Grundlagen der Netzwerktechnik

Ein Netzwerk ist die physikalische und logische Verbindung von Computersystemen. Ein einfaches Netzwerk besteht aus zwei Computersystemen. Sie sind über ein Kabel miteinander verbunden und somit in der Lage ihre Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Wie Daten, Speicher, Drucker, Faxgeräte, Scanner, Programme und Modems. Ein netzwerkfähiges Betriebssystem stellt den Benutzern auf der Anwendungsebene die Ressourcen zur Verfügung

1.1 Datenübertragung im Netzwerk

Die Datenübertragung kann grundsätzlich auf zwei Arten erfolgen. Entweder verbindungsorientiert oder verbindungslos.

Bei der verbindungsorientierten Datenübertragung wird vor dem Austausch der Daten erst eine logische Verbindung aufgebaut. Während der Übertragung bleibt die Verbindung zwischen den Kommunikationspartnern aufrechterhalten. Die logische Verbindung bleibt solange bestehen, bis sie durch einen Verbindungsabbau beendet wird.

Bei der verbindungslosen Kommunikation wird keine logische Verbindung und damit auch keine dauerhafte Verbindung aufgebaut. Die Daten werden in unabhängige und separate Einheiten geteilt. Die Übertragung jeder Einheit wird als abgeschlossener Vorgang behandelt. Je nach Technik wird die Einheit als Datenpaket, Frame oder Datagramm bezeichnet.

Peer-to-Peer Architektur

In einem Peer-to-Peer-Netzwerk ist jeder angeschlossene Computer zu den anderen gleichberechtigt. Jeder Computer stellt den anderen Computern seine Ressourcen zur Verfügung. Ein Peer-to-Peer-Netzwerk eignet sich für bis zu 10 Stationen. Bei mehr Stationen wird es schnell unübersichtlich. Diese Art von Netzwerk ist relativ schnell und kostengünstig aufgebaut. Die Teilnehmer sollten möglichst dicht beieinander stehen.

Einen Netzwerk-Verwalter gibt es nicht. Jeder Netzwerk-Teilnehmer ist für seinen Computer selber verantwortlich. Deshalb muss jeder Netzwerk-Teilnehmer selber bestimmen, welche Ressourcen er freigeben will. Auch die Datensicherung muss von jedem Netzwerk-Teilnehmer selber vorgenommen werden.

Client-Server Architektur

In einem serverbasierten Netzwerk werden die Daten auf einem zentralen Computer gespeichert und verwaltet. Man spricht von einem dedizierten Server, auf dem keine Anwendungsprogramme ausgeführt werden, sondern nur eine Server-Software und Dienste ausgeführt werden.

Diese Architektur unterscheidet zwischen der Anwender- bzw. Benutzerseite und der Anbieter- bzw. Dienstleisterseite. Der Anwender betreibt auf seinem Computer Anwendungsprogramme (Client), die die Ressourcen des Servers auf der Anbieterseite zugreifen. Hier werden die Ressourcen zentral verwaltet, aufgeteilt und zur Verfügung gestellt. Für den Zugriff auf den Server (Anfrage/Antwort) ist ein Protokoll verantwortlich, dass sich eine geregelte Abfolge der Kommunikation zwischen Client und Server kümmert. Die Client-Server-Architektur ist die Basis für viele Internet-Protokolle, wie HTTP für das World Wide Web oder SMTP/POP3 für E-Mail. Der Client stellt eine Anfrage. Der Server wertet die Anfrage aus und liefert eine Antwort bzw. die Daten zurück.

Netzwerke unterscheidet man häufig in ihrer räumlichen Ausdehnung. LAN (Local Area Network) bezeichnet in der Regel ein lokales Netzwerk, das mehrere Computer und Peripheriegeräte innerhalb eines Gebäudes umfasst. Allerdings kann ein LAN auch größere Ausmaße annehmen. So wird ein Netzwerk häufig auch dann als LAN bezeichnet, wenn es privat und nichtöffentlich betrieben wird. Dabei muss dieses Netzwerk nicht lokal beschränkt sein. Ein LAN ist auch nicht auf wenige Stationen beschränkt. Die Anzahl der Stationen kann auch mehrere hundert oder tausend betragen. Wenn es sich dabei zum Beispiel um das LAN eines großen Unternehmens handelt.

2.1 LAN: Einfaches lokales Netzwerk

Ein einfaches Netzwerk besteht aus mindestens zwei Computersystemen, die über eine Direktverbindung (Crossoverkabel) oder einem Kopplungselement (Hub oder Switch) verbunden sind. Bei mehr als zwei Computersystemen ist zwingend ein Kopplungselement notwendig. Das Kopplungselement sorgt für eine physikalische und logische Verbindung zwischen den Computersystemen

2.2 LAN: Lokales Netzwerk mit Internet-Zugang und Print-Server

Ein lokales Netzwerk mit Internet-Zugang besteht in der Regel aus einem Switch und einem Router. Der Switch dient auch hier als Kopplungselement. Der Internet-Zugang erfolgt über einen Router der auch am Switch angeschlossen ist. Über den Router bekommen alle Stationen im Netzwerk gleichzeitig Zugriff auf das Internet. In kleinen LANs befinden sich Switch und Router in einem Gerät. Ein zusätzlicher Print-Server ermöglicht die Anbindung eines Druckers, auf dem alle Stationen drucken und sich somit einen Drucker teilen können. Der Print-Server kann ein eigenständiges Gerät sein, oder im Drucker oder einem Komplett-Gerät aus Router, Switch und Print-Server integriert sein. Im Privat-Bereich und kleinen Büros sind solche Geräte üblich.

2.3 Wireless LAN: Lokales Funknetzwerk

Anstatt kabelbasierende Verbindungen kann auch der freie Raum per Funk als Übertragungsstrecke genutzt werden. Ein einfaches Wireless LAN ist ein lokales Netzwerk mit einem WLAN-Access-Point (WLAN-AP) als Basisstation und den Computersystemen, in denen WLAN-Adapter (Netzwerkkarten mit Antenne) eingebaut sind. Anstatt einer Kabelverbindung zwischen Computer und Switch wird ein oder mehrere WLAN-Access-Points aufgestellt, in deren Reichweite sich alle Computer befinden und über die der gesamte Netzwerkverkehr abgewickelt wird. Router und WLAN-Acess-Point gibt es auch als Komplett-Geräte, die man als WLAN-Router bezeichnet. Sie werden im Privat-Bereich und kleinen Büros eingesetzt.

2.4 Netzwerk Komponente in einem LAN

• Repeater / Hub
• Medienkonverter
• Bridge
• Switch
• Router
• Gateway
• Server
• Proxy
• Printserver

Technik Reichweite Bandbreite