FI-SI Lernprogramm
AP1 & AP2 Vorbereitung
📋 Wichtige Tabellen für Fachinformatiker
Alle prüfungsrelevanten Tabellen auf einen Blick — zum Nachschlagen und Lernen
📡 OSI-Schichtenmodell Netzwerk
▼| Schicht | Name (DE) | Name (EN) | Protokolle / Einheiten | Geräte |
|---|---|---|---|---|
| 7 | Anwendung | Application | HTTP, FTP, SMTP, DNS, DHCP, SSH, Telnet | Gateway, Proxy |
| 6 | Darstellung | Presentation | SSL/TLS, JPEG, ASCII, MPEG | — |
| 5 | Sitzung | Session | NetBIOS, RPC, PPTP | — |
| 4 | Transport | Transport | TCP, UDP — Segmente | Gateway |
| 3 | Vermittlung | Network | IP, ICMP, ARP, IPsec — Pakete | Router, Layer-3-Switch |
| 2 | Sicherung | Data Link | Ethernet, PPP, VLAN — Frames | Switch, Bridge |
| 1 | Bitübertragung | Physical | Elektrische Signale — Bits | Hub, Repeater, Kabel |
💡 Merksatz: "Alle Pfarrer Saufen Tequila Nach Der Beichte" (von oben nach unten)
🌐 TCP/IP-Modell Netzwerk
▼| Schicht | Name | Protokolle | OSI-Entsprechung |
|---|---|---|---|
| 4 | Anwendung | HTTP, FTP, SMTP, DNS, SSH | OSI 5–7 |
| 3 | Transport | TCP, UDP | OSI 4 |
| 2 | Internet | IP, ICMP, ARP, IGMP | OSI 3 |
| 1 | Netzzugang | Ethernet, WLAN, PPP | OSI 1–2 |
🔌 Alle Ports – Komplette Übersicht Netzwerk
▼| Port | Protokoll | Dienst | Beschreibung | Kategorie |
|---|
💡 Well-Known Ports: 0–1023 (IANA reserviert, braucht Root/Admin)
💡 Registered Ports: 1024–49151 (registriert bei IANA)
💡 Dynamic/Private Ports: 49152–65535 (frei nutzbar, kurzlebige Verbindungen)
💡 Registered Ports: 1024–49151 (registriert bei IANA)
💡 Dynamic/Private Ports: 49152–65535 (frei nutzbar, kurzlebige Verbindungen)
🔢 IPv4 Subnetzmasken & CIDR Netzwerk
▼| CIDR | Subnetzmaske | Hosts | Wildcard |
|---|---|---|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 16.777.214 | 0.255.255.255 |
| /16 | 255.255.0.0 | 65.534 | 0.0.255.255 |
| /17 | 255.255.128.0 | 32.766 | 0.0.127.255 |
| /18 | 255.255.192.0 | 16.382 | 0.0.63.255 |
| /19 | 255.255.224.0 | 8.190 | 0.0.31.255 |
| /20 | 255.255.240.0 | 4.094 | 0.0.15.255 |
| /21 | 255.255.248.0 | 2.046 | 0.0.7.255 |
| /22 | 255.255.252.0 | 1.022 | 0.0.3.255 |
| /23 | 255.255.254.0 | 510 | 0.0.1.255 |
| /24 | 255.255.255.0 | 254 | 0.0.0.255 |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 | 0.0.0.127 |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 | 0.0.0.63 |
| /27 | 255.255.255.224 | 30 | 0.0.0.31 |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 | 0.0.0.15 |
| /29 | 255.255.255.248 | 6 | 0.0.0.7 |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 | 0.0.0.3 |
| /31 | 255.255.255.254 | 0 (P2P) | 0.0.0.1 |
| /32 | 255.255.255.255 | 1 (Host) | 0.0.0.0 |
💡 Formel: Hosts = 2(32−Prefix) − 2 (für Netz- und Broadcastadresse)
📍 IPv4-Adressklassen & private Bereiche Netzwerk
▼| Klasse | Bereich | Standard-Maske | Privater Bereich | Verwendung |
|---|---|---|---|---|
| A | 1.0.0.0 – 126.255.255.255 | /8 | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | Große Netze |
| B | 128.0.0.0 – 191.255.255.255 | /16 | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | Mittlere Netze |
| C | 192.0.0.0 – 223.255.255.255 | /24 | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | Kleine Netze |
| D | 224.0.0.0 – 239.255.255.255 | — | — | Multicast |
| E | 240.0.0.0 – 255.255.255.255 | — | — | Reserviert |
💡 127.0.0.0/8 = Loopback (localhost), 169.254.0.0/16 = APIPA (auto-konfiguriert)
🌐 IPv6 – Adressen, Präfixe & Besonderheiten Netzwerk
▼Aufbau einer IPv6-Adresse
| Eigenschaft | Beschreibung |
|---|---|
| Länge | 128 Bit (statt 32 Bit bei IPv4) |
| Notation | 8 Gruppen à 4 Hex-Zeichen, getrennt durch :Bsp: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 |
| Kurzschreibweise | Führende Nullen weglassen, aufeinanderfolgende Null-Gruppen durch :: ersetzen (nur 1× erlaubt)Bsp: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334 |
| Prefix-Notation | Wie CIDR bei IPv4, z. B. /64 = erste 64 Bit = Netzanteil |
| Standard-Prefix | /64 – obere 64 Bit = Netz-ID, untere 64 Bit = Interface-ID |
Wichtige Adresstypen & Präfixe
| Adresstyp / Präfix | Bereich | Beschreibung |
|---|---|---|
| Loopback | ::1/128 | Entspricht 127.0.0.1 bei IPv4 |
| Unspezifiziert | ::/128 | Entspricht 0.0.0.0 – „keine Adresse" |
| Link-Local Unicast | fe80::/10 | Auto-konfiguriert, nur im lokalen Netz gültig (wie APIPA bei IPv4) |
| Unique Local (ULA) | fc00::/7 (meist fd00::/8) | Private Adressen (wie 10.x / 172.x / 192.168.x bei IPv4) |
| Global Unicast (GUA) | 2000::/3 | Weltweit eindeutig & routbar – öffentliche Adressen |
| Multicast | ff00::/8 | Pakete an Gruppe von Empfängern (ersetzt Broadcast) |
| Anycast | (aus dem Unicast-Bereich) | Paket an den nächstgelegenen Knoten einer Gruppe |
| Solicited-Node Multicast | ff02::1:ff00:0/104 | Für Neighbor Discovery (NDP) – ersetzt ARP |
Wichtige Multicast-Adressen
| Adresse | Bedeutung |
|---|---|
ff02::1 | Alle Knoten im lokalen Netz |
ff02::2 | Alle Router im lokalen Netz |
ff02::fb | mDNS (Multicast DNS) |
ff02::1:2 | DHCPv6-Server |
IPv6 vs. IPv4 – Vergleich
| Merkmal | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Adresslänge | 32 Bit | 128 Bit |
| Anzahl Adressen | ~4,3 Milliarden | ~3,4 × 10³⁸ |
| Notation | Dezimal (192.168.1.1) | Hexadezimal (2001:db8::1) |
| Header-Größe | 20–60 Bytes (variabel) | 40 Bytes (fix) |
| ARP | Ja | Nein → NDP (Neighbor Discovery) |
| Broadcast | Ja | Nein → Multicast |
| NAT nötig | Oft ja (Adressknappheit) | Nein (genug öffentliche Adressen) |
| Auto-Konfiguration | DHCP / APIPA | SLAAC + optional DHCPv6 |
| IPsec | Optional | Integriert (empfohlen) |
| Fragmentierung | Durch Router möglich | Nur durch Sender (Path MTU Discovery) |
Übergangsmechanismen IPv4 → IPv6
| Mechanismus | Beschreibung |
|---|---|
| Dual-Stack | Gerät nutzt IPv4 und IPv6 gleichzeitig |
| Tunneling (6in4, 6to4) | IPv6-Pakete werden in IPv4-Paketen gekapselt |
| NAT64 / DNS64 | Übersetzung zwischen IPv6- und IPv4-Netzen |
| Teredo | IPv6-Tunnel durch IPv4-NAT hindurch (über UDP) |
💡 SLAAC = Stateless Address Autoconfiguration – Gerät generiert sich selbst eine Adresse aus Prefix (vom Router) + Interface-ID (z. B. aus MAC via EUI-64 oder zufällig via Privacy Extensions)
⚡ TCP vs. UDP Netzwerk
▼| Eigenschaft | TCP | UDP |
|---|---|---|
| Verbindung | Verbindungsorientiert (3-Way-Handshake) | Verbindungslos |
| Zuverlässigkeit | Ja (ACK, Retransmission) | Nein |
| Reihenfolge | Garantiert | Nicht garantiert |
| Geschwindigkeit | Langsamer (Overhead) | Schneller |
| Flusskontrolle | Ja | Nein |
| Header-Größe | 20 Bytes | 8 Bytes |
| Einsatz | HTTP, FTP, SMTP, SSH | DNS, DHCP, VoIP, Streaming |
📶 WLAN-Standards (IEEE 802.11) Netzwerk
▼| Standard | Wi-Fi | Frequenz | Max. Datenrate | Jahr |
|---|---|---|---|---|
| 802.11b | Wi-Fi 1 | 2,4 GHz | 11 Mbit/s | 1999 |
| 802.11a | Wi-Fi 2 | 5 GHz | 54 Mbit/s | 1999 |
| 802.11g | Wi-Fi 3 | 2,4 GHz | 54 Mbit/s | 2003 |
| 802.11n | Wi-Fi 4 | 2,4 / 5 GHz | 600 Mbit/s | 2009 |
| 802.11ac | Wi-Fi 5 | 5 GHz | 6,9 Gbit/s | 2013 |
| 802.11ax | Wi-Fi 6/6E | 2,4 / 5 / 6 GHz | 9,6 Gbit/s | 2020 |
| 802.11be | Wi-Fi 7 | 2,4 / 5 / 6 GHz | 46 Gbit/s | 2024 |
🔌 Ethernet-Kabelkategorien Netzwerk
▼| Kategorie | Max. Datenrate | Frequenz | Max. Länge | Schirmung |
|---|---|---|---|---|
| Cat 5 | 100 Mbit/s | 100 MHz | 100 m | UTP |
| Cat 5e | 1 Gbit/s | 100 MHz | 100 m | UTP |
| Cat 6 | 1 Gbit/s (10G bis 55m) | 250 MHz | 100 m | UTP / STP |
| Cat 6a | 10 Gbit/s | 500 MHz | 100 m | STP |
| Cat 7 | 10 Gbit/s | 600 MHz | 100 m | S/FTP |
| Cat 7a | 10 Gbit/s | 1000 MHz | 100 m | S/FTP |
| Cat 8 | 25–40 Gbit/s | 2000 MHz | 30 m | S/FTP |
💾 RAID-Level Übersicht Netzwerk
▼| RAID | Min. Platten | Technik | Kapazität | Ausfallsicher | Geschwindigkeit |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 2 | Striping | 100% | ❌ Nein | ⬆️ Sehr schnell |
| RAID 1 | 2 | Mirroring | 50% | ✅ 1 Platte | Lesen ⬆️ |
| RAID 5 | 3 | Striping + Parität | (n−1)/n | ✅ 1 Platte | ⬆️ Gut |
| RAID 6 | 4 | Striping + 2× Parität | (n−2)/n | ✅ 2 Platten | ⬆️ Gut |
| RAID 10 | 4 | Mirror + Stripe | 50% | ✅ 1 pro Spiegel | ⬆️⬆️ Sehr schnell |
📏 Speichereinheiten IT-Grundlagen
▼| Einheit | Abk. | Dezimal (SI) | Binär (IEC) |
|---|---|---|---|
| Bit | b | kleinste Einheit | 0 oder 1 |
| Byte | B | 8 Bit | 8 Bit |
| Kilobyte | KB | 1.000 B (10³) | 1.024 B (KiB) |
| Megabyte | MB | 1.000.000 B (10⁶) | 1.048.576 B (MiB) |
| Gigabyte | GB | 10⁹ B | 1.073.741.824 B (GiB) |
| Terabyte | TB | 10¹² B | 1.099.511.627.776 B (TiB) |
| Petabyte | PB | 10¹⁵ B | (PiB) |
💡 Datenraten werden in Bit/s angegeben. 100 Mbit/s = 12,5 MB/s
🔢 Zahlensysteme IT-Grundlagen
▼| Dezimal | Binär | Oktal | Hexadezimal |
|---|---|---|---|
| 0 | 0000 | 0 | 0 |
| 1 | 0001 | 1 | 1 |
| 2 | 0010 | 2 | 2 |
| 3 | 0011 | 3 | 3 |
| 4 | 0100 | 4 | 4 |
| 5 | 0101 | 5 | 5 |
| 6 | 0110 | 6 | 6 |
| 7 | 0111 | 7 | 7 |
| 8 | 1000 | 10 | 8 |
| 9 | 1001 | 11 | 9 |
| 10 | 1010 | 12 | A |
| 11 | 1011 | 13 | B |
| 12 | 1100 | 14 | C |
| 13 | 1101 | 15 | D |
| 14 | 1110 | 16 | E |
| 15 | 1111 | 17 | F |
| 255 | 11111111 | 377 | FF |
💡 Binär: Basis 2 | Oktal: Basis 8 | Dezimal: Basis 10 | Hexadezimal: Basis 16
📂 Dateisysteme im Vergleich IT-Grundlagen
▼| Dateisystem | OS | Max. Datei | Max. Volume | Besonderheiten |
|---|---|---|---|---|
| FAT32 | Alle | 4 GB | 2 TB | Universell kompatibel |
| exFAT | Alle | 16 EB | 128 PB | Gut für USB-Sticks |
| NTFS | Windows | 16 EB | 256 TB | Berechtigungen, Journaling, Kompression |
| ext4 | Linux | 16 TB | 1 EB | Journaling, Standard unter Linux |
| XFS | Linux | 8 EB | 8 EB | Hohe Performance, Server |
| Btrfs | Linux | 16 EB | 16 EB | Snapshots, RAID, Copy-on-Write |
| APFS | macOS | 8 EB | ? | Verschlüsselung, Snapshots |
🌍 HTTP-Statuscodes Programmierung
▼| Code | Status | Bedeutung |
|---|---|---|
| 200 | OK | Anfrage erfolgreich |
| 201 | Created | Ressource erstellt |
| 204 | No Content | Erfolgreich, kein Inhalt |
| 301 | Moved Permanently | Dauerhaft umgezogen |
| 302 | Found | Temporäre Umleitung |
| 304 | Not Modified | Nicht geändert (Cache) |
| 400 | Bad Request | Fehlerhafte Anfrage |
| 401 | Unauthorized | Authentifizierung erforderlich |
| 403 | Forbidden | Zugriff verboten |
| 404 | Not Found | Ressource nicht gefunden |
| 405 | Method Not Allowed | HTTP-Methode nicht erlaubt |
| 408 | Request Timeout | Zeitüberschreitung |
| 429 | Too Many Requests | Rate Limit erreicht |
| 500 | Internal Server Error | Serverfehler |
| 502 | Bad Gateway | Ungültige Antwort vom Backend |
| 503 | Service Unavailable | Dienst nicht verfügbar |
💡 1xx = Info | 2xx = Erfolg | 3xx = Umleitung | 4xx = Client-Fehler | 5xx = Server-Fehler
🗄️ SQL-Befehle Übersicht Programmierung
▼| Kategorie | Befehl | Beschreibung | Beispiel |
|---|---|---|---|
| DQL | SELECT | Daten abfragen | SELECT * FROM kunden; |
| DML | INSERT | Daten einfügen | INSERT INTO kunden VALUES (...); |
| DML | UPDATE | Daten ändern | UPDATE kunden SET name='X' WHERE id=1; |
| DML | DELETE | Daten löschen | DELETE FROM kunden WHERE id=1; |
| DDL | CREATE | Tabelle erstellen | CREATE TABLE kunden (...); |
| DDL | ALTER | Tabelle ändern | ALTER TABLE kunden ADD email VARCHAR; |
| DDL | DROP | Tabelle löschen | DROP TABLE kunden; |
| DCL | GRANT | Rechte vergeben | GRANT SELECT ON kunden TO user1; |
| DCL | REVOKE | Rechte entziehen | REVOKE SELECT ON kunden FROM user1; |
| TCL | COMMIT | Transaktion bestätigen | COMMIT; |
| TCL | ROLLBACK | Transaktion zurückrollen | ROLLBACK; |
💡 DQL = Query | DML = Manipulation | DDL = Definition | DCL = Control | TCL = Transaction
📐 Datenbank-Normalformen Programmierung
▼| Normalform | Anforderung | Erklärung |
|---|---|---|
| 1. NF | Atomare Werte | Jedes Feld enthält nur einen Wert (keine Listen, keine Gruppen) |
| 2. NF | 1. NF + volle funktionale Abhängigkeit | Alle Nicht-Schlüssel-Attribute hängen vom gesamten Primärschlüssel ab |
| 3. NF | 2. NF + keine transitive Abhängigkeit | Kein Nicht-Schlüssel-Attribut hängt von einem anderen Nicht-Schlüssel ab |
| BCNF | 3. NF + verschärft | Jede Determinante ist ein Kandidatschlüssel |
🔐 Verschlüsselungsverfahren IT-Sicherheit
▼| Typ | Verfahren | Schlüssellänge | Einsatz |
|---|---|---|---|
| Symmetrisch | AES | 128/192/256 Bit | Standard, VPN, WLAN |
| DES | 56 Bit | Veraltet | |
| 3DES | 168 Bit | Legacy-Systeme | |
| Asymmetrisch | RSA | 2048–4096 Bit | Schlüsselaustausch, Signaturen |
| Diffie-Hellman | variabel | Schlüsselaustausch | |
| ECC | 256–521 Bit | Mobilgeräte, IoT | |
| Hash | MD5 | 128 Bit | Veraltet (unsicher) |
| SHA-256 | 256 Bit | Signaturen, Zertifikate | |
| SHA-512 | 512 Bit | Hohe Sicherheit |
💡 Symmetrisch = 1 Schlüssel | Asymmetrisch = Public + Private Key | Hash = Einweg (kein Schlüssel)
⚠️ Angriffsarten & Bedrohungen IT-Sicherheit
▼| Angriffsart | Beschreibung | Schutzmaßnahme |
|---|---|---|
| Phishing | Gefälschte E-Mails/Webseiten | Mitarbeiterschulung, Spam-Filter |
| Ransomware | Verschlüsselt Daten, erpresst Lösegeld | Backups, Updates, Awareness |
| DoS / DDoS | Überlastung des Dienstes | Firewall, CDN, Rate Limiting |
| Man-in-the-Middle | Abfangen der Kommunikation | TLS/SSL, Zertifikate |
| SQL-Injection | Einschleusen von SQL-Befehlen | Prepared Statements, Validierung |
| XSS | Einschleusen von JavaScript | Input-Sanitizing, CSP |
| Brute Force | Passwörter durch Probieren knacken | Sperren nach Fehlversuchen, 2FA |
| Social Engineering | Manipulation von Menschen | Schulung, Awareness |
| Trojaner | Tarnung als nützliche Software | Virenscanner, sichere Downloads |
💰 Handelskalkulation (Schema) Wirtschaft
▼| Position | Berechnung |
|---|---|
| Listeneinkaufspreis (LEP) | Ausgangswert |
| − Lieferantenrabatt | |
| = Zieleinkaufspreis (ZEP) | |
| − Lieferantenskonto | |
| = Bareinkaufspreis (BEP) | |
| + Bezugskosten (Fracht, Versicherung) | |
| = Bezugspreis / Einstandspreis | |
| + Handlungskosten (z.B. 25%) | |
| = Selbstkosten | |
| + Gewinnzuschlag | |
| = Barverkaufspreis | |
| + Kundenskonto | |
| = Zielverkaufspreis | |
| + Kundenrabatt | |
| = Listenverkaufspreis (netto) | |
| + Umsatzsteuer (19%) | |
| = Listenverkaufspreis (brutto) |
💡 Skonto und Rabatt werden im "Hundert" berechnet: Barverkaufspreis = Zielverkaufspreis × 100 / (100 − Skonto%)
📜 Vertragsarten im Überblick Wirtschaft
▼| Vertragsart | § BGB | Gegenstand | Geschuldet | IT-Beispiel |
|---|---|---|---|---|
| Kaufvertrag | §433 | Ware/Sache | Übergabe & Übereignung | Hardware kaufen |
| Werkvertrag | §631 | Herstellung eines Werks | Erfolg (Ergebnis) | Software-Entwicklung |
| Dienstvertrag | §611 | Dienstleistung | Tätigkeit (kein Erfolg) | IT-Beratung, Support |
| Mietvertrag | §535 | Sache zur Nutzung | Gebrauchsüberlassung | Server-Hosting |
| Leasingvertrag | atypisch | Gebrauchsüberlassung | Nutzung gegen Raten | IT-Geräte leasen |
| Lizenzvertrag | atypisch | Nutzungsrecht | Rechteeinräumung | Software-Lizenzen |
| SLA | atypisch | Service Level | Verfügbarkeit, Reaktionszeit | IT-Service-Vertrag |
📋 Vorgehensmodelle im Vergleich Wirtschaft
▼| Modell | Typ | Phasen | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|---|---|
| Wasserfall | Sequenziell | Analyse → Design → Impl. → Test → Betrieb | Klare Struktur, Dokumentation | Unflexibel, spätes Feedback |
| V-Modell | Sequenziell | Wie Wasserfall + Testphasen je Stufe | Frühzeitige Testplanung | Starr, aufwändig |
| Spiralmodell | Iterativ | Wiederholende Zyklen mit Risikoanalyse | Risikominimierung | Komplex, teuer |
| Scrum | Agil | Sprints (1–4 Wochen) | Flexibel, schnelles Feedback | Braucht erfahrenes Team |
| Kanban | Agil | Kontinuierlicher Fluss | Einfach, visuell, WIP-Limits | Wenig Struktur |
| DevOps | Agil/Ops | CI/CD-Pipeline | Schnelle Releases | Hoher Automatisierungsbedarf |
🛡️ DSGVO — Wichtige Grundsätze Wirtschaft
▼| Grundsatz | Artikel | Bedeutung |
|---|---|---|
| Rechtmäßigkeit | Art. 5 (1a) | Verarbeitung nur mit Rechtsgrundlage |
| Zweckbindung | Art. 5 (1b) | Nur für festgelegte Zwecke |
| Datenminimierung | Art. 5 (1c) | Nur so viel wie nötig |
| Richtigkeit | Art. 5 (1d) | Daten müssen korrekt sein |
| Speicherbegrenzung | Art. 5 (1e) | Nicht länger als nötig speichern |
| Integrität & Vertraulichkeit | Art. 5 (1f) | Schutz vor unbefugtem Zugriff |
| Rechenschaftspflicht | Art. 5 (2) | Nachweis der Einhaltung |
💡 Betroffenenrechte: Auskunft (Art. 15), Berichtigung (Art. 16), Löschung (Art. 17), Datenübertragbarkeit (Art. 20)
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