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Netzwerke

Definition:
Ein Netzwerk besteht in seiner einfachsten Form aus zwei Computern. Sie sind über ein Netzwerkkabel miteinander verbunden, und sind somit in der Lage ihre Resourcen gemeinsam zu nutzen (Daten, Speicher, Drucker, Scanner, Programme, Modem usw.).

Vorteile von Netzwerken:

• zentralisierte Unterstützung der Nutzer
• zentralisierte Administration
• Resource-Sharing
• File-Sharing

• Firmeninterne und weltweite Kommunikation
• Remote Login

Netzwerkkomponeneten:

• Computer (Host, Server, Clients)
• Netzwerkkarten
• Kabel
• gemeinsame Sprache, Protokoll (TCP/IP)
• Betriebsystem, Software
• Rechte, Sicherheitssystem
• Freigabe von Resourcen

Netzwerkarchitektur

Die Leistungsfähigkeit eines Netzwerkes ist von seinem Aufbau, der sog. Netzwerkarchitektur abhängig. Man unterscheidet vier Arten nach ihrer Ausdehnung:

GAN (Global Area Network)
> 1000 km Reichweite

WAN (Wide Area Network)
100 km - 1000 km Reichweite

MAN (Metropolitan Area Network)
10 km Reichweite

LAN (Local Area Network)
10 m - 1 km Reichweite

Topologie

Unter einer Netzwerk-Topologie versteht man die Anordnung oder räumliche Architektur des Netzwerkes. Sie bestimmt die einzusetzende Hardware, sowie die Zugriffsmethoden. Diese wiederum haben Einfluss auf die Übertragungsgeschwindigkeit und den Datendurchsatz. Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten Rechner zu einem Netzwerk zu verbinden. Die Bus-Topologie, die Stern-Topologie und die Ring-Topologie.

Bus-Topologie

Abb. Bus-Topologie

Vorteile:

• Geringer Verkabelungsaufwand
• Einfache Installation
• Geringe Kosten

Nachteile:

• Begrenzte max. Leitungslänge
• Schwierige Fehlersuche bei Netzausfall
• Hoher Netzwerkverkehr, dadurch häufige Daten-Kollisionen
• Netzwerk wird lahmgelegt, sobald ein Computer ausfällt

Stern-Topologie

Abb. Stern-Topologie

Vorteile:

• Vermeidung von Datenkollision durch den Einsatz von Hub / Switsch
• Einfache Erweiterung des Netzes
• Gute Sicherungsmöglichkeiten gegen unerlaubten Zugriff

Nachteile:

• Aufwendige und teure Verkabelung (ein Leitungspaar zu jedem Computer)
• Begrenzte Leitungslänge vom Computer zum Hub

Ring-Topologie

Abb. Ring-Topologie

Vorteile:

• Hohe Ausfallsicherheit durch den Einsatz eines Doppelrings
• Keine Beschränkung der Gesamtlänge des Netzes
• Jeder Computer wirkt als Verstärker der Daten

Nachteile:

• Hoher Verkabelungsaufwand, da zu jedem Computer eine Doppelleitung geführt wird
• Hoher Kostenfaktor
• Netz muss für Erweiterung unterbrochen werden

Technische Angaben

Ringtyp	Ringlänge
Thin-Ethernet	555 m
Token Ring	ca. 600 m
Thick-Ethernet	2,6 km
FDDI	100 km

Übertragungsart	Übertragungsraten (Downstream)
ADSL	8 Mbit/s
ADSL2	25 Mbit/s
VDSL	12,9 bis 51,8 Mbit/s
ISDN B-Kanal	64 kbit/s
Ethernet	10 Mbit/s
Fast Ethernet	100 Mbit/s
Gigabit Ethernet	1 Gbit/s
Token Ring	16 Mbit/s
FDDI	100 Mbit/s
ATM	100 Mbit/s bis 10 Gbit/s

Kommunikationsstandards

Netzwerke sind offene Systeme mit unterschiedlicher Hardware. Daraus resultiert die Notwendigkeit eines Kommunikationsstandards wie dem ISO Referenzmodel. Der inernationale Standart der ISO wird als OSI 7-Schichten Modell bezeichent. Das OSI Modell ist rein theoretisch und kennzeichnet die Übertragungsregeln der Datenkommunikation.

Das ISO-OSI Schichtenmodel:

Schicht	ISO Bezeichnung	Erklärung
1	Physikalische Schicht	Physikalische Steuerung
2	Leitungs- und Sicherungsschicht	CSMA/CD
3	Netzwerkschicht	IP / Telefonwahl
4	Transportschicht	TCP
5	Kommunikationsschicht	Kommunikation festlegen
6	Darstellungsschicht	Zeichensatzanpassung
7	Anwendungsschicht	Anwendungsprogramm

Das TCP/IP

Der langwierige Prozess bis zur Entstehung der ISO-OSI-Norm hat dazu geführt, das sich das TCP/IP als Kommunikationsstruktur in der Zwischenzeit durchgesetzt hat.

Begriffe:

Client
Eine Hard- oder Softwarekomponente, die Dienste von einem Server in Anspruch nehmen kann. Z.B ein Computer, der Dienste anderer Rechner nutzt, aber selbst keine zur Verfügung stellt. Bei Software sind dies all diejenigen mit Netzwerkfunktionalität z.B Email, FTP und News-Programme.

Gateway
Ist die Bezeichnung für eine Schnittstelle (Kommunikations- Server) zwischen zwei grundsätzlich voneinander unterschiedlichen Netzwerksystemen. Die Netzwerke müssen werder im Protokoll noch in der Adressierung innerhalb des Netzwerkes übereinstimmen. Beim Übergang eines Online-Dienstes in das Internet ist ein Gateway notwendig.

Ethernet
Stellt einen Standart zum Aufbau von lokalen Netzwerken (LAN)dar mit dezentraler Steuerung. Neben Koaxialkabeln (Thin-Ethernet / 10Base2) werden vor allem Twisted-Pair-Leitungen sowie Glasfaserkanel verwendet.

File-Sharing
Alle Daten werden auf einem Server abgelegt und somit zentral verwaltet. Es können auch Programme zentral auf einem Server abgelegt sein, die dann gemeinsam genutzt werden. Datensicherheit kann durch Vergabe von Zugriffsrechten erhöht werden.

Hub
Ist ein Gerät in der Netzwerktechnik, welches Segmente des Netzwerkes miteinander verbindet ähnlich einem Router oder einem Switch. Ein Hub übermittelt ankommende Datenpakete an allePorts des Netzwerkes.

Host
Host-Rechner verfügen über große Rechen- und Speicherkapazität, welche sie anderen Rechnern im Netzwerk zur Verfügung stellen. Es sind zentrale Dienstleistungsrechner zur Unterstützung von direkt angeschlossenen Datenstationen.

Remote Login
Remote bedeutet, dass etwas verngesteuert werden kann. Man kann sich (z.B. zur Administration eines Netzes) von einem beliebigen Rechner aus einloggen und auf einem fremden Rechner arbeiten.

Resource-Sharing
Peripherie-Geräte, wie Drucker, Plotter o.ä. werden gemeinsam genutzt.

Router
Ein Router ist ein Verknüpfungsgerät zur Kopplung von Netzen. Router regeln den Datenpaketverkehr zwischen Subnetzen. Sie bestimmen dabei den optimalen Weg für ein Paket durch das Netzwerk zur Zieladresse. Routing-Tabellen beinhalten Daten über die gesamte Struktur des Netzwerkes und helfen dem Router bei der Orientierung und der Auswahl der Wege.

Server
Ein Server ist entweder ein spezieller Computer, der in einem Netzwerk anderen Teilnehmern Dienste zur Verfügung stellt, oder ein Programm auf einem Servercomputer, der Dienste bereitstellt.

Switch
Im Gegensatz zum Hub übermittelt ein Switch die Datenpakete nur genau an den Port über den er die Zieladresse erreicht. Je nach Last werden die Daten anders geroutet um eine effiziente Auslastung des Netzes zu erhalten.

Erstellt am 22. April 2008