Thema: Computer - Netzwerke

Thema: Computer - Netzwerke
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Zeitrahmen: ca. 20 Stunden
Globale, lokale Netzwerke
Einteilung von Netzwerken
Aufgaben von Netzwerken
Datenschutz und Datensicherheit in Netzwerken
Protokolle und Dienste
Adressierung in TCP/IP – Netzwerken
Erstellung eines Webprojekts – praktische Arbeit
Globale, lokale Netzwerke
Begriffsbestimmung
Ein Computernetzwerk ist ein Verbund von mehren Computern, die mit
einander verbunden sind und untereinander Daten austauschen können.
Einteilung von Netzwerken
Jedes Netzwerk lässt sich in eine bestimmte Klasse einordnen. Die Klassen richten sich nach der
jeweiligen Reichweite (Verbindungsraum) des Netzwerkes.
Kurzwort
LAN
Name
Local area network
MAN
metropolitan area
network
WAN
wide area network
GAN
gobal area network
WLAN
wireless local
network
area
Beschreibung
Verbindungsraum
Unter einem LAN
versteht man ein
Computernetzwerk
innerhalb eines räumlich
begrenzten Bereiches
MAN ist ein
breitbandiges, in
Glasfasertechnologie
realisiertes
Telekommunikationsnetz,
das überwiegend in
ringförmiger Struktur
aufgebaut ist und die
wichtigsten Bürozentren
einer Großstadt
miteinander verbindet.
Ein MAN kann eine
Ausdehnung bis zu 100
km haben.
Unter einem WAN
versteht man ein
Netzwerk, das über weite
Strecken mehrere LANs
verbindet
Unter einem GAN
versteht man ein
Netzwerk das weltweit
mehrere WANs verbindet
Bezeichnet ein
"drahtloses" lokales
Funknetz-Netzwerk
innerhalb eines
räumlich begrenzten
Bereiches
(Hinweise zum Ausfüllen der Tabelle:
Name: ausführlicher Name des Kurzwortes
Beschreibung: Merkmale des Netzwerkes und Beispiele für deren Anwendung)
Ausdehnung bis zu
100 km haben.
Über Hunderte von
Kilometern (auch via
Satellit)
Weltweit
30 –100m
Erstellen Sie ein Organigramm aus dem die Einteilung der Netzwerke nach
Topologien (Vernetzungsarten) ersichtlich wird.
Netzwerke
Stern
Ring
Bus
Baum
vermascht
Merkmal:
Jedes Endgerät ist
mit dem Verteiler
verbunden, die
Endgeräte
untereinander sind
nicht verbunden
Jedes Endgerät ist
mit genau zwei
anderen verbunden
Alle Endgeräte sind
an den Bus
angeschlossen
Keine Endwiderstände
Am Ende der Kabel
ist ein Widerstand.
Jedes Endgerät ist
mit dem Verteiler
verbunden, die
Verteiler
untereinander sind
verbunden
teilweise vermaschtes
Netz Die Endgeräte
sind miteinander
verbunden
Rechneranzahl:
unbergrenzt
Jedem Knoten
signalverstärkung(rpe
ater)
Vorteile:
1.Der Ausfall
eines Endgerätes
hat keine
Auswirkung auf
den Rest des
Netzwerks.
2.Dieses Netz bietet
hohe
Übertragungsraten
1.Vorgänger und
Nachfolger sind
definiert
1.Einfache
Verkabelung und
Netzwerkerweiterun
g
2.Strukturelle
Erweiterbarkeit
1.Große
Entfernungen
realisierbar
(Kombination
Der Ausfall eines
Kabels nicht schlimm
„Ersatzstrecke“
vorhanden
1.Der Ausfall eines
Endgerätes führt
dazu, dass die
gesamte
Netzwerkkommunikation
unterbrochen wird
1.Hohe
Fehleranfälligkeit:
Ist das
gemeinsame
Medium defekt,
funktioniert das
ganze Netz nicht
mehr.
2.Aufgrund der
Möglichkeit der
Kollisionen sollte
das Medium nur zu
ca. 30%
ausgelastet werden
1.Beim Ausfall
eines Knotens ist
der Rest des
Astes/Baumes "tot“
1.viel arbeit mit der
Verkabelung
Nachteile:
1.Bei Ausfall des
Verteilers sind
sämtliche
Endgeräte
betroffen.
2.Die Verkabelung
ist relativ aufwendig
2.wirkt sehr
unübersichtlich.
Stern-Topologie
Jedes Endgerät ist mit dem Verteiler verbunden, die Endgeräte
untereinander sind nicht verbunden
Vorteile
o
o
Der Ausfall eines Endgerätes hat keine Auswirkung auf
den Rest des Netzwerks.
Dieses Netz bietet hohe Übertragungsraten.
Nachteile
o
o
Bei Ausfall des Verteilers sind sämtliche Endgeräte
betroffen.
Die Verkabelung ist relativ aufwendig.
Ring-Topologie
Jedes Endgerät ist mit genau zwei anderen verbunden
Vorteile
o
Deterministische Netzwerkkommunikation - Vorgänger
und Nachfolger sind definiert
Nachteile
o
Der Ausfall eines Endgerätes führt dazu, dass die gesamte
Netzwerkkommunikation unterbrochen wird (Ausnahme bei
Protection-Umschaltung - siehe: FDDI)
Bus-Topologie
Alle Endgeräte sind an den Bus angeschlossen
Vorteile
o
Einfache Verkabelung und Netzwerkerweiterung
Nachteile
o
o
Hohe Fehleranfälligkeit: Ist das gemeinsame Medium
defekt, funktioniert das ganze Netz nicht mehr.
Aufgrund der Möglichkeit der Kollisionen sollte das Medium
nur zu ca. 30% ausgelastet werden
Baum-Topologie
Jedes Endgerät ist mit dem Verteiler verbunden, die Verteiler untereinander
sind verbunden
Vorteile
o
o
Strukturelle Erweiterbarkeit
Große Entfernungen realisierbar (Kombination
Nachteile
o
Beim Ausfall eines Knotens ist der Rest des Astes/Baumes
"tot"
5=Vermaschtes Netzwerk
teilweise vermaschtes Netz Die Endgeräte sind miteinander verbunden
Vorteile
o
Der Ausfall eines Kabels nicht schlimm „Ersatzstrecke“
vorhanden
Nachteile
o
o
Viel arbeit mit der Verkabelung
wirkt sehr unübersichtlich.
Weiterführende Informationen
Es gibt verschiedene Lösungen, wie die Rechner sich zueinander verhalten, die je nach Anforderungen
zum Einsatz kommen:
Peer-to-peer
Bei dieser Form sind alle Rechner untereinander gleichberechtigt. D.h. das Netz kann so konfiguriert
werden, dass von jedem PC auf den anderen zugegriffen werden kann. Das Sicherheitskonzept ist
dabei relativ gering. Jeder Rechner ist gleichzeitig Arbeitsplatz (oder auch Client genannt) und Server.
Dadurch steigt die Belastung des Rechners jedoch an. Dementsprechend eignet sich dieses Verfahren
nur in relativ kleinen Netzen mit maximal 3-4 Clients.
Durch die Tatsache, dass an dem PC, auf dem z.B. zentrale Daten liegen auch gearbeitet wird, besteht
die große Gefahr eines Absturzes dieses Rechners. In diesem Fall sind alle Benutzer der Daten, die auf
diesem PC liegen betroffen.
Der Vorteil ist, dass kein zusätzlicher Rechner mit Serverbetriebsystem notwendig ist, also Kosten
gespart werden können.
Client/Server
Server heißen Rechner, die als "Dienstleister" im Netzwerk tätig sind. Sie fungieren als zentrale
Dateiablage (File-Server), an ihnen sind die Drucker angeschlossen (Print-Server) oder es laufen
Programme darauf, auf deren Daten mehrere Benutzer Zugriff haben (Application-Server).
Selbstverständlich kann ein File-Server zugleich auch Print-Server sein usw. An ihnen wird in der
Regel nicht gearbeitet, sie widmen sich ausschließlich ihrer Servertätigkeit (man spricht auch von
"dedizierten" Servern). Die Arbeit (Textverarbeitung o.ä.) findet nur an den Clients (oder auch
Arbeitsplätzen, neudeutsch Workstations) statt, die aber ihre Daten vom Server holen und sie dort auch
wieder ablegen.
Server haben ein sehr ausgeklügeltes Sicherheitskonzept in zweierlei Hinsicht: Zum einen kann
geregelt werden, wer auf was und wann zugreifen bzw. benutzen darf. So ist es z.B. durchaus üblich
für jeden Benutzer einen eigenen Bereich anzulegen, auf den nur dieser Benutzer Zugriff hat. Ebenso
gemeinsame Bereiche für Arbeitsgruppen oder Abteilungen und öffentliche Bereich mit
Zugriffsmöglichkeit für jedermann.
Zum zweiten bieten Server inzwischen hervorragende Möglichkeiten bezüglich der Ausfallsicherheit.
Diese kann durch einen Hardwaredefekt verursacht werden, Stromausfall u.ä. So wäre es z.B. fatal,
wenn eine Firma mit 100 Mitarbeitern die Arbeit einstellen müsste, nur weil am File-Server eine
Festplatte ausgefallen ist.
Ein weiterer großer Vorteil eines zentralen Servers ist die Möglichkeit der Datensicherung. Die Praxis
hat gezeigt, dass die einzelnen Benutzer sehr nachlässig damit umgehen, ihre Daten auf externe
Medien (Disketten, Bänder) zu sichern. Der Server bietet die Möglichkeit, dies automatisch täglich zu
erledigen. Dadurch wird die Gefahr eines Datenverlusts minimiert.
Die Nachteile eines Servers sollen hier nicht unerwähnt bleiben: Zum einen ist eine Server-Lösung
meistens teuer, da außer einem zusätzlichen Rechner auch das Server-Betriebssystem erworben
werden muß, dessen Preis sich in der Regel aus der Anzahl der angeschlossenen Benutzer berechnet.
Zum anderem begibt man sich in eine große Abhängigkeit. Was passiert zum Beispiel, wenn der
Zugriff auf den Server aus irgendeinem Grund nicht mehr möglich ist (Defekt, Sabotage o.ä.)? Diese
Bedrohung gilt es zu verhindern oder möglichst zu minimieren! Der letzte Punkt ist die Tatsache, dass
es nicht ganz einfach ist einen Server einzurichten.