Referat NETZWERKE - LAN-Topologien (Funktionsweise), Bus-Netzwerk

NETZWERKE

Kriterien für die richtige Auswahl:

Betriebssicherheit

Übertragungsgeschw.

Anzahl der Arbeitsplätze

räuml. Entfernung der Arbeitsplätze voneinander

Notwendigkeit zur Koppelung an Fremdsysteme (heterogene Netzwerke)

Prozessorleistungen

Gegebenheiten des Anwenders (Einbindung vorhandener Systeme)

Kosten-Nutzen-Verhältnis

Lokal Area Network = wenn PC´s von zB einem Bürogebäude miteinander verbunden werden (an einem Ort = lokales Netzwerk)

Wide Area Network = mit einer Datenleitung öffentliches Gut (Wege, Straßen) überschritten = über- bzw. regionales Netzwerk

Metropolitan Area Network = regional beschränkt (zB Betrieb mit Filialen in 50 km U)

LAN-Topologien (Funktionsweise)

Soll mehrere PC´s miteinander verbinden & sichere, störungsfreie & derart schnelle Datenkommunikation ermöglichen.

Vorteile (wirtschaftl. & organisatorisch):

Starke PC-Leistung kann an mehrere Arbeitsplätze gleichzeitig gebracht werden.

leistungsfähige Kommunikation zw. den einzelnen Arbeitsplätzen möglich

Redundanz kann verhindert werden.

Teure Peripheriegeräte können von vielen Anwendern genutzt werden.

Maßnahmen zur Zugriffs- & Verlustsicherung können organisatorisch & wirtsch. besser gelöst werden.

Für die Verbindungen werden Koaxialkabel & Lichtwellenleiter als Übertragungsmedien genutzt. Anschluss ans Netz durch Schnittstelle (Netzwerkadapter, -karte)

Bus-Netzwerk

zentrale Datenleitung (Koaxikabel), an die alle Rechner & Zentralgeräte mittels Schnittstelle (Adapter) angeschlossen sind. Die z. Datenleitung hat 2 Enden (mit Abschlusswiderstand bzw. Terminator = elektr. Bauteil versehen). Bei Installation alle Geräte fortlaufend verbunden.

Netzwerkadapter (-karte)

ermöglicht Kommunikation zw. Server und Arbeitsplätzen mit dem Netz. In CPU eingesetzt, erfüllt folgende Aufgaben:

Übersetzung und Entschlüsselung des Datenflusses

Weichenstellung wie am Güterbahnhof

Verstärkung der Signale für störungsfreien Transport der Daten

Identifikation eines Servers oder einer Workstation

Schaltzustände des NW-Adapters:

Fileserver: zuständig für zentr. Datenmanagement & Programm-, Datenverwaltung

Printserver: übernimmt optimale Verwaltung aller Druckjobs in Netzwerk

Bei CSMA-Protokoll (= Übertragungstechnik) kann es auch zu Datenkollisionen kommen. Dann wird so oft wiederholt, bis fehlerfrei übertragen. Zufallsgenerator. Am häufigsten wird das Ethernet als Verkabelungsschema für Bus-Netzwerke verwendet.

Ethernet (Netzwerk-Hardware)                            

WindowsNT, NOVELL(Netzwerk-Software)     weltweiter Standard in allen Branchen

Workstations & Server können auch linear miteinander verbunden sein. Anfang & Ende des Koaxialkabels tragen Terminator. Daten wie Fracht auf Güterzug durchs Netz geschickt von Server zu Workstation & umgekehrt.

Mehr-Generationen-Prinzip: Sicherung auf Magnetbändern (1 Band /Tag) = 100 %

TOKEN-RING-NETZWERK

von IBM entwickelt, aufwendiger als Bus-Netzwerk aber höhere Übertragungsgeschwindigkeit & max Ausfallssicherheit. Vorteile beider Grundtypen in Ring-Stern-Kombi genutzt.

Jede Workkstation über Adapter mit anderen Workstations ringförmig & mit zentr. Verteilereinheit (Multistation Access Unit) sternförmig verbunden. Jeder Adapter verstärkt Signal, daher keine Verzerrung mgl. Fällt Workstation aus, werden Daten automatisch umgeleitet. (Reiner Ring würde Netzwerk zum Stillstand bringen)

Nachricht = Token

STERN-NETZWERK

An den zentraler Knoten (Hub oder Switch) geht je eine Leitung zu den PC´s. Kommunikation geht immer über diesen Knoten, auch Weichen werden hier gestellt. Vorteil, Ausfall betrifft wenn nur 1 Teilnehmer. Mehraufwand in Installation durch Vielzahl von Vorteilen gegenüber Bus wettgemacht. Kombis für komplexe Netzwerke zB Stern-Bus- bzw. Stern-Ring-Struktur. Verwendet auch im Schulbereich.

Datenschübe = Bitsequenz oder Rahmen enthält Info über Empfänger (Adresse). Im Hub werden Infos gelesen & Weichen gestellt.

AKTUELLE FRAGEN ZU NETZWERKEN

Probleme bei bestehenden Netzwerken:

immer wieder Erweiterung durch neue Workstations ab 5-7 Workstations Bus-NW überlastet (lange Wartezeiten, sprunghaft steigende Häufigkeit von Störungen, leistungsfähige PC´s bringen keine Verbesserung)

Ursachen der spürbaren Verschlechterungen der Arbeitsbedingungen:

für höhere Transportleistung braucht man besseres Netz. Verbesserung für Massen-datentransport = rascher & absolut störungsfrei. Experten Vertreten obige Meinung (1. Frage). Neue Normen & Vorschriften für EU-Raum verdrängen Bus-Netze in Hobby & Bastlerkreise. Nachträgliche Korrekturen können sehr teuer werden.

Anzuwendende Topologien für leistungsfähige, lokale NW:

Stern- oder Ring-Struktur oder eine Kombi der beiden. Stern-Topologien für ca. 100 Workstations = kleinere bis mittlere NW hat Cat. 5-Verkabelung große Bedeutung.

Cat. 5 = genormtes Verkabelungssystem. Europäische Norm ist verbindlich anzuwenden!!

Strukturierte Verkabelung:

Leitungen für Sprach- & Datendienste müssen Baum-Struktur (mehrstufige Sterne) aufweisen. Es gibt 3 Stufen:

Standort-Verteiler bzw. Primärsystem (Stern der obersten Stufe)

Gebäude-Verteiler bzw. Sekundärsystem (mittlere)

Etagen-Verteiler bzw. Tertiärsystem (unterster)

zB: Schule hat 3 Gebäudeblöcke mit je mind. 1 PCanschluss Primärstern muss 3 Verteilerrarme haben. Führt 1 Arm in Gebäude mit 5 Etagen Sekundär 5 Arme, wenn 12 Anschlüsse im Erdgeschoss Tertiär 12 Arme!!

Tertiär: schnelle Hauptverteiler (Switch 100MB/s) & billigere Subverteiler (Hub 10MB/s)

Angewandte Kabeltypen:

Primär & Sekundär-Sternen Glasfaser & Lichtwellenleiter (höchste Übertr. & geringste Leistungsverl. & beste elektromagn. Verträglichkeit)

Tertiär Universalkabel oder Cat. 5 bzw 7 (4 verdrillte Leiterpaare mit einfacher bzw. doppelter Schirmung zB Metallfolie)

Sonstige Komponenten:

Switches: schnelle Verteilereinheiten. Als Hauptverteiler für direkten Serveranschluss, schnelle Workstations & weitere Subverteiler (Hubs)

Hubs: langsame Verteilereinheiten. Man könnte Hubs an Switch & PC´s an Hubs hängen. Unterschiede auch im Preis.

Patchpanels: Zusammenfassung aller Kabeleingänge. Gibts 24 Anschlüsse, mind. 24 Steckplätze auf Panel = nur Installationshilfe. Von Panel wird PC-Anschluss  Hub/Switch zugeordnet.

-Zoll-Schränke: Metallschränke, beherbergen Hubs, Switchs, Patchpanels in kompakter Form. Zw USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) & Server soll es intelligente Überwachungsstelle geben (Powerchute)

Patchkabel: kurze Verbindungskabel. Verbinden Workstation mit Steckdose & Patchpanelanschluss mit Switch/Hub

Steckdosen: meist 2 Steckdosen, für 2 Anschlüsse geeignet (Server & oder Workstation)

NWkarten: Adapter, die CPU mit NW (Netzwerk) verbinden

Zuverlässigkeit in NW

HOT FIX:

Immer wenn Daten auf NWplatte geschrieben werden, führt NW-Software Prüfleseprozess automatisch durch. Gewährleistung, dass Daten auch lesbar sind. Fehlerhafte Bereiche gekennzeichnet in Tabelle gespeichert & in absolut fehlerfreien Bereich der Festplatte abgespeichert. NWbetrieb nicht gestört.

DISK MIRRORING:

= Plattenspiegelung, schützt vor Datenverlust. NWSoftware dupliziert gesamten Datenbestand auf 2 Festplatte, alle Schreibeoperationen auf Original werden vom Server auf Duplikat gespiegelt & beide überprüft. Duplikat übernimmt ohne Datenverlust im Falle eines Ausfalls. Festplattenkanal = Leiterbahn von RAM zur Festplatte. Controller steuert Datenaustausch zw. RAM & Festplatte.

DISK DUPLEXING:

Durch Plattenduplizierungèhöchstes Maß an Sicherheit. Geschützt vor Datenverlust durch defekte Controller, Schnittstelle, Festplkanal, Fehler automatisch erkannt, behoben & protokolliert. Kein Datenverlust bzw. Funktionseinbuße bei Ausfall

RAID-VERFAHREN:

Disk-Array-Controller = Baugruppe, die 1 & mehrere Festplatten verwalten kann & zu Einheit zusammenfasst. Verschiedene Einstellungen der Festpl. & versch. Verwaltungssysteme sind möglich, die Datensicherheit & Geschwindigkeit erhöhen. Technologie = RAID-Verfahren.

Redundant Array of Inexpensive oder Independant Disks = ausfallsicheres & fehlertolerantes Speichersystem.

Disk-Array beeinflußt DATENSICHERHEIT, GESCHWINDIGKEIT & KOSTEN

redundante Speicherung verhindert Datenverlust, mögliche Datenrekonstruktion

höhere Festplattengeschw parallele Verteilung der Daten auf mehrere Platten

Ausfall 1 Festpl kostet mehr als RAID-Lösung (vor allem Datenverlust))

8 versch. RAID-Verfahren (0-7) Datensicherheit nimmt mehr zu je höher. 0 teilt Daten nur auf, 1 spiegelt die Daten Ausfall: kein Verlust.

RAID Level 5-Verfahren, dort wo hohe Ansprüche an die Sicherheit gestellt werden: mind 3 Platten durch DAC zur Datenverteilung verwendet. Alle Platten enthalten Prüfsummen (Parity) & Daten. Verteilung der Daten: Block 1 auf Festplatte1 Block 2 auf Platte 2. auch die Paritybits über Blöcke verteilt. Nur Redundanz bei 3 Platten von 33 %!!! Bei Ausfall muss defekte Platte rasch ausgetauscht werden sonst Datenverluste wenn 2. Ausfall.

Uninterruptable Power Supply MONITORING:

eingebaute UPS-Überwachungsfunktion überwacht UPS des Servers & garantiert bei Ausfall das sichere Schließen aller Dateien & informiert Anwender per Monitor.

TRANSACTION TRACKING SYSTEM:(=Transaktionsfortschreibung)

Schützt Mehrfachbenutzeranwendungsdateien vor fehlerhaften Transaktionen. NW setzt Transaktion zurück wenn Ausfall & belässt die Datei im ursprünglichen Zustand. TTS kann anzeigen ob Transaktionen in Dateien fehlerhaft durchgeführt wurden & ob vollständig rückgängig gemacht wurden.

Bedienung von NWs

Tätigkeiten des Admins (Administrators)

WINDOWSNT:

32bit System, Hardwareunabhängig, Multiprozessorfähig, Multitasking (versch. Fenster offen), zentrale Verwaltung - Registry, Benutzeroberfläche von WIN95.

Einrichtung: Start/Einstellung/Systemsteuerung/Netzwerk/Assistent

Andern von Soft/Hardware: Systemsteuerung/Netzwerk /Registerkarten

Freigeben von Ordnern: Datei/Freigabe /Eigenschaften bzw Berechtigungen

Berechtigungen (Vollzugriff, Andern, Lesen, kein Zugriff) FC & NA heben andere auf

BENUTZERMANAGER dient zum Erstellen & Verwalten von Benutzergruppen & Konten und festlegen von Benutzerrechten & Überwachungsrichtlinien.

GRUPPEN:

Admin: kann alle Funktionen des Managers ausführen

Hauptbenutzer: Konten & Gruppen erstellen, ändern, löschen. HB/Benutzer/Gäste

Benutzer: Gruppen erstellen, ändern, löschen & Benutzerkonten an Gruppenmitglieder verleihen. Das Benutzerkonto enthält Infos über Benutzer, wie Name, Kennwort, Rechte und Berechtigungen.

KONTOS:

Admin: verwaltet Gesamtkonfiguration, steuert sämtl. Aspekte des WINNT-PC´s.

Gast: Dateien erstellen, löschen. Lesen was erlaubt. Einmalige Benutzer schreiben nichts in die Kennwortzeile.

vordefinierte Gruppen, Zusammenhang von Rechten & Berechtigung für Benutzerkonto

SICHERHEITSRICHTLINIEN:

Konto: ob Kennwörter verwendet werden müssen, ob gesperrt zu viele fehlgeschlagene Anmeldeversuche

Benutzerrechte: welche Rechte Benutzerkonto & Gruppen zugewiesen werden

Überwachung: welche Sicherheitsereignisse überwacht werden.