Netzwerktechnologie Flashcards
Zweck eines IT-Netzwerkes
Austausch von Informationen
zwischen verschiedenen
Rechnern in verschidenen
Standorten über ein
Übertragungsmedium.
Sender → Kodierung ⇒ Kanal ⇒ Dekodierung → Empfänger
Zweck eines IT-Netzwerkes
In der Anwendung
- Nutzung von zentral gespeicherten Daten (z. B. Patientendaten,
- Labordaten . . . )
- Nutzung von zentralen Diensten (Server) durch individuellen
- Anwerder (Client)
- Bündelung von Rechnerkapazitäten
- Zerlegung rechenintensiver Processe
- paralelle Verarbeitung
- Zusammenführung der Ergebnisse - (z.B. 3D Rekonstruktion, 3D Simulation)
Klassifikation von Netzwerken
- Personal Area Network (PAN)
- Local Area Network (LAN)
- Metropolitan Area Network (MAN)
- Wide Area Network (WAN)
PAN
Personal Area Network
- Headset, Notebook, PDA, Handy, GPS, Maus, Keyboard.
LAN
Local Area Network
- Lokales Netzwerk innerhalb eines Büros, Wohnung, Labor. . .
MAN
Metropolitan Area Network
- Verknüpfung mehrere LANs auf mereren Standorte in einer Stadt
WAN
Wide Area Network
- Verknüpfung mehrere LANs welteit (auf anderen Kontinente) z. B. Internet
Local Area Network
Größe: einige hundert Metern,
meistens innerhalb einen Gebäude
- PC
- Notebook
- PDA
- In einer Wohnung, in
- einem Büro
- WLAN, Wi-Fi Hot Sppos
- Hotel
- Flughafen
- Net Cafe
- Ad Hoc (Peer to Peer)
Metropolitan Area Network
Üblicherweise verbindet ein MAN zahlreiche Local Area Networks und verwendet dazu eine
Backbone-Technologie, die meist in Glasfasertechnik realisiert ist. Ein MAN kann eine
Ausdehnung bis zu 100 km haben
Wide Area Network
Ein Wide Area Network, kurz WAN, ist ein Rechnernetz, das sich im Unterschied zu einem LAN
oder MAN über einen sehr großen geografischen Bereich erstreckt. Die Anzahl der
angeschlossenen Rechner ist auf keine bestimmte Anzahl begrenzt. WANs erstrecken sich über
Länder oder sogar Kontinente.
Topologien
Die Topologie bezeichnet bei einem Computernetz die Struktur der
Verbindungen mehrerer Geräte untereinander, um einen gemeinsamen
Datenaustausch zu gewährleisten.
Mögliche Topologien:
- Ring-Topologie
- Bus-Topologie
- Stern-Topologie
- Baum-Topologie
- Vermaschtes Netz
- Zell-Topologie (Bei Dratlosen Netzen)
Die logische Topologie von Rechnernetzen kann von der physischen
abweichen.
Token Ring wird physisch als Stern über einen Ringleitungsverteiler (MAU) realisiert, ist jedoch
eine logische Ring-Topologie, da der Datenfluss logisch gesehen von Endgerät zu Endgerät läuft.
Ethernet kann physisch als Stern oder als Bus aufgebaut sein – logisch gesehen ist es eine
Bus-Topologie, da der Datenfluss von einem Endgerät gleichzeitig zu allen anderen erfolgt.
Ring-Topologie
Vorteile
Vorteile:
- Deterministische Rechnernetzkommunikation ohne Paketkollisionen – Vorgänger und Nachfolger sind definiert
- Alle Stationen arbeiten als Verstärker
- Garantierte Übertragungsbandbreite
Ring-Topologie
Nachteile
- der Ausfall eines Endgerätes dazu führt, dass die gesamte Netzkommunikation unterbrochen wird
- Darf/kann nicht für kombinierte Rechnernetz-/Telefonverkabelung eingesetzt werden
- Relativ hoher Durchmesser, d. h. hohe Latenzen zu entfernten Knoten
Bus-Topologie
Vorteile
- Der Ausfall eines Gerätes hat für die Funktionalität des Netzwerkes keine Konsequenzen
- Einfache Verkabelung und Netzerweiterung
- Es werden keine aktiven Netzwerkkomponenten benötigt
Bus-Topologie
Nachteile
- Eine Störung des Übertragungsmediums an einer einzigen Stelle im Bus (defektes Kabel) blockiert den gesamten Netzstrang
- Es kann zu jedem Zeitpunkt immer nur eine Station Daten senden. Währenddessen sind alle anderen Sender blockiert (Datenstau)
Stern-Topologie
Vorteile
- Der Ausfall eines Endgerätes hat keine Auswirkung auf den Rest des Netzes.
- Leicht verständlich
- Leichte Fehlersuche
- Kombinierte Telefon- / Rechnernetzverkabelung möglich
- Sehr gute Eignung für Multicast-/Broadcastanwendungen
Stern-Topologie
Nachteile
- Durch Ausfall des Verteilers wird Netzverkehr unmöglich
- Hoher Kabelaufwand
Baum-Topologie
Vorteile
- Der Ausfall eines Endgeräts hat keine Konsequenzen
- Strukturelle Erweiterbarkeit
- Gute Eignung für Such- und Sortieralgorithmen
Baum-Topologie
Nachteile
- Bei Ausfall eines Verteilers (Wurzel) ist der ganze davon ausgehende (Unter)Baum des Verteilers “tot”
- Zur Wurzel hin kann es bedingt durch die für Bäume definierte Bisektionsweite von 1 zu Engpässen kommen, da zur Kommunikation von der einen unteren Baumhälfte in die andere Hälfte immer über die Wurzel gegangen werden muss
Vermaschtes Netz
Vorteile
- Sicherste Variante eines Rechnernetzes
- Bei Ausfall eines Endgerätes ist durch Umleitung die Datenkommunikation weiterhin möglich (hohe Konnektivität)
- vollvermaschte Netze benötigen kein Routing, da es nur Direktverbindungen gibt
Vermaschtes Netz
Nachteile
- Viel Kabel ist notwendig; auch bei nicht vollständig vermaschten Rechnernetzen sehr aufwändig (in der Regel hoher Grad)
- Vergleichsweise komplexes Routing nötig für nicht vollvermaschte Netze
Zell-Topologie
Vorteile
- Keine Kabel nötig
- Keine Störung durch Ausfall von Endgeräten
Zell-Topologie
Nachteile
Nachteile
- Äußerst störanfällig und begrenzte Reichweite
- Sehr unsicher, da jeder von Außen darauf zugreifen kann (Verschlüsselung notwendig)
Netzwerkkomponenten
- Adapter
- Hub
- Switch
- Router
- . . .
Netzwerkkomponenten
Netzwerk-Adapter
Netzwerk-Adapter
- # Verbindung zwischen Rechner und Netzwerkmedium (Drat/Funk/Optik)
- Besitzt eindeutige Hardware-Adresse (MAC)
Bauformen
- Workstation/Server
- Notebook
Netzwerkkomponenten
Hub (Nabe/Mittelpunkt)
- Einsatz in der Stern-Topologie als Verteiler
- Verbindung zwischen mehreren Rechnern über Anschlüsse (Ports) des HUBs
- Signale jedes Ports werden an jeden anderen Port Weitergeleitet (repeating)
Netzwerkkomponenten
Switch
- Einsatz in der Stern-Topologie als Verteiler
- Unabhängige Verbindung zwischen mehreren Rechnern über Anschlüsse (Ports) des Switch
- Signale eines Ports werden Gezielt (anhand der MAC-Adresse) an den Empfangsport ausgegeben (switching)
Netzwerkkomponenten
Router
- Vermittelt Datenpakete
- Verbindet Teilnetze (sub-nets)
Übertragungstechnologien
- Dratgebunden
- Optisch
- Funk
Dratgebunden
Analoges Telefonnetz (Modem)
Analoges Telefonnetz (Modem)
- Signale werden beim Senden auf ein Trägersignal moduliert und beim Empfang demmoduliert (modem)
Vorteile
- Hohe Verfügbarkeit (weltweit)
Nachteile
- Störanfällig
- Üblicherweise geringe Datenrate
Dratgebunden
Digitales Telefonnetz (ISDN)
Digitales Telefonnetz (ISDN):
Datenübertragung als Dienst Verankert
Vorteile
- Garantierte Datenrate (64 kbit/s) pro Kanal
- Steigerung der Datenrate durch Kanalbündelung
Nachteile
- Eingeschrenkte Verfügbarkeit
