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1. Einleitung




In diesem Kapitel finden Sie allgemeine Informationen über Netzwerke, deren Architektur und Funktion sowie Protokolle.

1.1 Wofür benötigen Sie ein Netzwerk?
1.2 Wofür benötigen Sie ein Protokoll?
1.3 Welches Protokoll?
1.4 Der Datentransport durch Netzwerke
1.5 Wie sieht eine Netzwerkarchitektur aus?
1.6 Was ist ein Backbone?






1.1 Wofür benötigen Sie ein Netzwerk?



Netzwerke sind eine ideale Möglichkeit, um die Kommunikation und Zusammenarbeit innerhalb eines Unternehmens oder einer Institution optimal auszunutzen. Netzwerke können auch untereinander vernetzt ein großes Netzwerk ergeben, was wiederum die Zusammenarbeit von verschiedenen Gruppen an verschiedenen Orten ermöglcht. So gibt es drei Basisdienste, die in allen Netzwerken vorhanden sind:
  • Remote-Computing
    Erlaubt einem Benutzer einen anderen Rechner fernzusteuern
  • Dateiübertragung
    Ermöglicht den Transport von Dateien auf andere Rechner im Netz
  • E-Mail
    Effiziente, papierlose Kommunikationsmöglichkeit

Viele Netzwerke gehen darüber hinaus und ermöglichem dem User etwa Chat-Systeme, Spiele, etc. Ein besonderer Vorteil von einem TCP/IP Netzwerk liegt darin, daß es ausser verschiedenen Diensten wie FTP, E-Mail, News, Telnet auch Plattformunabhängig ist. D.h. Sie können an ein TCP/IP-Netzwerk jeden Computer anschliessen.


1.2 Wofür benötigen Sie ein Protokoll



Um die Kommunikation zwischen Computern, Druckern, etc. zu ermöglichen, brauchen Sie ein Protokoll. Ein Protokoll ist nichts anderes als ein Regelsatz für bestimmte Aktionen, wie z.B. Dateitransport.
Protokolle legen nicht nur fest, wie etwa Remote-Computing funktioniert, sondern regeln auch die Kommunikation mit Rechnern ausserhalb des eigenen Netzes, sofern ein Gateway zu jenem besteht.


1.3 Welches Protokoll?



Um festlegen zu können, welches Netzwerk für ein Unternehmen oder eine Gesellschaft das beste ist, braucht man einen Bezugspunkt. Die Internetional Standard Organizsation (ISO) hat dazu das Open Systems Internconnections (OSI)-Modell für Protokolle entworfen.
So ein OSI-Modell veranschaulicht, was in jedem Netzwerk vorhanden sein sollte. Das OSI-Modell besteht aus sieben Schichten (Abb. 1-1)

Übersicht und Erläuterung der einzelnen Schichten:

Das OSI-Modell
  • Application Layer (Anwendung)
    Die erste Schicht bietet die für Sotware notwendigen Dienstleistungen. Sie beschreibt einem Programm wie z.B. die Funktion für E-Mail funktioniert. Sie wird Anwendungsschicht genannt, da Sie Dienste für diese bereitstellt oder mit ihnen zusammenarbeitet.
  • Presentation Layer (Darstellung)
    In dieser Schicht wird die Art der Daten festgelegt (ASCII oder Binär), und entsprechend kodiert.
  • Session Layer (Sitzung)
    Hier wird als Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Netzwerk bezeichnet. Auf dieser Schicht werden logische Verbindungen zwischen Anwender und Anwendung hergestellt. Die Verschiedenen Anwendungen sind durch bestimmte Ports adressierbar, etwa Port 21 für FTP.
  • Transport Layer (Transport)
    Bei einem Sendepunkt in einem Netzwerk übernimmt die Transportschicht Daten aus der Sitzungsschicht und versieht sie mit einem Datenkopf und einem Anhang. Kommen die Daten am Zielpunkt an, wird der Datenkopf und der Anhang wieder entfernt und die Daten werden wieder an die Sitzungsschicht übertragen.
  • Communication Layer (Netzwerk)
    Diese Schicht weist den Daten den Weg von einem Punkt zum anderem.
  • Link Layer (Verbindung)
    Diese Schicht ist für die korrekte Übertragung der Daten zuständig.
  • Physical Layer (Physisch)
    Diese Schicht ist für die Übermittlung der Daten von einem Rechner zum anderem zuständig.



1.4 Der Datentransport durch Netzwerke



In einem Netzwerk durchlaufen Daten bezogen auf das OSI-Modell von einem Sendepunkt alle Schichten des Osi-Modells, von der Anwendungsschicht bis zur physischen Schicht. D.h, nach jeder durchlaufenen Schicht wird der Datei ein weiterer Datenkopf hinzugefügt, der für die jeweilige Schicht von Bedeutung ist.


Datenköpfe am OSI-Modell



1.5 Wie sieht eine Netzwerkarchitektur aus?



Die Netzwerkarchitektur setzt sich aus allen Kabeln, Rechnern, Druckern und sonstigen Peripheriegeräten, die an das Netz angeschlossen sind, zusammen. Weiterhin müssen alle diese Geräte durch ein Medium miteinander verbunden sein. Solch ein Medium muß nicht durchgehend sein, d.h. es muß keine direkte Verbindung von Computer A zu Computer B bestehen. Sollte ein oder mehrere Computer zwischen diesen beiden stehen, werden die Daten durch diese Computer an B geroutet, weitergereicht. Abb. 1-3.

routing-Beispiel  Abb. 1-3

An einem Netzwerk können theoretisch unbegrenzt viele Periphäriegeräte angeschlossen sein, die dann zusammen die Netzwerkarchitektur, oder Netztopologie ergeben und dadurch das Protokoll vorgeben. Lediglich ein Protokoll kann durch seinen Aufbau die Anzahl der an ein Netz angeschlossener Geräte begrenzen.
Es gibt mehrere verschiedene Topologien, es sollen jedoch an dieser Stelle nur die drei wichtigsten und am häufigsten vorkommenden vorgestellt werden:

Bus
Hub
Ring



Bus



Eine Bus-Topologie kann man am besten mit Hilfe eines Bildes erklären: Stellen Sie sich den Bus als eine Datenstraße vor, an der alle Periphäriegeräte angeschlossen sind. Als Beisiel ist in Abb. 1-4 ein Bus mit 3 Computern, einem Server und einem Drucker dargestellt.

Beispiel einer Bus-Topologie  Abb. 1-4



Hub



Ein Hub ist ein zentraler Verbindungspunkt in einem Netzwerk. Ein Hub kann entweder ein Server oder ein externes Gerät sein. Alle Daten laufen über ihn. Abb. 1-5.

Beispiel einer Hub-Topologie  Abb. 1-5



Ring



Bei einem Ring-Netzwerk spricht man häufig von Token-Ring, da dies eins der am meißten gebrauchten Protokolle für solche Netze ist. Bei einem Ring gibt es keine zentrale Stelle, durch die die Daten fliessen. Abb. 1-6.

Beispiel einer Ring-Topologie  Abb. 1-6



1.6 Was ist ein Backbone?



Es gibt keine genaue Definition für einen Backbone (engl. Rückrath). Es gibt jedoch zwei Definitionen, die relativ häufig verwendet werden:
  1. Backbone (Leitung)
    Eine Backbone Leitung ist eine sehr leistungsstarke Leitung (in Amerika sind schon Leitungen mit etwa 135 Mbits in Betrieb), die mehrere Netze miteinander verbindet.Abb. 1-7.

    Backbon Leitung  Abb. 1-7
  2. Backbone (Computer)
    Ein Backbone-Computer ist ein zentraler Computer, der alleine eine bestimmte Funktion in einem Netzwerk ausführt. Meißtens ist ein Backbone-Computer auch ein zentraler Server in einem Netzwerl.





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