstufen.

Kryptografie: symmetrisch, asymmetrisch, hybrid – mit Hash, Signatur und Zertifikat

Verschlüsselung sorgt für Vertraulichkeit, Hashwerte und Signaturen für Integrität und Authentizität, Zertifikate dafür, dass ein öffentlicher Schlüssel wirklich zur richtigen Stelle gehört. Der Artikel erklärt symmetrische, asymmetrische und hybride Verfahren, zeigt, wie TLS sie kombiniert, und behandelt Hashfunktionen, digitale Signatur, Zertifikate mit Vertrauenskette, sicheres Speichern von Passwörtern, Datenträgerverschlüsselung, SSH-Schlüssel und die elektronische Signatur nach eIDAS.

Übungsaufgaben zur Systemhärtung: Betriebssystem, BIOS/UEFI, Rechte und mobile Endgeräte

Sieben Übungsaufgaben zur Systemhärtung: Du prüfst eine Einrichtungs-Checkliste für Büro-PCs, wertest Zwischenfälle an einem Präsentationsrechner und auf einer Bahnfahrt mit dem Firmennotebook aus, vergleichst Geräte mit und ohne Werkskennwort, priorisierst Befunde an Flurmonitoren, prüfst Ideen auf Least Privilege und Zero Trust, verbesserst einen Update-Plan und vergleichst BYOD-Varianten. Dazu kommen der Prüfbericht eines Datenbankservers, die Auswahl eines Mobile Device Managements mit Kostenrechnung, eine Betriebsvereinbarung, Support-Tickets zu TPM, UEFI und Secure Boot sowie Update-Einstellungen.

Systeme härten: Betriebssystem, BIOS/UEFI, Rechte und mobile Endgeräte

Ein frisch installiertes System ist auf Bequemlichkeit eingestellt, nicht auf Sicherheit. Härten heißt, die Angriffsfläche zu verkleinern: Du lernst, was vor der Inbetriebnahme zu tun ist (Lieferkette, Updates, Standardpasswörter), wie Du ein Betriebssystem mit Bordmitteln und Gruppenrichtlinien härtest, warum Protokollierung hilft und wo sie Grenzen hat, wie Least Privilege und Zero Trust umgesetzt werden, welche BIOS/UEFI-Einstellungen mit Secure Boot und TPM einen Rechner absichern und wie Du Notebooks, Smartphones und private Geräte (BYOD) mit Mobile Device Management schützt.

Übungsaufgaben zu Passwörtern, Mehr-Faktor-Authentifizierung und Zugangskontrolle

Sechs Übungsaufgaben zu Passwörtern, Mehr-Faktor-Authentifizierung und Zugangskontrolle: Du sicherst Orga-Büro und Leih-Laptops eines Barcamps ab, ordnest Werkstatt-Maßnahmen Zutritt, Zugang und Zugriff zu, beschreibst die Anmeldung im Backend einer Freizeit-App, rechnest die Dauer eines Brute-Force-Angriffs aus, formulierst eine Passwortregel als if-Anweisung, wählst MFA-Faktoren aus, richtest IEEE 802.1X mit RADIUS ein, berätst eine Schule zur Lehrkräfte-Anmeldung mit Passkeys und ordnest Identitäten, Rechte und Zutritt nach einem Identity- and Access-Management.

Passwörter, Mehr-Faktor-Authentifizierung und Zugangskontrolle

Wer an Daten will, muss drei Hürden nehmen: Zutritt, Zugang und Zugriff. Der Artikel zeigt, wie eine Anmeldung mit Passwort technisch abläuft, was ein sicheres Passwort ausmacht (mit Rechnung zur Brute-Force-Dauer), wie Du Passwortregeln per Richtlinie durchsetzt und warum ein Passwort allein nicht mehr reicht. Danach geht es um Faktoren und Verfahren der Mehr-Faktor-Authentifizierung, Biometrie und Passkeys, die Anmeldung von Geräten am Netz (Pre-Shared Key, IEEE 802.1X mit RADIUS), den Schutz von Verwaltungsoberflächen und Identity- and Access-Management.

Authentifizierung und Autorisierung: Mehr-Faktor, Passwort-Reset, Single Sign-on und OAuth2

Bevor eine Anwendung Daten herausgibt, muss sie zwei Fragen klären: Wer bist Du (Authentifizierung)? Und was darfst Du (Autorisierung)? Der Artikel erklärt Authentifizierungsfaktoren und Mehr-Faktor-Anmeldung, Passkeys, ein sicheres „Passwort vergessen“, Single Sign-on mit seinen Vor- und Nachteilen sowie OAuth2 und OpenID Connect mit dem Ablauf des Authorization Code Flow. Zum Schluss geht es um Rollen und Rechte und um typische Denkfehler.