Netzwerk - Vernetzung von EDV Anlagen

Ein Netzwerk ist ein Verbund aus mehreren Computern. Diese Computer tauschen untereinander Daten aus. Ein Netzwerk kann aus zwei bis mehreren Tausend Rechnern bestehen.

Die Vernetzung von mehreren Rechnern ist sinnvoll um:

• Datenbestände von anderen Rechnern zu nutzen
• Datenbestände schnell und unkompliziert zu übermitteln
• Peripheriegeräte (Drucker, große Festplatten, ) effektiver zu nutzen

Aus diesen Forderungen ergeben sich jedoch auch Vorraussetzungen, die an das Netzwerk gestellt werden:

• Die Datenbestände müssen von jedem angeschlossenen Rechner gelesen werden können
• Daten müssen vom Sender zum Empfänger zuverlässig und richtig übertragen werden
• Daten müssen vor dem Zugriff Unbefugter geschützt werden

Resource-Sharing

Das Resource-Sharing war eine der ersten Netzwerkanwendungen, die dazu diente alle im Netz verbundenen Computern den Zugriff auf Geräte wie z. B. Drucker und Plotter zu ermöglichen.

Server und Client

In einem Netzwerk werden Computer, die Dienste und Daten für andere Rechner bereitstellen als Server bezeichnet. Computer, die diese Dienste nutzen werden als Client betitelt.

Datenübertragung

Die Übertragung der Daten erfolgt über eine spezielle Schnittstelle im Rechner, die Netzwerkkarte. Diese wird mit einem Kabel verbunden und die Daten in diesem grundsätzlich bitseriell übertragen. Das bedeutet, das die dual codierten Daten in einzelne Bits zerlegt und im Netz nacheinander (seriell) übertragen werden. Das Protokoll bildet dabei die Übermittlungsvorschrift und ist im weiteren für die Überprüfung vom korrekten Datentrasver in einem Netzwerk verantwortlich.

Die grundlegenden Netzwerktopologien

Bus-Topologie

Alle Rechner sind an eine Hauptleitung, den Bus, angeschlossen und die Enden dieser mit einem Abschlusswiderstand versehen. Weitere Rechner lassen sich problemlos an den Bus anklemmen. Jedoch fällt das gesamte Netzwerk aus, wenn der Bus an einer Stelle unterbrochen wird.

Ring-Topologie

Alle Rechner sind ringförmig miteinander verbunden. Auch hier kann es, wie bei der Bus-Topologie, zu einem Verlust der ungesicherten Daten kommen, wenn der Ring an einer Stelle unterbrochen wird.

Stern-Topologie

Die Verbindungsleitungen laufen in einem Knoten zusammen, indem ein Sterkoppler - oder Hub - für die Verbindung der Leitungen sorgt.

Netzwerkgeräte

Hub

Ein Hub findet man häufig in kleinen Netzwerken von etwa zwei bis 50 angeschlossenen Computern. Ein Hub sorgt dafür, das die von einer Netzwerkkarte gesendeten Daten "verstärkt" werden und zur Netzwerkkarte des Empfangs-Computers gelangen.

Bridge

Mit einer Bridge können Teilnetzwerke zu einem großen Netzwerk zusammengeschlossen werden. Oft wird eine Bridge eingesetzt, wenn ein Netzwerk durch zu viele angeschlossene Computer überlastet ist. Das Netzwerk wird per Bridge in kleinere Teilnetze aufgeteilt.

Switch

Ein Switch ist eine "intelligente" Bridge: Neben den Funktionen einer Bridge können mit einem Switch auch unterschiedliche Netzwerke verbunden werden. Zudem bremst ein Switch die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten im Netzwerk nicht so stark wie eine Bridge.

Router

Genau wie eine Bridge oder ein Switch kann ein Router Teilnetze zu einem großen Netzwerk zusammenschließen. Allerdings kann ein Router auch räumlich weit getrennte Teilnetze verbinden, etwa über eine Telefonleitung.

Repeater

Ein Repeater wird eingesetzt um Signale eines nicht maximallängentreuen Kabels zu verstärken. Der Repeater wird aber heutzutage kaum mehr als solcher genutzt, da seine Funktion schon in Hub, Bridge, Switch und Router enthalten ist.

Gateway

Um unterschiedliche Rechenanlagen untereinander zu verbinden, wird ein Gateway benötigt. Ein Gateway ist eine spezielle Software, die als Übersetzer der unterschiedlichen Codes arbeitet.

Das OSI-Schichtenmodell

Um Daten in einer Gruppe von Computern durch ein Netzwerk zu senden ist eine spezielle  Software nötig, die den Datenaustausch regelt. Die International Standards Organisation (ISO) und das International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT) entwickelten gemeinsam das Referenzmodell OSI (Open Systems Interconnection). Zusammen mit anderen Modellen gewinnt es stärker an Bedeutung für die Anlage einer Anbieter-Netzwerkarchitektur sowie als Anknüpfungspunkt bei der Zusammenschaltung heterogener Netze. Das OSI - Modell besteht aus 7 Schichten. Jede fügt zum eigentlichen Datenpaket eine für sie typische Steuerinformation hinzu und reicht das erweiterte Paket an die nächste Schicht. Auf diesem Wege gelange die Information von der 7ten Ebene, die den kompletten Sendevorgang durch eine Anwendung einleitet, zu der ersten, die für die bitserielle Übertragung verantwortlich ist. Nun wird das sieben mal verpackte Datenpaket über das Kabel zum Empfänger transportiert. Dort angekommen trifft es in der ersten Schicht ein. Folglich entfernt bzw. nutzt jede Ebene die Daten der Zusatzsteuerinformation. In der 7ten Schicht angekommen, kann nun die Anwendung die "eigentlich" gesendeten Daten verwerten. Im Prinzip tauscht beim Transport von Informationen jede Schicht des Senders mit der des Empfängers Daten aus. Es besteht daher eine "virtuelle" Verbindung zwischen ihnen.

LAN (Local Area Network)

Netz, das in den Zuständigkeitsbereich eines einzelnen Betriebes fällt.

WAN (Wide Area Network)