Wenn Sie einen neuen Computer kaufen, verbinden Sie ihn zunächst mit dem Internet. Dazu müssen Sie eine Verbindung zum Router herstellen , dieser empfängt die Daten aus dem Internet und überträgt sie dann an den Computer.

Aber das ist nicht alles; In einem weiteren Schritt können Sie auch einen Drucker, ein Smartphone oder einen Fernseher an den Router anschließen , sodass alle diese Geräte auch mit dem Internet verbunden sind. Sie haben also ein zentrales Vermittlungselement verwendet, um verschiedene Geräte miteinander zu verbinden und ein eigenes Netzwerk zu erstellen.

Was genau bedeutet das?

1. Was ist ein Computernetzwerk?
2. Computernetzwerk Beispiel: WLAN zu Hause
3. Welche Aufgaben und Vorteile bringt ein Computernetzwerk mit sich?
4. Wie funktioniert ein Computernetzwerk?
5. Server-Client-Struktur
   1. Netzwerkprotokolle
   2. Netzwerkadressen
6. Welche Arten von Computernetzwerken gibt es?
   1. Wireless vs. Kabel
   2. Netzwerkreichweite

Beim Rechnen umfasst ein Computernetzwerk die Verbindung von mindestens zwei Computersystemen entweder über Kabel oder drahtlos über Funkfrequenz. Das einfachste Netzwerk ist die Verbindung zweier Computer über ein Kabel. In diesen Fällen ist von einem Netzwerk- Peer-to-Peer die Rede . Hier gibt es keine hierarchischen Unterschiede, beide Teilnehmer sind auf dem gleichen Niveau. Beide Computer haben Zugriff auf die Daten auf dem anderen Computer und können gemeinsam genutzte Ressourcen wie Speicher, Programme oder Peripheriegeräte (Drucker usw.) verwenden.

Heutzutage sind Computernetzwerke tendenziell etwas komplexer und enthalten mehr Elemente als nur zwei Computer. In Systemen mit mehr als zwei Teilnehmern werden standardmäßig Client-Server-Netzwerke verwendet . In diesem Fall fungiert ein Computer als zentrales Vermittlungselement (Server) und stellt seine Ressourcen den anderen Netzwerkteilnehmern (Clients) zur Verfügung.

Definition: Computernetzwerk

Wir haben bereits das WLAN (Wireless Local Area Network oder Wi-Fi-Netzwerk) erwähnt, ein perfektes Beispiel für ein kleines Server-Client-Netzwerk . Die verschiedenen Geräte im Heim sind über Funk mit dem Router verbunden und fungieren als zentraler Knoten (Server). Der Router ist wiederum mit einem viel größeren Netzwerk verbunden: dem Internet.

Da die Geräte als Clients mit dem Router verbunden sind, können sie dieselbe Ressource wie der Server, dh das Internet, verwenden, da sie Teil des Netzwerks sind. Darüber hinaus können die Geräte miteinander kommunizieren, ohne dass eine direkte Verbindung erforderlich ist. Sie können beispielsweise einen Druckauftrag von Ihrem Computer an einen WLAN-fähigen Drucker senden, ohne diesen Drucker über ein Kabel mit Ihrem Computer zu verbinden.

Bevor die heutigen Computernetzwerke eingerichtet wurden, war die Kommunikation zwischen verschiedenen Computern und Terminals sehr kompliziert. Die Verbindung zwischen Computern wurde mit LAN-Kabeln hergestellt. Die mechanischen Schaltkästen ( Schalter ) ermöglichten die gemeinsame Nutzung von Peripheriegeräten. Aufgrund der physischen Begrenzung (der Länge des Kabels) mussten die Geräte und Computer jedoch immer in der Nähe sein.

Hinweis

Die Hauptaufgabe eines Computernetzwerks ist zu einer bieten Plattform für den Datenaustausch und die gemeinsame Nutzung von Ressourcen an die Teilnehmer. Diese Aufgabe ist so wichtig, dass man sich einen Großteil unserer täglichen und Arbeitsumgebung ohne Computernetzwerke kaum vorstellen kann.

Schauen wir uns ein praktisches Beispiel an: In einem herkömmlichen Büro verfügt jede Workstation über einen eigenen Computer. Ohne eine Verbindung zwischen Computern wäre es für ein Team sehr schwierig, ein gemeinsames Projekt durchzuführen, da es keinen gemeinsamen Punkt gibt, digitale Dokumente oder Informationen zu teilen oder zu speichern, und Mitarbeiter bestimmte Programme nicht zusammen verwenden könnten, wie wir es heute gewohnt sind. in Tag.

Außerdem gibt es in vielen Büros nur einen Drucker oder nur wenige für die gemeinsame Nutzung. Ohne ein Netzwerk müssten Techniker jeden Computer an den Drucker anschließen, was auf technischer Ebene eine sehr unpraktische Lösung darstellt. Das Computernetzwerk löst dieses Problem auf eleganteste Weise, da alle Computer über einen zentralen Knoten mit dem Drucker verbunden sind .

Hauptvorteile von Computernetzwerken:

• Verwendung gemeinsamer Daten
• Verwendung gemeinsam genutzter Ressourcen
• Zentrale Steuerung von Programmen und Daten
• Zentrale Datenspeicherung und Archivierung
• Leistungsverteilung und Speicherkapazität
• Einfache Verwaltung von Berechtigungen und Verantwortlichkeiten

In einem herkömmlichen Client-Server-Netzwerk gibt es einen zentralen Vermittlungspunkt, den sogenannten Server . Der Server ist mit den anderen Geräten verbunden, die als Clients bezeichnet werden . Die Verbindung kann drahtlos ( WLAN ) oder drahtgebunden ( LAN ) sein.

In einem herkömmlichen Heimcomputernetzwerk fungiert der Router als Server. Es ist mit dem Internet verbunden und stellt den Internetzugang anderen Geräten (Computer, Mobiltelefon usw.) zur Verfügung.

Bei größeren Netzwerken, beispielsweise in einem Unternehmen, ist der Server normalerweise ein zentraler Computer . Auf diesem Computer werden keine herkömmlichen Anwendungen oder Programme ausgeführt, sondern serverspezifische Software und Dienste. Der Server muss immer ausgeführt werden, während die anderen Computer (Clients) problemlos heruntergefahren werden können.

In einem Server-Client-Netzwerk wird die Kommunikation zwischen beiden Elementen wie folgt ausgeführt: Zuerst stellt der Client eine Abfrage ( Anforderung ) an den Server; Der Server wertet die Abfrage aus und überträgt Daten ( Antwort ) . In diesem Modell ist es immer der Client, der den Server kontaktiert, niemals umgekehrt.

Damit die Kommunikation zwischen den verschiedenen Komponenten eines Computernetzwerks ohne Komplikationen erfolgen kann, gibt es sogenannte Netzwerkprotokolle. Diese Protokolle regeln den Datenaustausch und bestimmen, wie die Kommunikation hergestellt und beendet wird und welche Daten übertragen werden. In der Regel gibt es mehrere Netzwerkprotokolle, die in verschiedenen Hierarchieebenen organisiert sind und jeweils eine Teilaufgabe übernehmen.

Sie müssen auch sicherstellen, dass Sender und Empfänger korrekt zugewiesen werden können. Hierzu gibt es Netzwerkadressen. In Computernetzwerken verfügt jeder Computer normalerweise über eine IP-Adresse, um ihn eindeutig zu identifizieren, ähnlich wie Telefonnummern. Diese interne IP-Adresse wird nur für die Kommunikation zwischen Teilnehmern im lokalen Netzwerk verwendet. Andererseits werden bei der Internetkommunikation externe IP-Adressen verwendet , die der Internetprovider automatisch zuweist.

Außerdem wird zwischen IPv4-Adressen und IPv6-Adressen unterschieden . IPv4-Adressen waren zu dieser Zeit der Standard, aber nur ca. 4,3 Milliarden dieser Adressen. Aufgrund des enormen Wachstums des Internets wurden bald mehr IP-Adressen benötigt. Aus diesem Grund wurde der neue IPv6-Standard entwickelt, mit dem bis zu 3,4 x 10 ³⁸ (in Worten: 340 Sextillionen) verschiedene Adressen generiert werden können. Eine Zahl, die für die Zukunft ausreichen sollte.

Weitere Informationen zum IP-Protokoll und seiner bestimmenden Rolle in Computernetzwerken finden Sie in unserem Artikel Was ist das Internetprotokoll? .

Netzwerke werden je nach Übertragungsart und Umfang in verschiedene Netzwerktypen unterteilt, je nachdem, wie, wo und in welchem ​​Bereich die Daten übertragen werden.

In Bezug auf die Art der Übertragung wird zwischen Hochfrequenznetzen und Kabelnetzen unterschieden . Ein Beispiel für ein Hochfrequenznetz sind WLAN-Netze, die auf dem IEEE 802.11-Standard (internationaler Name: Wi-Fi) oder der LTE-Technologie in Mobiltelefonen und Smartphones basieren . Kabelnetzwerke wie DSL-Netze werden auch als Breitband-Internet bezeichnet.

Der Umfang der Netzwerke ist wie folgt klassifiziert:

• Personal Area Network (PAN) : Bezeichnet die Verbindung zwischen Geräten in einer engen Umgebung, bis zu ca. 10 Meter. Einige Beispiele wären die Bluetooth-Technologie oder der Ad-hoc-Wi-Fi- Netzwerkdienst Airdrop von Apple.
• Local Area Network (LAN ): Lokale Netzwerke sind am weitesten verbreitet und werden in Privathaushalten oder kleinen und mittleren Unternehmen eingesetzt.
• Metropolitan Area Network (MAN) : Dieser Begriff bezeichnet Netzwerke einer Stadt oder Region.
• Wide Area Network (WAN) : Wide Area Networks sind beispielsweise die überregionalen oder Mobilfunknetze jedes Landes.
• GAN (Global Area Network) : Das bekannteste Beispiel für ein globales Netzwerk ist das Internet.

Sie müssen berücksichtigen, dass sich die Netzwerktypen teilweise überschneiden. Als Benutzer eines WLAN-Netzwerks verwenden Sie ein WAN- oder GAN-Netzwerk, sobald Sie eine Verbindung zum Internet herstellen.