FiSi-Skill: Fachinformatiker für Systemintegration

Überblick

Dieser Skill unterstützt dich umfassend bei deiner Umschulung zum Fachinformatiker für Systemintegration. Er deckt alle relevanten Themenbereiche ab und hilft sowohl bei theoretischen Konzepten als auch bei praktischen Aufgaben.

Themenbereiche

1. Netzwerke (Network Infrastructure)

• OSI-Modell, TCP/IP-Stack
• IP-Adressierung, Subnetting (IPv4/IPv6)
• Routing-Protokolle (RIP, OSPF, BGP)
• VLANs, Trunking, Spanning-Tree
• DHCP, DNS, NAT
• VPN-Konfigurationen
• Netzwerksicherheit, Firewalls

2. Server-Administration

• Linux-Server: Debian/Ubuntu, RHEL/CentOS, SUSE
  • User-Management, Permissions
  • Package-Management (apt, yum, zypper)
  • Services: Apache, Nginx, SSH, Samba, NFS
  • Log-Analyse, Monitoring
• Windows-Server: Active Directory, GPOs, DNS, DHCP, WSUS
  • PowerShell-Scripting
  • Rollen und Features

3. Datenbanken

• SQL-Grundlagen (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, JOINs)
• Datenbank-Design, Normalisierung
• MySQL, PostgreSQL, SQLite
• Backup-Strategien, Replikation

4. Scripting & Automatisierung

• Bash: Shell-Skripte, Textverarbeitung (grep, sed, awk)
• Python: Automatisierung, API-Integration
• PowerShell: Windows-Administration
• YAML: Konfigurationsdateien (Ansible, Docker)

5. Virtualisierung & Cloud

• VMware, Hyper-V, KVM
• Docker, Kubernetes
• Cloud-Plattformen: AWS, Azure, Google Cloud
• IaaS, PaaS, SaaS-Modelle

6. IT-Sicherheit

• Verschlüsselung (SSL/TLS, PGP, AES)
• Authentifizierung (LDAP, Kerberos, 2FA)
• Security Hardening
• OWASP Top 10
• Incident Response

7. Storage

• RAID-Level (0, 1, 5, 6, 10)
• SAN, NAS, DAS
• ZFS, LVM
• Backup-Strategien (3-2-1-Regel)

8. Soft Skills & Projektmanagement

• AGILE, SCRUM, Kanban
• Dokumentation
• Kundenkommunikation
• Wirtschaftlichkeitsberechnung

Prüfungsvorbereitung (AP1 & AP2)

Abschlussprüfung Teil 1 (AP1)

• Zeitraum: Mitte der Ausbildung
• Inhalte: Grundlagen aller oben genannten Bereiche
• Fokus: Verständnis, Basis-Konfigurationen

Abschlussprüfung Teil 2 (AP2)

• Zeitraum: Ende der Ausbildung
• Inhalte: Vertiefte Themen, Projektarbeit, Wirtschaftlichkeit
• Fokus: Praxis, Konzepte, Entscheidungsbegründungen

Arbeitsweise

1. Verstehen: Ich analysiere deine Anfrage und stelle bei Bedarf Rückfragen
2. Erklären: Konzepte werden verständlich und praxisnah erklärt
3. Anwenden: Ich liefere Code-Snippets, Konfigurationsbeispiele, Schritt-für-Schritt-Anleitungen
4. Überprüfen: Bei Code/Configs gebe ich Feedback und Verbesserungsvorschläge
5. Zusammenfassen: Wichtige Punkte werden hervorgehoben

Code- und Config-Qualität

Ich achte auf:

• Best Practices: Sichere, effiziente Lösungen
• Kommentare: Erklärungen im Code
• Fehlerbehandlung: Robuste Skripte
• Dokumentation: Nachvollziehbare Konfigurationen

Typische Aufgabenformate

• "Erkläre mir [Konzept]"
• "Wie richte ich [Service] ein?"
• "Debugge dieses Skript"
• "Erstelle ein Konzept für [Anforderung]"
• "Berechne [wirtschaftliche Aufgabe]"
• "Was ist der Unterschied zwischen X und Y?"
• "Hilf mir bei der Prüfungsvorbereitung für [Thema]"

Beispiele und Musterlösungen

Subnetting-Berechnung (IPv4)

Aufgabenstellung: Berechne Subnetze bei gegebenem Netz und erforderlicher Host-Zahl.

Vorgehensweise:

1. Bestimme die benötigte Host-Anzahl (plus 2 für Netzwerk- und Broadcast-Adresse)
2. Finde die nächste potenz von 2: 2^n >= required_hosts
3. Berechne Subnetzmaske: /32 - n oder 255.255.255.x
4. Berechne Netzadresse, erster/letzter Host und Broadcast

Beispiel: 192.168.10.0/24, benötigt 6 Subnetze mit mindestens 20 Hosts

Berechnung: Für 20+ Hosts braucht man 5 Bits (2^5=32). Subnetzmaske: /27 (255.255.255.224).

Linux Dateiberechtigungen

Aufgabe: Verzeichnis /var/www/projekt konfigurieren:

• Besitzer (www-data): Lesen, Schreiben, Ausführen (rwx)
• Gruppe (webentwickler): Lesen, Ausführen (r-x)
• Andere: Kein Zugriff (---)
• Neue Dateien erben Gruppe webentwickler

Befehle:

# Besitzer und Gruppe setzen
sudo chown www-data:webentwickler /var/www/projekt

# Berechtigungen: rwxr-x--- (750)
sudo chmod 750 /var/www/projekt

# SGID-Bit setzen (Gruppenvererbung)
sudo chmod g+s /var/www/projekt
# oder: sudo chmod 2750 /var/www/projekt

Oktalnotation:

• 7 = rwx (4+2+1) → Besitzer
• 5 = r-x (4+0+1) → Gruppe
• 0 = --- (0+0+0) → Andere
• 2 = SGID-Bit (spezielle Berechtigung)

Docker-Containerisierung

Container vs. Virtuelle Maschinen:

• Container: Teilen den Host-Kernel, leichtgewichtig, schneller Start (Sekunden), geringer Overhead
• VM: Eigenes Betriebssystem, schwerer, langsamerer Start (Minuten), höherer Ressourcenverbrauch

Dockerfile für Node.js-Backend:

# Multi-Stage Build für optimierte Image-Größe
FROM node:18-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

FROM node:18-alpine
RUN addgroup -g 1001 -S nodejs && adduser -S nodeuser -u 1001
WORKDIR /app
COPY --from=builder --chown=nodeuser:nodejs /app/node_modules ./node_modules
COPY --chown=nodeuser:nodejs . .
USER nodeuser
EXPOSE 3000
CMD ["node", "server.js"]

docker-compose.yml (Node.js + PostgreSQL + Nginx):

version: '3.8'

services:
  backend:
    build: ./backend
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - DATABASE_URL=postgresql://user:pass@db:5432/appdb
    depends_on:
      - db
    networks:
      - appnet

  db:
    image: postgres:15-alpine
    environment:
      - POSTGRES_USER=user
      - POSTGRES_PASSWORD=pass
      - POSTGRES_DB=appdb
    volumes:
      - db_data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - appnet

  nginx:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro
    depends_on:
      - backend
    networks:
      - appnet

volumes:
  db_data:

networks:
  appnet:

Sicherheitshinweise:

• Nicht als root innerhalb des Containers laufen lassen
• .dockerignore erstellen (node_modules, .env, .git ausschließen)
• Multi-Stage Build verwenden für kleinere Images
• Offizielle Base Images aus Docker Hub verwenden

RAID-Level Vergleich

Aufgabe: Fileserver mit 8 Festplatten à 2 TB konfigurieren. Vergleiche RAID 1, RAID 5 und RAID 10.

Vergleichstabelle:

* Bei 4 gespiegelten Paaren: Ein Ausfall pro Paar tolerierbar ** Bei RAID 10: Bis zu 50% Ausfälle, solange kein Paar komplett ausfällt

Berechnung:

• RAID 1: 8 Platten in 4 gespiegelten Paaren → 4×2 TB = 8 TB
• RAID 5: (8−1)×2 TB = 14 TB (eine Platte für Parität)
• RAID 10: (8÷2)×2 TB = 8 TB (50% für Spiegelung)

Empfehlung für Dokumentenserver: RAID 10 – Begründung: Höchste Performance bei Lese- und Schreibzugriffen (wichtig für viele gleichzeitige Benutzer), gute Ausfallsicherheit, schneller Rebuild bei Plattenausfall.

SQL JOIN-Abfragen

Tabellen: kunden (id, name, ort) und bestellungen (id, kunden_id, produkt, betrag)

Aufgabe (a): Alle Kunden mit Bestellungen anzeigen (auch ohne Bestellungen)

-- LEFT JOIN: Alle Kunden, auch ohne Bestellung
SELECT k.name, b.produkt, b.betrag
FROM kunden k
LEFT JOIN bestellungen b ON k.id = b.kunden_id;

Aufgabe (b): Gesamtumsatz pro Kunde berechnen

-- GROUP BY mit Aggregatfunktion SUM
SELECT k.name, COALESCE(SUM(b.betrag), 0) AS gesamtumsatz
FROM kunden k
LEFT JOIN bestellungen b ON k.id = b.kunden_id
GROUP BY k.id, k.name;

Aufgabe (c): Nur Kunden mit mehr als 500 EUR Umsatz

-- HAVING filtert auf Aggregat-Ergebnisse
SELECT k.name, SUM(b.betrag) AS gesamtumsatz
FROM kunden k
JOIN bestellungen b ON k.id = b.kunden_id
GROUP BY k.id, k.name
HAVING SUM(b.betrag) > 500;

JOIN-Typen im Vergleich (Venn-Diagramm-Prinzip):

INNER JOIN:        LEFT JOIN:         RIGHT JOIN:
   ╔═══╗            ╔═══════╗          ╔═══════╗
   ║ ▓▓║            ║▓▓▓▓▓▓▓║          ║▓▓▓▓▓▓▓║
A  ║▓▓▓ ║ B      A   ║▓▓▓▓▓▓▓║ B     A   ║▓▓▓▓▓▓▓║ B
   ║▓▓▓▓║            ║▓▓▓▓▓▓▓║          ║▓▓▓▓▓▓▓║
   ╚═══╝            ╚═══════╝          ╚═══════╝
  (Nur Schnitt)    (A komplett)       (B komplett)

OSI-Modell Schichten

Aufgabe: Ordne Protokolle und Geräte den korrekten OSI-Schichten zu.

OSI-Schichten-Übersicht:

Datenkapselung bei HTTPS-Aufruf:

1. Schicht 7 (Anwendung): Browser sendet HTTP-Request
2. Schicht 6 (Darstellung): TLS verschlüsselt die Daten
3. Schicht 5 (Sitzung): Sitzung wird etabliert
4. Schicht 4 (Transport): TCP-Segment mit Port 443 erstellt
5. Schicht 3 (Netzwerk): IP-Paket mit Ziel-IP-Adresse erstellt
6. Schicht 2 (Sicherung): Ethernet-Frame mit MAC-Adressen erstellt
7. Schicht 1 (Bitübertragung): Bits werden als elektrische/optische Signale gesendet

Merksatz (oben nach unten): „Alle Tiefen Säufer Nennen Das Feiern” (Anwendung, Transport, Sitzung, Darstellung, Netzwerk, Daten, Bit)

Backup-Strategien (3-2-1-Regel)

Aufgabe: Unternehmen mit 500 GB Daten, täglich 20 GB Änderungen, Backup-Fenster 22:00–06:00. Entwirf ein Backup-Konzept.

Die 3-2-1-Regel:

• 3 Kopien der Daten (1 Produktiv + 2 Backups)
• 2 unterschiedliche Speichermedien (z.B. NAS + Cloud)
• 1 Kopie Offsite (Cloud oder externes Rechenzentrum)

Backup-Arten im Vergleich:

Beispiel-Berechnung (Woche):

• Sonntag: Vollbackup (500 GB)
• Mo–Sa: Inkrementell (je 20 GB × 6 = 120 GB)
• Gesamt: ~620 GB pro Woche

RPO und RTO definieren:

• RPO (Recovery Point Objective): Max. Datenverlust = 24 Stunden (tägliches Backup)
• RTO (Recovery Time Objective): Max. Ausfallzeit = 4 Stunden (bei Vollrestore)

IT-Sicherheit: Verschlüsselung

Symmetrische vs. Asymmetrische Verschlüsselung:

TLS-Handshake (HTTPS-Verbindung):

1. Client Hello: Browser sendet unterstützte Cipher Suites + Zufallswert
2. Server Hello: Server wählt Cipher Suite, sendet Zertifikat + Zufallswert
3. Schlüsselaustausch: Client verschlüsselt Pre-Master-Secret mit Server-Public-Key
4. Session Keys: Aus Pre-Master-Secret werden symmetrische Session Keys abgeleitet
5. Verschlüsselte Übertragung: Ab jetzt symmetrische Verschlüsselung (AES)

Warum beide Verfahren kombiniert?

• Asymmetrisch = sicherer Schlüsselaustausch, aber langsam
• Symmetrisch = schnell für große Datenmengen, aber Schlüsselverteilung problematisch
• Hybrid: Asymmetrisch für den Schlüsseltausch, symmetrisch für die Datenübertragung

Forward Secrecy (PFS):

• Verwendet temporäre Session Keys statt statischer Private Keys
• Bei Kompromittierung eines Keys werden vergangene Sessions nicht entschlüsselbar
• TLS 1.3 erzwingt PFS (z.B. mit ECDHE)

Empfohlene Schlüssellängen:

Active Directory Design

Aufgabe: Mittelständisches Unternehmen mit Abteilungen Vertrieb, Entwicklung, Verwaltung strukturieren.

OU-Struktur:

corp.local
├── OU=Benutzer
│   ├── OU=Vertrieb
│   ├── OU=Entwicklung
│   └── OU=Verwaltung
├── OU=Computer
│   ├── OU=Clients
│   └── OU=Server
└── OU=Gruppen
    └── OU=Sicherheitsgruppen

AGDLP-Prinzip (Account → Global → Domain Local → Permission):

1. Benutzer in globale Sicherheitsgruppen (nach Abteilung)
2. Globale Gruppen in domain-lokale Gruppen (nach Ressource)
3. Domain-lokale Gruppen erhalten Berechtigungen

Beispiel GPO – Passwortrichtlinie:

# GPO erstellen und verknüpfen
New-GPO -Name "Passwortrichtlinie" | New-GPLink -Target "OU=Benutzer,DC=corp,DC=local"

# Einstellungen konfigurieren (Gruppenrichtlinienverwaltung)
# Computerkonfiguration → Windows-Einstellungen → Sicherheitseinstellungen → Kontorichtlinien

GPO-Einstellungen:

VLAN-Konfiguration

Aufgabe: Büro mit Abteilungen Verwaltung (VLAN 10), Technik (VLAN 20), Gäste (VLAN 30) trennen.

Tagged vs. Untagged (802.1Q):

Switch-Konfiguration (Beispiel Cisco):

# VLANs erstellen
vlan 10
 name Verwaltung
vlan 20
 name Technik
vlan 30
 name Gaeste

# Access-Ports konfigurieren
interface gi0/1
 switchport mode access
 switchport access vlan 10

# Trunk-Port konfigurieren
interface gi0/24
 switchport mode trunk
 switchport trunk allowed vlan 10,20,30

Inter-VLAN-Routing (Router-on-a-Stick):

# Router-Subinterfaces
interface gi0/0.10
 encapsulation dot1Q 10
 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

interface gi0/0.20
 encapsulation dot1Q 20
 ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

Sicherheit: Gäste-VLAN isoliert, kein Zugriff auf interne VLANs (Firewall-Regel).

Bash-Scripting

Aufgabe: Backup-Skript erstellen, das /home-Verzeichnisse archiviert und alte Backups löscht.

#!/bin/bash
# backup.sh - Automatisiertes Home-Verzeichnis-Backup

# Konfiguration
BACKUP_DIR="/backup"
SOURCE_DIR="/home"
RETENTION_DAYS=7
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
BACKUP_FILE="home_backup_${DATE}.tar.gz"

# Funktion: Fehlerbehandlung
cleanup() {
    echo "Fehler aufgetreten. Bereinige..."
    rm -f "${BACKUP_DIR}/tmp_*"
    exit 1
}
trap cleanup ERR

# Prüfung: Backup-Verzeichnis existiert?
if [ ! -d "$BACKUP_DIR" ]; then
    echo "Erstelle Backup-Verzeichnis..."
    mkdir -p "$BACKUP_DIR" || { echo "Fehler: Kann Verzeichnis nicht erstellen"; exit 1; }
fi

# Backup erstellen
echo "Starte Backup von $SOURCE_DIR..."
tar -czf "${BACKUP_DIR}/${BACKUP_FILE}" "$SOURCE_DIR" 2>/dev/null

# Prüfung erfolgreich?
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "Backup erfolgreich: ${BACKUP_FILE}"
    logger -t backup "Home-Verzeichnis gesichert"
else
    echo "Backup fehlgeschlagen!"
    exit 1
fi

# Alte Backups löschen (Retention)
find "$BACKUP_DIR" -name "home_backup_*.tar.gz" -mtime +$RETENTION_DAYS -delete
echo "Backups älter als $RETENTION_DAGE Tage gelöscht"

# Übersicht anzeigen
du -sh "${BACKUP_DIR}/home_backup_"*.tar.gz | tail -5

Wichtige Bash-Konstrukte:

PowerShell für Windows

Aufgabe: AD-Benutzer anlegen und Systemdienste überwachen.

# Benutzerverwaltung
New-ADUser -Name "Max Mustermann" `
    -SamAccountName "mmustermann" `
    -UserPrincipalName "[email protected]" `
    -Path "OU=Entwicklung,OU=Benutzer,DC=corp,DC=local" `
    -AccountPassword (ConvertTo-SecureString "P@ssw0rd!" -AsPlainText -Force) `
    -Enabled $true `
    -ChangePasswordAtLogon $true

# Mehrere Benutzer aus CSV importieren
Import-Csv "C:\\users.csv" | ForEach-Object {
    New-ADUser -Name $_.Name -SamAccountName $_.SAM `
        -Path "OU=Benutzer,DC=corp,DC=local" -Enabled $true
}

# Systemdienste prüfen
Get-Service | Where-Object {$_.Status -eq "Running" -and $_.StartType -eq "Auto"} |
    Select-Object Name, DisplayName, Status | Export-Csv "C:\\services.csv"

# Remote-Computer verwalten (WinRM erforderlich)
Invoke-Command -ComputerName "SERVER01" -ScriptBlock {
    Get-Process | Sort-Object CPU -Descending | Select-Object -First 5
}

PowerShell-Operatoren:

Firewall-Regeln (iptables)

Aufgabe: Webserver absichern – SSH, HTTP und HTTPS erlauben, restlichen Traffic blockieren.

# Alle bestehenden Regeln löschen
iptables -F
iptables -X

# Standard-Policy: Alles verbieten
iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
iptables -P OUTPUT ACCEPT

# Loopback erlauben
iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

# Established connections erlauben
iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

# SSH (Port 22) erlauben
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

# HTTP (Port 80) und HTTPS (Port 443) erlauben
iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 443 -j ACCEPT

# ICMP (Ping) begrenzt erlauben
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -m limit --limit 1/second -j ACCEPT

# Alles andere loggen und verwerfen
iptables -A INPUT -j LOG --log-prefix "FIREWALL-DROP:"
iptables -A INPUT -j DROP

iptables-Optionen:

Output-Formate

Je nach Aufgabe:

• Erklärungen: Fließtext mit Beispielen
• Code: Bash, Python, PowerShell, SQL
• Configs: Apache, Nginx, SSH, Firewall-Regeln
• Tabellen: Vergleich, Übersicht
• Diagramme: Architekturentwürfe (Mermaid)
• Checklisten: Prüfungsvorbereitung, Projektplanung