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
