Grundlagen Netzwerktechnik

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Beschreibung

Grundlagen Netzwerktechnik Als es die ersten Computer gab, waren diese sehr teuer. Vor allem Peripherie-Geräte und Speicher waren fast unbezahlbar. Zudem war es erforderlich zwischen mehreren Computern Daten auszutauschen. Aus diesen Gründen wurden Computer miteinander verbunden bzw. vernetzt. Daraus ergaben sich einige Vorteile gegenüber unvernetzten Computern: zentrale Steuerung von Programmen und Daten Nutzung gemeinsamer Datenbeständen erhöhter Datenschutz und Datensicherheit größere Leistungsfähigkeit gemeinsame Nutzung der Ressourcen Die erste Möglichkeit, Peripherie-Geräte gemeinsam zu nutzen, waren die Umschaltboxen. So konnte man von mehreren Computern aus einen Drucker nutzen. An welchem Computer der Drucker angeschlossen war, wurde über die Umschaltbox bestimmt. Leider haben Umschaltboxen den Nachteil, dass Computer und Peripherie beieinander stehen müssen, weil die Kabellänge begrenzt ist.

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Was lernen Sie in diesem Kurs?

Server
Architektur
Netzwerktechnik
Software
Datenbank
Grundlagen
Terminal
Datenbanken
Groupware

Themenkreis

Was ist ein Netzwerk?

Ein Netzwerk ist die physikalische und logische Verbindung von Computersystemen. Ein einfaches Netzwerk besteht aus zwei Computersystemen. Sie sind über ein Kabel miteinander verbunden und somit in der Lage ihre Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Wie Daten, Speicher, Drucker, Faxgeräte, Scanner, Programme und Modems. Ein netzwerkfähiges Betriebssystem stellt den Benutzern auf der Anwendungsebene die Ressourcen zur Verfügung.

Datenübertragung im Netzwerk

Die Datenübertragung kann grundsätzlich auf zwei Arten erfolgen. Entweder verbindungsorientiert oder verbindungslos.
Bei der verbindungsorientierten Datenübertragung wird vor dem Austausch der Daten erst eine logische Verbindung aufgebaut. Während der Übertragung bleibt die Verbindung zwischen den Kommunikationspartnern aufrechterhalten. Die logische Verbindung bleibt solange bestehen, bis sie durch einen Verbindungsabbau beendet wird.
Bei der verbindungslosen Kommunikation wird keine logische Verbindung und damit auch keine dauerhafte Verbindung aufgebaut. Die Daten werden in unabhängige und separate Einheiten geteilt. Die Übertragung jeder Einheit wird als abgeschlossener Vorgang behandelt. Je nach Technik wird die Einheit als Datenpaket, Frame oder Datagramm bezeichnet.

Peer-to-Peer-Architektur


In einem Peer-to-Peer-Netzwerk ist jeder angeschlossene Computer zu den anderen gleichberechtigt. Jeder Computer stellt den anderen Computern seine Ressourcen zur Verfügung. Ein Peer-to-Peer-Netzwerk eignet sich für bis zu 10 Stationen. Bei mehr Stationen wird es schnell unübersichtlich. Diese Art von Netzwerk ist relativ schnell und kostengünstig aufgebaut. Die Teilnehmer sollten möglichst dicht beieinander stehen.
Einen Netzwerk-Verwalter gibt es nicht. Jeder Netzwerk-Teilnehmer ist für seinen Computer selber verantwortlich. Deshalb muss jeder Netzwerk-Teilnehmer selber bestimmen, welche Ressourcen er freigeben will. Auch die Datensicherung muss von jedem Netzwerk-Teilnehmer selber vorgenommen werden.

Client-Server-Architektur


In einem serverbasierten Netzwerk werden die Daten auf einem zentralen Computer gespeichert und verwaltet. Man spricht von einem dedizierten Server, auf dem keine Anwendungsprogramme ausgeführt werden, sondern nur eine Server-Software und Dienste ausgeführt werden.
Diese Architektur unterscheidet zwischen der Anwender- bzw. Benutzerseite und der Anbieter- bzw. Dienstleisterseite. Der Anwender betreibt auf seinem Computer Anwendungsprogramme (Client), die die Ressourcen des Servers auf der Anbieterseite zugreifen. Hier werden die Ressourcen zentral verwaltet, aufgeteilt und zur Verfügung gestellt.
Für den Zugriff auf den Server (Anfrage/Antwort) ist ein Protokoll verantwortlich, dass sich eine geregelte Abfolge der Kommunikation zwischen Client und Server kümmert.
Die Client-Server-Architektur ist die Basis für viele Internet-Protokolle, wie HTTP für das World Wide Web oder SMTP/POP3 für E-Mail. Der Client stellt eine Anfrage. Der Server wertet die Anfrage aus und liefert eine Antwort bzw. die Daten zurück.

Beispiel: File-Server oder Datei-Server

Ein File- oder Datei-Server ist ein Computer, dessen typische Anwendung die zentrale Datenspeicherung ist. Während man auf einem Client Dateien bearbeitet, werden sie auf dem Server gespeichert. Das ermöglicht auch eine zentrale Datensicherung und Zugriffsteuerung.
Auf dem File-Server kommt ein Betriebssystem zum Einsatz, das den gleichzeitigen Zugriff mehrerer Clients organisiert. Auf dem File-Server sind die Zugriffe der Clients auf bestimmte Ressourcen beschränkt. Zum Beispiel auf einzelne Verzeichnisse oder Dateien.

Beispiel: Datenbank-Server

Bestimmte Daten liegen nicht in Form von Dateien vor, sondern werden in strukturierter Form in Datenbanken gespeichert. Datenbanken sind im Prinzip große Dateien, in denen Daten in strukturierter Form abgelegt sind. Eine Datenbank-Software ermöglicht den Zugriff auf diese Daten. Dabei wird über eine eigene Datenbank-Sprache eine Abfrage an die Datenbank gestellt. Die Abfrage der Daten wird vom Benutzer über eine Software auf seinem Rechner durchgeführt. Die Software stellt dann eine Verbindung zur Datenbank her und fordert die Daten an. Die Datenbank stellt die zur Abfrage passenden Daten meist tabellarisch zusammen und schickt sie zurück. Die Software auf dem Client ist dann für die Darstellung der Daten verantwortlich.

Beispiel: Groupware

Groupware ist eine spezielle Software, die die Zusammenarbeit in Arbeitsgruppen fördert, Arbeitsabläufe vereinfacht und automatisiert. Wenn in einem Netzwerk die enge Zusammenarbeit zwischen Netzwerkteilnehmern möglich sein soll, dann kommt eine Groupware-Software zum Einsatz. Sie bietet folgende Möglichkeiten:

  • E-Mail
  • private, gemeinsame und öffentliche Terminkalender
  • zentrales Adressbuch
  • Dokumentbearbeitung im Team
  • Zugriffsmöglichkeiten auf Datenbanken
Mainframe-Architektur


Die Mainframe-Architektur sieht wie die Client-Server-Architektur eine Aufteilung des Netzwerks in Terminals und den Großrechner vor, der auch als Mainframe bezeichnet wird. Der Mainframe ist ein sehr leistungsfähiger Computer. Dort sind meist speziell entwickelte Applikationen installiert, die über die Terminals bedient werden. Über serielle Leitungen sind die Terminals mit dem Mainframe verbunden. Wobei das Terminals nur aus einem Bildschirm und einer Tastatur besteht.
Bei der Mainframe-Architektur bilden Terminal und Mainframe eine Einheit. Das Terminal dient als Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle zwischen Benutzer und Mainframe. Benutzereingaben werden vom Mainframe verarbeitet und vom Terminal dargestellt.

Die Mainframe-Architektur stammt aus einer Zeit, als es finanziell und aus Platzgründen noch nicht möglich war, jedem Mitarbeiter einen eigenen vollwertigen Computer zur Verfügung zu stellen. Stattdessen beschränkte man sich auf ein einfaches Terminal. Die zentrale Steuerung, Datenhaltung, Anwendungen, sowie die kostengünstige Erweiterung zusätzlicher Terminals, gelten als die Vorteile dieser Architektur. Allerdings führt der Ausfall des Mainframes zum Ausfall der Terminals. Der Betrieb steht dann komplett.

Moderne Formen des Terminals sind mit Arbeitsspeicher, Prozessor und Schnittstellen ausgestattet. Hier laufen ein Großteil der Anwendungen im Terminal. Diese müssen mangels lokalem Massenspeicher vom Mainframe in den Arbeitsspeicher geladen werden. Statt dem Mainframe ist ein Terminalserver für die Auslieferung der Programme zuständig.

Sicherheit in der Netzwerktechnik
  • Grundlagen der Netzwerk-Sicherheit
  • Sicherheitsrisiken und Sicherheitslücken in der Netzwerktechnik
  • Überwachung durch Geheimdienste
  • Wie sicher ist ...?
  • Sicherheitskonzepte in der Informations- und Netzwerktechnik
Weitere verwandte Themen:
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  • Organisationen in der Netzwerktechnik
  • Netzwerk-Topologie
  • LAN - Local Area Network
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