Rechnernetze Flashcards
Defintion: Client-Server-Prinzip
- Anwender indirekt mit einem oder mehreren Rechnern im Netzwerk verbunden
- Aufgaben der Clients
• bieten Benutzungsschnittstelle
• leiten Daten zur Verarbeitung an Server weiter
• bereiten vom Server kommende Daten für den Benutzer auf - Aufgaben der Server
• hält Daten vor und verarbeitet diese
• stellen Kommunikationsschnittstellen für Clients bereit - Anforderungen:
• garantiertes Antwortzeitverhalten
• Ausfallsicherheit
• Zugriff auf internationale Netze wie das Internet
• Datenschutz und Datensicherheit
Typische Serveraufgaben
- File-Server: Speichern von Daten auf Rechnern mit einer oder mehreren schnellen, großen Festplatten
- Print-Server: Bereitstellung von zentralen Druckdiensten (Zugriff auf externe Drucker)
- Application-Server: zentrale Bereitstellung von Anwendungsprogrammen
• Terminal-Server = Zugriff per Remotedesktop-Client-Software
• webbasierte Dienste = Zugriff über beliebigen Webbrowser - DNS-Server: Auflösung von Namen im Intranet und Internet
- DHCP-Server: Zuweisung von IP-Adressen und Konfiguration von einzelnen Rechnern im Rechnernetzwerk
- Mail-Server: Anlegen von Postfächern für jeden Mitarbeiter und Verteilen der Mails
- Web-Server: Bereitstellen von Informationen über Web-Browser (nicht auf ein Rechnernetzwerk beschränkt)
- Datenbank-Server: Bereitstellen von großen Datenbeständen mit einem dafür geeigneten Datenbankmanagementsystem (DBMS)
- Proxy-Server: Filterung des Zugriffs und „Caching“ der Inhalte aus Internet
- Zentrale Benutzerverwaltung: zentral angelegte Benutzerdatenbank (Zugriff von beliebigem Rechner im Netzwerk)
Vorteile von Rechnernetzen
- verbesserte Kommunikation
- Steigerung der Effektivität im Datenverbund
- effiziente Datensicherung
- Kostensenkung im Funktionsverbund
- Absicherung der Verfügbarkeit
- Optimierung der Rechner- und Netzwerkauslastung
- Optimierung der Wartung
Ausdehnung von Rechnernetzen
- Ausdehnung von Rechnernetzen: LAN (Local Area Network), MAN (Metropolian Area Network), WAN (Wide Area Network), GAN (Global Area Network)
- LAN = Verbindung von Rechnern und Servern in räumlich begrenzten Gebiet über Leitungen für die nur Betreiber verantwortlich ist (keine Nutzung von Leitungen öffentlicher Anbieter; max 10km)
- MAN = spezielles Weitverkehrsnetz, das sich typischerweise auf Stadteilgebiet oder auf Firmengelände beschränkt („City-Netz“; max 100km)
- WAN = Verbindung von Rechnern innerhalb eines oder mehreren Ländern über öffentliche Datenübertragungseinrichtungen
Bus-Topologie
- ein zentrales Kabel = Bus
- Anschließen aller Geräte an Bus, Teilen dieses Mediums von allen
- passive Topologie = keine Wiederaufbereitung des Signals durch angeschlossene Stationen
- Abgreifen der Signale vom Kable durch Stationen, Senden auf Kabel (Ausbreitung in beide Richtungen = Diffusionsnetz)
Nachteil: Blockieren des gesamten Netzverkehrs bei einer Störung eines Übertragungsmediums an einer einzigen Stelle im Bus
Stern-Topologie
- Verbinden von jedem physikalisch angeschlossenen Gerät separat mit zentralem Verteiler
- zentrale Komponente = Switch (Realisierung einer Punkt-zuPunkt-Verbindung zwischen zwei direkt kommunizierenden Geräten)
- Vorteile: Ausfall einer Komponente = keine Auswirkungen auf restliche Netzwerk; höhere Datendurchsatzraten
- Nachteile: große Kabelmengen; Kosten für Switch
Ring-Topologie
- jedes Gerät mit 2 Nachbarn verbunden
- Kabel bilden geschlossene Form (kein Kabelanfang/-ende)
- Aufnahme aller Stationen als Elemente in Ring
• Verarbeitung und Verstärkung der Signale - Datenverkehr nur in eine Richtung
Mischformen von Topologie-Kombinationen
- Stern-Stern-Netz
• Switche jeweils Zentrum eines Sterns + über Kabel mit zentralem Switch verbunden - Baum-Netz
• Erweiterung des Stern-Netzes auf mehreren Ebenen (von Wurzel „baumartiger“ Aufbau) - Maschen-Netz
• Aufbau mehrere Verbindungen zwischen einzelnen Netzknoten (Erhöhung der Ausfallsicherheit, Einführung einer Lastenteilung „load sharing“)
ISO/OSI Referenzmodell (Open System Interconnection)
- Anwendung
- Darstellung
- Sitzung
- Transport
- Ermittlung
- Sicherung
- Bitübertragung
Defintion: Tokens
- Ringnetzen
- Kommunikation, wie in einem Gesprächskreis, in dem genau ein Mikrofon vorhanden, das von Teilnehmer zu Teilnehmer weitergereicht wird
Definition: Wettkampfverfahren
• Diskussionsgruppe, in der alle Kommunikationspartner gleichberechtigt reden
• CSMA-CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
multiple access = mehrere Rechner können gleichzeitig auf Medium zugreifen
carrier sense = Überprüfen das Kabel nicht von anderem Rechner genutzt, bevor Daten gesendet
collision detection = mehrere Station gleichzeitig senden → Kollision; jeder Sender muss Kollision erkennen und Senden sofort einstellen
Ablauf
o Abhören der Leitung durch sendewillige Stationen und Warten, bis frei („Carrier Sense“)
o wenn Medium = frei, kann jede sendewillige Station nach einer kurzen Pause ihren Sendevorgang beginnen („Multiple Access“)
o während des Sendens überprüft jede Station, ob andere Stationen gleichzeitig senden („Collision Detection“)
o nach Ende aller Übertragungen während eines Kollisionsvorgangs warten alle Stationen eine definierte Zeitspanne, wobei die kollisionserzeugenden Stationen besonders lange warten müssen
Definition: Ethernet (Übertragungsprotokoll)
- Übertragungsprotokoll der Sicherheitsschicht
- Aufgabe: fehlerfrei Übertragung von Datenpaketen
- passiver Basisband-Bus
- maximale Übertragungsrate 10MBits/s, maximale Netzwerkausdehnung 2500m
- bis 1024 Netzwerkgeräte
- Zugriffsverfahren = CSMA-CD
Definition: TCP
(Transmission Control Protocol)
• Stufe 4 des OSI-Modells
• zuverlässiges, verbindungsorientiertes, paketvermittelndes Transportprotokoll
• Verpacken der zu übertragenden Daten, Versehen mit Adresse und Weiterleiten an niedrigere Schicht
Definition: IP
+ Vor-/Nachteile
(Internet Protocol)
• Stufe 3 des OSI-Modells
• Versand der einzelnen Pakete über verschiedene Vermittlungsrechner (Router/Gateways) zum Zielrechner
• „best effort“ Prinzip (ohne Garantie)
• Beifügen einer Absender- und Zieladresse zu jedem Datenpaket
• jeder ans Internet angebundene Rechner benötigt eindeutige IP-Adresse
• 2 Versionen = IPv4 (32 Bit) und IPv6 (128 Bit)
- Vorteile
• hohe Ausfallsicherheit
• vorhandene Infrastruktur optimal genutzt, indem stark frequentierte Verbindungswege gemieden werden - Nachteile
• Pakete = unverschlüsselt; können im Prinzip an jeder Verbindungsstelle gelesen werden
private Netzwerke
- IP-Adressen selbst vergeben
• bei Internet-Verbindung Übersetzung der internen-LAN in öffentliche Adressen mittels Network Adress Translation (NAT) im Router - Zuweisung der IP-Adressen oft durch Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
• somit automatisches Einbinden eines neuen Computers ohne dessen manuelle Konfiguration - Alternative: statische Konfiguration der IP-Adresse, manuelle Verwaltung der Rechneradressen
verwendete Email Protokolle
• SMTP
Protokoll zum Mailversand und -transport
Email-Programm nötig
• POP3
Abrufen von Emails aus Postfach eines Emailservers
• IMAP
Abrufen von Emails aus Postfach eines Emailservers, jedoch Belassen der Emails am Server und dort Verwalten in Ordnern
• SMAP
Weiterentwicklung von IMAP (noch im experimentellen Stadium)
• UUCP
Sammeln von Emails und Verschicken bei nächsten Verbindungsaufbau
Definition: Telnet
(Telecommunication Network)
- weit verbreitetes Netzwerkprotokoll
- zeichenorientierten Datenaustausch zwischen Client und Server über TCP-Verbindung
- Datenaustausch = unverschlüsselt
- häufigste Gebrauch = Herstellen einer Verbindung zwischen Textterminal und entfernten Rechnern über ein Netzwerk
- über Textterminal bzw. Emulator auf einem PC lassen sich Tastatureingaben an andere Endpunkte senden
• i.d.R. somit Bedienung einer Kommandozeilenumgebung (shell)
- da alle Telnet Befehle unverschlüsselt und z.B. Passwörter leicht ausspioniert werden können, wurde secure shell SSH entwickelt
• SSH (secure shell) = Nachfolger von Telnet mit Verschlüsselungskomponente
Definition: FTP
(File Transer Protocol)
- Übertragung von Dateien über TCP/IP-Netzwerke
• Dateien vom Server zum Client (Herunterladen), vom Client zum Server (Hochladen) oder clientgesteuert zwischen 2 Endgeräten
• zudem: Anlegen/Auslesen/Umbenennen/Löschen von Verzeichnissen und Dateien
- Andwendungsschicht 7 des OSI-Schichtmodells
- „Aufsetzen“ eines FTP-Servers
• Anlegen der Verzeichnisse auf dem Server und setzen der Zugriffsrechte für die Verzeichnisse
• Anlegen der Benutzer (eingeschränkte Rechte!) mit Zugriff auf den FTP-Server
• Aktivieren der „ChangeRoot“
- FTP-Befehle
• get : Download der Datei
• put : Upload der Datei
• delete : Löschen von Dateien
• status: zeigt den Status des FTP-Servers an
• lcd: Wechsel des lokalen Verzeichnisses
• hash: Ausgabe eines Doppelkreuzes „#“ für übertragene Datenblöcke
WWW
(World Wide Web)
- über das Internet abrufbares Hypertext-System
- Webbrowser benötigt
- 3 Kernstandards
• HTTP = als Protokoll, mit dem der Browser Informationen vom Webserver anfordern kann
• HTML = als Dokumentenbeschreibungssprache, die festlegt, wie die Information gegliedert ist und wie die Dokumente verknüpft sind (Hyperlinks)
• URLs = als eindeutige Adresse bzw. Bezeichnung einer Ressource (z. B. einer Webseite), die in Hyperlinks verwendet wird
- Folgende Standards kamen später hinzu:
• Cascading Style Sheets (CSS) = Festlegen des Aussehens der Elemente einer Webseite, wobei Trennung von Darstellung und Inhalt
• JavaScript = Skriptsprache mit Anweisungen für Browser mit der Programme eingebettet werden können (Skripte)
• Hypertext Protocol (HTTPS) = Weiterentwicklung von HTTP, bei dem das Protokoll SSL zwischen TCP und HTTP geschoben wird und in der Folge der Datentransfer komplett verschlüsselt wird
Definition: Aufgaben Proxy-Server
- Seiten aus dem Internet zu „cachen“
- Protokollierung aller Webanfragen aus dem Internet
- Festlegung der Art der Zugriffe
