Netzwerktechnik

Netzwerktechnik – zusammengefasst
(http://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/0503271.htm)
Vorteile eines Netzwerkes:
o
o
o
o
o
zentrale Steuerung von Programmen und Daten
Nutzung gemeinsamer Datenbeständen
erhöhter Datenschutz und Datensicherheit
größere Leistungsfähigkeit
gemeinsame Nutzung der Ressourcen
Peer-to-Peer:
Größe:
Datensicherung:
Administration:
Vorteile:
Nachteile:
Ein Peer-to-Peer-Netzwerk eignet sich für bis zu 10 Stationen. Bei mehr Stationen wird es
schnell unübersichtlich und die Nachteile kommen sehr schnell zum Tragen.
Die Datensicherung muss von jedem Netzwerk-Teilnehmer selber vorgenommen werden.
Jeder Netzwerk-Teilnehmer ist für seinen Computer selber verantwortlich.
Diese Art von Netzwerk ist relativ schnell und kostengünstig aufgebaut. Die Teilnehmer
sollten möglichst dicht beieinander stehen.
Eine konsistente Versionsverwaltung für Dokumente ist nur mit viel Aufwand realisierbar.
Eine zentrale Datensicherung ist auch nicht vorhanden.
Mainframe-Architektur:
Vorteile:
Nachteile:
Zentrale Steuerung, Datenhaltung, Anwendungen und kostengünstige Erweiterung
zusätzlicher Terminals.
Ausfall des Mainframes führt zum Ausfall der Terminals. Der Betrieb steht dann komplett.
Im Überlastungsfall müssen die Terminals warten, bis ihre Daten verarbeitet werden.
Vor- und Nachteile der 4 Grundtopologien:
Topologie
Vorteile





einfach installierbar
einfach erweiterbar
kurze Leitungen
verteilte Steuerung
große Netzausdehnung
Stern-Topologie



einfache Vernetzung
einfache Erweiterung
hohe Ausfallsicherheit
Vermaschte Topologie



dezentrale Steuerung
unendliche Netzausdehnung
hohe Ausfallsicherheit
Bus-Topologie
Ring-Topologie
Nachteile








Netzausdehnung begrenzt
bei Kabelbruch fällt Netz aus
aufwändige Zugriffsmethoden
aufwendige Fehlersuche
bei Störungen Netzausfall
hoher Verkabelungsaufwand
hoher Verkabelungsaufwand
Netzausfall bei Ausfall oder
Überlastung des Hubs


aufwendige Administration
teuere und hochwertige Vernetzung
Verkabelung:
Koaxialkabel:
Vorteil der Koaxialkabel gegenüber Twisted-Pair-Kabel
o
o
Es können keine Störspannungen durch Influenz in das Kabel gelangen.
Die im Kabel fließenden Ströme erzeugen keine magnetischen Störfelder.
Anwendungen von Koaxialkabel
o
o
o
Netzwerkkabel
Antennenkabel
Übertragung von TV und Radio (Rundfunk/Broadcast)
Kabeltyp
RG-58/U
RG-58A/U
RG-58C/U
RG-59
RG-62
Koaxialkabel RG-6
Koxialkabel RG-11
Koaxialkabel RG-59
Impedanz
53,5 Ohm
50 Ohm
50 Ohm
75 Ohm
93 Ohm
Anwendung
Ethernet
10Base2
10Base2
Kabelfernsehen
ARCnet
Twisted-Pair-Kabel:
Vorteile von Twisted-Pair-Kabel
o
o
o
o
o
vermindert störende Einflüsse von äußeren magnetischen Wechselfeldern
das Übersprechen zwischen benachbarten Aderpaaren innerhalb des Kabels werden reduziert.
Das Drahtgeflecht dient als Abschirmung gegen niederfrequente Felder.
Eine Kombination aus Geflecht- und Folienschirm ist sehr effektiv, um innere und äußere
elektromagnetische Einflüsse zu verringern.
Statische Aufladungen innerhalb des Kabels werden durch Kunststofffolie verhindert.
Kabeltyp
Kategorie
Max. Frequenz
Impedanz
Anwendung
UTP-1
CAT1
0,3-3,4 kHz
100 Ohm
100 kHz
100 Ohm
Analoge
Sprachübertragung
Analoge
Sprachübertragung
ISDN
10Base-T, 100Base-T4,
ISDN, analoges Telefon
16 MBit Token Ring
4 und 16 MBit Token Ring
100Base-TX, 1000Base-T,
SONET, SOH
1000Base-T
155-MBit-ATM, 622-MBitATM
1000Base-T
10GBase-T(bis 100 Meter)
10GBase-T(bis 100 Meter)
10GBase-T, 40GBase-T und
100GBase-T
(eingeschränkt)
UTP-1
UTP-2
UTP-3
CAT2
CAT3
1 MHz
16 MHz
100 Ohm
100 Ohm
UTP-4
STP
UTP, S/FTP
CAT4
IBM Typ 1/9
CAT5
20 MHz
20 MHz
100 MHz
100 Ohm
150 Ohm
100 Ohm
UTP, S/FTP
UTP, S/FTP
CAT5e
CAT6
100 MHz
250 MHz
100 Ohm
100 Ohm
S/FTP
S/FTP
S/FTP
S/FTP
CAT6e
CAT6a
CAT7
CAT7a
500 MHz
625 MHz
600 MHz
1000 MHz
100 Ohm
100 Ohm
100 Ohm
100 Ohm
U/UTP - Unscreened/Unshielded Twisted-Pair-Kabel
U/FTP - Unscreened/Foiled Twisted-Pair-Kabel
S/FTP - Screened/Foiled Twisted-Pair-Kabel
CAT3
CAT3 war in den USA lange Zeit der Standardkabeltyp bei allen Telefon-Verkabelungen. Die Kabel sind ISDNtauglich.
CAT5
CAT5-Kabel sind in den meisten älteren strukturierten Netzwerk-Verkabelungen anzutreffen. In der Regel
werden sie für die parallele Nutzung von Netzwerk und Telefonie eingesetzt. CAT5-Kabel sind für Fast- und
Gigabit-Ethernet geeignet.
CAT6
CAT6-Kabel sind in den neueren strukturierten Netzwerk-Verkabelungen anzutreffen. In der Regel werden
sie für die parallele Nutzung von Netzwerk und Telefonie eingesetzt.
Für die Verlegung von CAT6-Kabel gibt es meistens keinen wirklichen Grund. Im Bereich Ethernet mit 1
GBit/s reicht CAT5e vollkommen aus.
Im Vergleich zu CAT5-Kabel enthält CAT6-Kabel dickere Adern und mehr Folien- und Geflecht-Schirmung. Vor
allem beim Abisolieren und Auflegen an Dosen und Patchfeldern entsteht wegen der Schirmung ein größerer
Aufwand.
CAT7
Spätestens bei 10-Gigabit-Ethernet sind Kabel der Kategorie 7 notwendig (oder Kategorie 6a). Da diese
Technik als zukunftsweisend gilt und die Kabel dafür nicht sehr viel teurer sind als CAT6-Kabel, werden viele
Neuinstallationen von strukturierten Verkabelungen mit CAT7-Kabel ausgerüstet.
Die Kategorie 7a ist sogar bis 1000 MHz spezifiziert und wurde für Anwendungen ausgearbeitet, die über 10
GBit/s hinausgehen.
Im Unterschied zu den Kabeln der Kategorie 5 und 6 sind alle vier Adernpaare eines CAT7-Kabels einzeln
geschirmt. Doch lässt sich mit 10GBase-T eine schnelle Netzwerk-Infrastruktur aufbauen, die ganz ohne
Glasfaserkabel auskommt.
Lichtwellenleiter (LWL/Glasfaser)
Die Lichtleitertechnik überträgt Daten in Form von Licht über weite Strecken mit Hilfe von Glas-, Quarz- oder
Kunststofffasern. Während die elektrischen Signale in Kupferleitungen als Elektronen von einem zum anderen Ende
wandern, übernehmen in Lichtwellenleitern (LWL) Photonen (Lichtteilchen) diese Aufgabe.
Die Bandbreite auf einer einzigen Glasfaser beträgt rund 60 THz.
Aufbau des Lichtwellenleiters
Vorteile der Lichtwellenleiter gegenüber Kupferkabel
o
o
o
o
o
Lichtwellenleiter können beliebig mit anderen Versorgungsleitungen parallel verlegt werden. Es gibt
keine elektromagnetischen Störeinflüsse.
Wegen der optischen Übertragung sind Störstrahlungen und Masseprobleme nicht vorhanden.
Entfernungsbedingte Verluste des Signals wegen Induktivitäten, Kapazitäten und Widerständen treten
nicht auf.
Nahezu Frequenz-unabhängige Leitungsdämpfung der Signale.
Übertragungsraten sind durch mehrere Trägerwellen mit unterschiedlichen Wellenlängen
(Farbspektrum) fast unbegrenzt erweiterbar.
Nachteil gegenüber Kupferkabel
o
Lichtwellenleiter sind teurer als Kupferleitungen
LAN:
LAN: Einfaches lokales Netzwerk
LAN: Lokales Netzwerk mit Internet-Zugang und Print-Server
Wireless LAN: Lokales Funknetzwerk
TCP – Transmission Control Protocol:
Schicht
Anwendung
Transport
Internet
Netzzugang
HTTP
Dienste/Protokolle/Anwendungen
IMAP
DNS
SNMP
TCP
UDP
IP (IPv4/IPv6)
Ethernet,…
Eigenschaften von TCP
o
o
o
o
Verbindungsmanagement
Flusskontrolle
Zeitüberwachung
Fehlerbehandlung
Beispiele für TCP-Ports
Port-Nummer
21
23
25
80
110
119
Protokoll
FTP
Telnet
SMTP
HTTP
POP3
NNTP
Anwendung
Dateitransfer
Konsole
Postausgang
World Wide Web
Posteingang
Usenet
Aufbau des TCP-Headers
Jedem Datenpaket, das TCP verschickt, wird ein Header vorangestellt, der die folgenden Daten enthält:
o
o
o
o
o
Sender-Port
Empfänger-Port
Paket-Reihenfolge (Nummer)
Prüfsumme
Quittierungsnummer
IPv4 – Internet Protocol Version 4