WLAN-Planungen in der Schule

Plant man ein WLAN in der Schu­le, so hat man meh­re­re Mög­lich­kei­ten. Dabei set­ze ich ein­mal vor­aus, dass grund­sätz­li­che Funk­tio­nen, z.B. eine zen­tra­le War­tung (alle Acces­s­points zeit­ge­steu­ert deaktivieren/aktivieren, Gast­log­ins über z.B. Hot­spot­fä­hig­keit, mög­li­cher Auf­bau eines Mesh­net­zes – das ist übri­gens die Zukunft – usw.) umge­setzt wer­den. Außer­dem kal­ku­lie­re ich, dass irgend­wann zwi­schen 200–300 Gerä­te in die­sem Netz­werk gleich­zei­tig aktiv, d.h. nicht nur ange­mel­det sind.

Der Wunsch

Man lässt eine Fir­ma anrü­cken, die über ent­spre­chen­de Mess­tech­nik ver­fügt, um die gesam­te Schu­le aus­zu­leuch­ten. Auf die­se Wei­se ist rela­tiv schnell klar, wo wel­che Acces­s­points gesetzt wer­den müs­sen, um eine gute Abde­ckung zu errei­chen. Je nach Ergeb­nis des Mess­pro­to­kolls sind ggf. wei­te­re Instal­la­ti­ons­ar­bei­ten not­wen­dig. Nicht über­all lie­gen die erfor­der­li­chen Netz­werk­ka­bel und ggf. zusätz­li­che Strom­ver­sor­gun­gen. Ich bin übri­gens kein Freund von PoE-Lösun­gen, d.h. der Acces­s­point wird über das Netz­werk­ka­bel mit Strom ver­sorgt, da die dafür erfor­der­li­chen Swit­che nicht güns­tig sind und man sich eine mög­li­che Feh­ler­quel­le mehr auf das Netz­werk­ka­bel bringt. Ein schö­nes Nym-Kabel trans­por­tiert bis zu 3600 Watt und taugt dann auch für die Ver­sor­gung von Bea­mern, App­leTV oder sowas… Ein gute Fir­ma wird dann Busi­ness­ac­ces­s­points von Cis­co, Lan­com , Zyxel, Net­ge­ar usw. set­zen. Die Ein­stiegs­klas­se fängt bei sol­chen Gerä­ten um die 300–400 Euro je Gerät an – dafür neh­men sie aber auch wirk­lich 90–100 Cli­ents in ihre Funk­zel­le auf und hal­ten.

Je nach Grö­ße der Schu­le ist man recht flott bei 20–30.000 Euro – für ein gro­ßes Schul­zen­trum kön­nen es auch 50.000 Euro sein. Dafür hat man etwas Anstän­di­ges, um das man sich weder bei der Pla­nung noch bei der spä­te­ren War­tung groß­ar­tig küm­mern muss.Wenn man auf eine gute Doku­men­ta­ti­on ach­tet, kann man ggf. sogar die Fir­ma wech­seln, falls irgend­wann irgend­et­was nicht passt.

Die Rea­li­tät

  • Es gibt jen­seits grö­ße­rer Tech­no­lo­gie­zen­tren kaum Fir­men, die über ein ent­spre­chen­des Know-How ver­fü­gen, poten­ti­ell weit über 100 Gerä­te per WLAN zu ver­sor­gen. Sie ein­zu­flie­gen nützt nichts, da man immer noch Part­ner vor Ort für die War­tung braucht. Die Kos­ten für War­tungs­ver­trä­ge mit SLAs über­nimmt kaum ein Schul­trä­ger, weil das sei­ne finan­zi­el­le Mög­lich­kei­ten weit über­schrei­tet.
  • Ab 20.000 Euro Inves­ti­ti­ons­kos­ten – teil­wei­se deut­lich dar­un­ter – muss man schon sehr gut begrün­den, wenn man so etwas gebaut haben möch­te. Zwi­schen Antrag und Rea­li­sie­rung wer­den Jah­re mit Tech­no­lo­gie­sprün­gen lie­gen, die die vor­lie­gen­de Pla­nung bald über­ho­len.
  • Extern geplan­te Net­ze sind auf Zeit geplan­te Net­ze. Sie wer­den irgend­wann selbst von Tech­no­lo­gie­sprün­gen über­holt wer­den
  • Bei der Netz­werk­pla­nung sind oft meh­re­re Gewer­ke betei­ligt: Elek­tri­ker, Netz­werk­fir­men, Hard­ware­fir­men – oft passt hin­ter­her nix mehr zusam­men, kei­ner ist’s gewe­sen und Schuld hat immer der ande­re. Da es dann kei­ne Doku gibt, ver­ge­hen oft Stun­den, bis ein­fachs­te Pro­ble­me gelöst wer­den kön­nen – das fängt schon bei Pass­wör­tern für Kon­fi­gu­ra­ti­ons­ober­flä­chen an.
  • Als tech­nisch Ahnungs­lo­ser wird man die Zeit, die man sonst mit Bas­te­lei (und Lern­zu­wachs) ver­bracht hät­te, mit Tele­fo­nie­ren, Mah­nen, Hin­ter­her­lau­fen, Schimp­fen und Genervt­sein ver­brin­gen.

Unbe­ding­te Vor­aus­set­zung beim Auf­bau eines sol­chen Net­zes durch eine Fir­ma ist exter­ne Bera­tung. Die pro­jek­tiert ggf. auch kon­kre­te Pflich­ten­hef­te für die ein­zel­nen Gewer­ke und koor­di­niert wäh­rend der Bau­pha­se. Natür­lich sind da ent­spre­chen­de Stun­den­sät­ze zu kal­ku­lie­ren – aber das machen auch vie­le Haus­bau­er m.E. falsch: Der exter­ne Gut­ach­ter wird gespart, weil das Gut­ach­ten 3000–4000 Euro kos­tet. Bei einer ange­nom­me­nen Bau­sum­me von 200.000 Euro für ein EFH ist die­ser Betrag aber eher gering und spart unter Umstän­den durch Ver­mei­dung von Pla­nungs­feh­lern Nach­bes­se­run­gen, die schnell ein Viel­fa­ches der Kos­ten für einen Gut­ach­ter betra­gen.

Der Prag­ma­tis­mus

Der Prag­ma­tis­mus – vor allem der finan­zi­el­le – besteht dar­in, Din­ge selbst zu tun, die man selbst tun kann. Dazu gehö­ren nicht:

  • das Ver­le­gen von 230V-Lei­tun­gen und Set­zen von Steck­do­sen
  • das Durch­boh­ren von (Brandschutz-)Wänden zur Ver­le­gung von Netz­werk­ka­beln
  • die gemein­sa­me Ver­le­gun­gen von Netz­werk­ka­beln und 230V-Lei­tun­gen in einem Kanal (es gibt aber Kabel­ka­nä­le mit Trenn­steg)

Vie­le Haus­meis­ter sind aber gelern­te Elek­tri­ker und wis­sen über die VDE-Nor­men Bescheid. Sie dür­fen in der Regel nicht selbst aktiv wer­den, kön­nen aber Arbei­ten von Fir­men kon­trol­lie­ren. Din­ge, die man selbst tun kann, beschrän­ken sich also dar­auf, bereits vor­han­de­ne Instal­la­tio­nen zu nut­zen. Ab Netz­werk- oder Steck­do­se darf man mit einem fer­tig gekauf­ten Gerät han­tie­ren.

Kern mei­nes Han­tie­rens ist für mich zur­zeit die kos­ten­lo­se Rou­ter­dis­tri­bu­ti­on DD-WRT. Es han­delt sich um eine weit­ge­hend freie Firm­ware, also eine Art Betriebs­sys­tem für Rou­ter. Es wer­den unzäh­li­ge Model­le unter­stützt. Hier kann man schau­en, ob die vor­han­de­ne Hard­ware dazu­ge­hört. Das Schö­ne ist, dass DD-WRT auf jedem Rou­ter gleich aus­sieht – die Bedie­nung hängt also nicht mehr vom Typ des Rou­ters ab. Mit DD-WRT erhal­ten vie­le güns­ti­ge Rou­ter Funk­tio­nen, von denen wesent­lich teu­re­re Busi­ness-Acces­s­points träu­men – ich zäh­le hier mal die offen­sicht­lichs­ten auf:

  • an den Switch eines modi­fi­zier­ten Rou­ters kön­ne wei­ter Rou­ter ange­steckt wer­den (wei­te­rer WLAN-Aus­bau)
  • der Rou­ter kann als Acces­s­point, als Repea­ter oder als Bridge kon­fi­gu­riert wer­den – das ist gera­de in schlecht aus­ge­bau­ten Alt­bau­ten von ful­mi­nan­ter Bedeu­tung
  • Man kann eine Hot­spot­funk­tio­na­li­tät wie an Unis oder Hotels rea­li­sie­ren (der IServ bringt übri­ges fast alles dafür schon mit)
  • Vie­le Rou­ter kön­nen mit DD-WRT zeit­ge­steu­ert wer­den, d.h. das WLAN ist z.B. nachts oder an Wochen­en­den inak­tiv
  • usw.

DD-WRT ist sehr gut in Eng­lisch doku­men­tiert – auch deutsch­spra­chi­ge Foren gibt es. Für Linu­xer ist es auch kein Pro­blem, eine Zeit­steue­rung für das WLAN zu inte­grie­ren. DD-WRT bringt eine Kon­so­le mit, über die man via Script den WLAN-Chip ein und aus­schal­ten kann. Ich habe dafür einen Cron­job auf unse­rem IServ erstellt, der das per Key-Auth auf fast jedem Rou­ter bei uns in der Schu­le erle­digt. Oder man kann den WLAN-Schlüs­sel für die gesam­te Schu­le zen­tral per Kon­so­le set­zen… Ich hal­te bei­des für einen Sicher­heits­ge­winn.

Ich habe zur­zeit zwei Gerä­te­ty­pen mit DD-WRT hier im Schul­netz im Ein­satz: Den Link­sys WRT54GL als Para­de­ver­tre­ter von Sta­bi­li­tät und Robust­heit und den TP-Link TL-WR1043ND, den man mehr als „jun­gen Wil­den“ bezeich­nen kann. Bei­de wer­den von DD-WRT gut unter­stützt, beim TP-Link muss man die Zeit­steue­rung per Kon­so­le nach­rüs­ten, wäh­rend sie beim WRT54G über die Ober­flä­che ein­ge­stellt wer­den kann. Bei­de fun­ken nur m 2,4Ghz-Band – die nächs­ten Rou­ter bei mir wer­den auf jeden Fall dual­band­fä­hig sein, also auch 5Ghz unter­stüt­zen. Der TP-Link funkt auch im N-Modus und erreicht hier übli­che Über­tra­gungs­ge­schwin­dig­kei­ten von 65–107Mbit/s, wäh­rend der Link­sys auf maxi­mal 54Mbit/s kommt (G-Stan­dard).

Kon­fi­gu­ra­ti­ons­tipps:

  1. Web­ober­flä­che nur per HTTPS zugäng­lich machen und auch die Sta­tus­sei­te von DD-WRT mit einem Pass­wort schüt­zen
  2. SSH-Zugriff nur über Key-Auth
  3. Alle Rou­ter einer Schu­le soll­ten unter einer ein­heit­lich SSID sen­den – dann klappt sogar „Han­do­ver“, bzw. man merkt nicht, dass man kurz­zei­tig beim AP-Wech­sel kei­ne IP hat. Ich kann fast durch das gan­ze Schul­ge­bäu­de lau­fen ohne die WLAN-Ver­bin­dung zu ver­lie­ren. Zudem ver­mei­den man bei uner­fah­re­nen Nut­zern, dass sie meh­re­re Netz­wer­ke ein­rich­ten müs­sen. Ist ein AP über­las­tet, sucht sich das Gerät zudem in der Regel einen ande­ren – wesent­lich(!) weni­ger Fra­gen von Benut­zern…
  4. N-Rou­ter soll­ten nur die AES-Ver­schlüs­se­lung zulas­sen, da TKIP nur für WLAN-G spe­zi­fi­ziert ist und man so nicht die N-typi­schen hohen Daten­ra­ten erhält
  5. Die Rou­ter soll­ten ihre exter­ne IP nach Mög­lich­keit per DHCP bekom­men, weil ich so zen­tral am DHCP-Ser­ver bestim­men kann, wer wel­che IP erhält
  6. Ein extrem wich­ti­ger Hel­fer beim Set­zen der Acces­s­points ist ein Han­dy mit einem WLAN-Ana­ly­zer. Den gibt es für alle gän­gi­gen Mobil­platt­for­men.

Ande­res The­ma: Ist das mei­ne Auf­ga­be?

Nein. Aber wenn ich möch­te, dass mobi­les Ler­nen mög­lich wird, kann ich ent­we­der:

  • dar­auf war­ten, dass sich die uner­müd­li­cher For­de­rer poli­tisch durch­set­zen, so dass der Schul­trä­ger zum Han­deln gezwun­gen wird. Lei­der sehe ich wenig Einig­keit dar­über, was denn der Stan­dard sein soll oder in wel­chem Bereich er sich bewegt.
  • heu­te etwas tun, um die bestehen­de Situa­ti­on kon­kret zu ver­bes­sern. Dazu bedarf es nichts außer der Bereit­schaft in die­sem tech­ni­schen Bereich zu ler­nen – das Wis­sen dazu ist im Netz.
  • bei­des kom­bi­nie­ren

Rea­li­tät ist, dass sich ein­zel­ne Leh­rer zur­zeit aus Not selbst etwas bas­teln, z.B. mit dem mit­ge­brach­ten Hot­spot. Das kann ich auch und habe es lang so gemacht. Es nützt dem Sys­tem Schu­le m.E. aber über­haupt nichts. Die Abhän­gig­kei­ten wer­den nur ande­re. Daten müs­sen irgend­wo lie­gen, um aus­ge­tauscht zu wer­den. Eine Schul­cloud fin­de ich sym­pa­thi­scher als Web2.0-Dienste oder im bes­te Fall ange­mie­te­ten Webspace.

 

Nukleophile Substitution vs. Eliminierung

Vie­le Ver­suchs­vor­schrif­ten für die elek­tro­phi­le Sub­sti­tu­ti­on gehen von Stof­fen aus, deren Hand­ha­bung im schu­li­schen Kon­text mitt­ler­wei­le sehr kri­tisch gese­hen, wenn nicht sogar gänz­lich unter­sagt ist. Durch Zufall bin ich im Netz auf ein Prak­ti­kums­skript gesto­ßen, wel­ches vie­le didak­ti­sche Poten­tia­le bie­tet ohne dabei mit über­aus schäd­li­chen Sub­stan­zen zu ope­rie­ren. Gleich­wohl gehört auch die­ser Ver­such nicht in Schü­ler­hand.  Der Ver­such klappt ganz her­vor­ra­gend.

90mL kon­zen­trier­te, rau­chen­de Salz­säu­re wer­den mit ca. 25mL ter­tiä­ren Butyl­al­ko­hol (2-Methyl-Pro­pan-2-ol) in einem 500mL Rund­kol­ben unter Rück­fluss mit einem elek­tri­schen Heiz­pils ca. 15 Minu­ten zu Sie­den erhitzt (Sie­destein­chen nicht ver­ges­sen). Die Appa­ra­tur soll­te nach unten hin so viel „Luft las­sen“, dass man den Heiz­pils jeder­zeit absen­ken und so das Inne­re des Kol­bens gemein­sam mit den SuS betrach­ten kann.

Die notwendige Apparatur

Die not­wen­di­ge Appa­ra­tur, Zeich­nung erstellt mit C-Design.


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