Tutorials - Netzwerk-Basics
Folgende Fragen werden hier erklärt:
- Was ist ein Netzwerk?
- Wozu ein Netzwerk?
- LAN, WAN usw. Was ist das?
- Wie sieht ein Netzwerk aus?
- Was bedeutet "DHCP"?
- Was bedeutet "DNS"?
- Weitere Begriffe aus dem Netzwerkbereich
Was ist ein Netzwerk?
Bei einem Netzwerk handelt es sich um ein räumlich verteiltes
System von mindestens 2 Computern, Steuereinheiten und peripheren Geräten,
die durch Datenübertragungseinrichtungen und -wege verbunden sind.
Will heißen:
Ein Netzwerk ist nichts anderes, als zwei oder mehrere Rechner miteinander zu
verbinden, so daß diese miteinander kommunizieren können.
Wozu ein Netzwerk?
Der Großteil aller eingesetzten Computer wird als "stand alone" - oder Einzelplatzrechner genutzt. Jeder PC ist damit ein System aus Rechenleistung, Speicher- und Druckkapazität. Damit ist eine vollständige Datenverarbeitungslösung für den Anwender installiert. Wenn nun jedoch mehrere Arbeitsplätze zusammen kommen, ist es sinnvoll, diese aus Gründen des Datenaus- tausches miteinander zu verbinden. Vorteile:
- Es muß nicht mehr jeder Arbeitsplatz über einen Drucker verfügen, alle Rechner können bequem auf einem "Netzwerkdrucker" drucken.
- Die lästige und umständliche "Diskettenschieberei" entfällt, Dateien können von mehreren Benutzern über das Netz bearbeitet werden.
- Dateien können einfach gesichert werden, z.B. reicht ein PC mit einem Brenner aus, um alle Dateien im Netz zu sichern (Bei Firmen darf der "Brenner" dann auch größer sein:-))
- Ein Internetanschluß kann von allen PC's im Netzwerk verwendet werden.
- Gemeinsame Datenhaltung
- Gemeinsame Nutzung von Ressourcen ( Hard- und Software) und
- Verbesserte Möglichkeiten des Datenschutzes
zu jeder Zeit an den verschiedensten Stellen des Netzwerkes.
LAN, WAN, was ist das?
Da sind wir schon bei den Begrifflichkeiten die wohl jeder schon einmal gehört hat.
Ein LAN (Local Area Network) ist:
ein auf ein Gebäude oder bestimmtes Gebiet (Firmengelände) beschränktes Netzwerk.
Somit hätten wir mit einem kleinen "Hausnetzwerk" ein LAN.
Ein WAN (Wide Area Network)ist:
ein Fernbereichsnetzwerk und ist ein großes Netzwerk (Fernnetz), das öffentliche und/oder
Fernleitungen (z.B. Telefonleitungen, Glasfaserkabel, Satellitenverbindungen etc.) benutzt
und über Landes- und/oder Kontinentgrenzen ausgedehnt ist.
Wie sieht ein Netzwerk aus?
Es gibt verschiedene Arten, Rechner miteinander zu einem Netzwerk zu verbinden. Es wird in diesem Zusammenhang auch von "Netzwerktopologien" gesprochen. Hier will ich die gängigsten Topologien einmal aufzeigen:
Die Bus-Topologie:
Das Bussystem besteht aus einem durchgängigen Kabel. An die Enden des Kabels sind Widerstände aufgesteckt, um das Ende des Kabels zu signalisieren. Alle angeschlossenen Rechner sind über dieses Kabel verbunden. Bei Bruch des Kabels fällt allerdings das gesamte Netz aus.
Vorteile:
- billig, da geringe Gesamtkabellänge
Nachteile:
- jeder Defekt irgendwo auf dem Bus legt sofort das gesamte Netzwerk lahm
- die Fehlersuche erweist sich als sehr zeitraubend und damit teuer
- für größere Netze zu langsam
Die Stern-Topologie:
Das Sternsystem besteht aus mehreren Kabeln, die alle über einen Verteiler miteinander verbunden sind. Bei Bruch eines Kabels fällt nur eine Station aus, allerdings ist der Verkabelungsaufwand höher.
Vorteile:
- immer noch einigermaßen preiswert
- jeder Defekt irgendwo auf dem Bus legt nur den betroffenen Computer lahm
- ein Fehler ist schnell eingegrenzt und damit ist die Fehlersuche billig
- der flexible Aufbau ermöglicht leicht Änderungen
Nachteile:
- sollte der Verteiler ausfallen, wird sofort das gesamte Netzwerk lahmgelegt
- etwas teurer als die Bus-Topologie
Die Ring-Topologie:
Wie beim Bussystem sind alle Stationen über einen Strang verbunden, der zu einem Kreis geschlossen ist. Zu übertragende Daten werden von Station zu Station weitergereicht und jede Station testet, ob die Daten für sie bestimmt sind. Wenn nicht, werden die Daten an die nächste Station weitergereicht. Jede Station ist Signalverstärker in diesem Sytem.
Vorteile:
- leicht erweiterbare Struktur
- kein zentraler Knotenrechner erforderlich
- Die Anzahl der Rechner ist theoretisch unbegrenzt, da das Signal immer wieder verstärkt wird
Nachteile:
- bei Ausfall einer Station Totalausfall des Netzes
- je mehr Stationen im Netz hängen, desto länger dauert die Nachrichtenübermittlung
Was bedeutet "DHCP"
DHCP steht für "Dynamic Host Configuration Protocol". Mit Hilfe von DHCP lässt sich ein Netzwerk
zentral verwalten - zum Beispiel die Vergabe von IP-Adressen, Informationen über DNS-Server,Gateways etc.
Ein DHCP-Server verwaltet alle Informationen über ein Netzwerk. Bei Anfragen von Clients teilt er diesen
die gewünschte Information (IP-Adresse etc.) mit.
DHCP-Clients besitzen noch keine Information über das Netzwerk, dem sie angehören sollen. Daher senden sie
eine Broadcast in das Netzwerk und warten auf Antworten.
Jede Netzwerk-Komponente ist durch die MAC-Adresse (eine vom Hersteller eingespeicherte Kennung) eindeutig.
Durch diese Adresse kann der DHCP-Server differenzieren, um welche Netzwerkkarte (oder gar Rechner) es sich
handelt.
DHCP kann auf zwei verschiedene Arten konfiguriert werden:
- Dynamisch: Der DHCP-Server besitzt einen gewissen Pool an IP-Adressen, die mehr oder minder zufällig an die anfragenden Clients vergeben werden. Es kann jedenfalls nicht garantiert werden, daß ein Client immer dieselbe IP-Adresse hat. Viele Provider benutzen diese Methode.
- Statisch: Über die MAC-Adresse wird festgelegt, welche IP-Adresse eine Netzwerkkarte bekommen soll. Damit besitzt diese Netzwerkkarte immer dieselbe IP-Adresse.
Diese beiden Konfigurationen können natürlich auch gemischt werden, sodaß IP-Adressen prinzipiell zwar dynamisch vergeben werden, einige Clients aber immer dieselbe IP-Adresse bekommen.
Was bedeutet "DNS"
DNS (Domain Name System) umfaßt die Übersetzungsfunktion zwischen alphabetischen Domainnamen (z.B. www.google.de) auf numerische IP-Adressen (81.3.4.67), das IP (Internet Protokoll) genannt wird. Diese Funktionsweise des DNS entspricht in etwa einem Telefonbuch für Host- und Domain-Namen (www, FTP, eMail usw.). Bevor man eine Internetseite zu sehen bekommt, wird erst eine DNS Anfrage an einen DNS-Server weitergeleitet. Jeder Internetzugang hat einen DNS-Server bei seinem Provider (T-Online, AOL, ...). Diese DNS-Server werden bei der Einwahl in das Internet automatisch vom Betriebsystem eingestellt. An diesen DNS-Server geht nun z.B. die Anfrage auf welcher IP die Domain www.google.de zu finden ist. Der DNS-Server schaut nun nach, ob er die IP über die Domain www.google.de hat, und meldet dann ggf. die IP (81.3.4.67) an den Browser zurück. Hat der DNS Server keine Antwort, werden andere DNS-Server angefragt bis ein anderer DNS-Server weiß, unter welcher IP die angefragte Domain (www.google.de) zu finden ist. Der Browser fragt nun auf der IP 81.3.4.67 nach der Homepage von www.google.de an und gibt die erhaltenen Informationen im Browserfenster aus. Als Surfer bekommt man von alledem nichts mit, denn das Betriebsystem sorgt dafür, daß alles im Hintergrund abläuft.
Weitere Begriffe aus dem Netzwerkbereich
Hier die Bedeutung weiterer Begriffe aus dem Bereich Netze:
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IP-Adresse:
Löst man die Abkürzung "IP" auf, dann erhält man "Internet Protokoll". Die IP-Adresse ist also eine Internet -Protokoll -Adresse. Sie identifiziert jeden Rechner im Internet eindeutig. Sie ist zu vergleichen mit dem Wohnort, Strasse und der Hausnummer Eurer Wohnung. Da diese Adresse international genormt ist, können alle Rechner auf dieser Welt, die sich im Internet befinden, auch direkt angesprochen werden.
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MAC-Adresse:
MAC steht für Media Access Control und ist die Hardwareadresse (physikalische Adresse) deiner Netzwerkkarte. Es handelt sich dabei um nichts Geheimes, was viele meinen, sondern nur um eine Adresse (zur Adressierung im LAN). Ansehen kannst Du Dir die Mac-Adresse Deiner Netzwerkkarte so:
Unter Windows in einer DOS-Box eingeben:
- Win9x/ME: "winipcfg"
- Win2K/XP: "ipconfig /all"
Die physikalische Adresse ist die MAC-Adresse.
Unter Linux an der shell:
"ifconfig" -
TCP/IP, IPX/SPX, NETBEUI:
Zur Kommunikation mit einem anderen Rechner wird auf beiden Seiten ein Protokoll benötigt das beide verstehen. Als Standard hat sich TCP/IP durchgesetzt, aber auch andere Protokolle haben zum Teil ihre Daseinsberechtigung. Alles was mit Internet, Intranet usw. zu tun hat, braucht TCP/IP. Will man auf einen Novell-Server in der Version 4.x oder älter zugreifen, braucht man meistens noch IPX/SPX. Manche älteren Netzwerkanwendungen und Spiele brauchen noch IPX. Wenn man einen MS-DOS oder Win3x-Client vernetzen will, ist IPX auch nicht verkehrt, ist meist etwas schneller als der IP-Client. NETBEUI war die Entwicklung von Microsoft und IBM als der DOS-PC das Netzwerk lernte. Es wird heute kaum noch eingesetzt, aber funktioniert in kleinen Netzen super.
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Was ist ein Hub/Switch?
Der Hub (auch Konzentrator genannt) stellt die einfachste Möglichkeit dar, Rechner zu einem Netzwerk zu verbinden. Hubs gibt es mit verschieden vielen Anschlüssen. die von 2 bis 24 Anschlüssen reichen. Es können aber auch weitere Hubs an einen Hub angeschlossen werden, um weitere Geräte an das Netzwerk anzuschliessen. Ein Vorgang, der "kaskadieren" genannt wird. Zu beachten ist, daß der gesamte Datenstrom am Hub automatisch auch an alle anderen teilnehmenden Geräte im Netz verteilt wird.
- jeder weitere User vermindert die Bandbreite aller anderen Teilnehmer im Netzwerk
- ein einziger User kann die gesamten Ressourcen des Netzwerks verbrauchen
- die teurere aber effizientere Alternative ist der Switch
Der Switch ist in der Lage, gleichzeitig mehrere Verbindungen zu bewältigen. Dieser leitet seine Daten nur an den entsprechenden Empfänger weiter und nicht wie der Hub an alle Teilnehmer im Netz. Der Switch ordnet dabei den Kommunikationspartnern kurzfristig und dynamisch hohe Bandbreiten zu. Die Empfangskapazitäten der jeweiligen Teilnehmer werden überprüft und die Datenübertragung zu diesen angepasst.
