Was ist ein Netzwerk?
Sie möchten wissen, was der Begriff "Netzwerk" in der Computer-Fachsprache bedeutet? Wir erklären es Ihnen.
Fast jedem ist das Wort "Netzwerk" in Verbindung mit Computern oder anderer Technologie schon einmal untergekommen. Doch was bedeutet es eigentlich, wenn Rechner miteinander "vernetzt" sind? Und kann ein Netzwerk Vorteile haben? Diese und weitere Informationen veranschaulichen wir im Folgenden.
Worum handelt es sich bei einem Netzwerk?
Grundlegend ist ein Netzwerk in der Informationstechnologie als eine Verbindung von mindestens zwei Systemen definiert. Blicken Sie auf Ihr Heimnetzwerk wird schnell klar, dass oft mehr als zwei Geräte mit dem Netzwerk verbunden sind. PCs, Laptops, Smartphones, Tablets, Konsolen und Gadgets – heutzutage ist fast alles vernetzt. Die Verbindung bzw. Vernetzung geschieht in den meisten Fällen durch eine gemeinsame Verbindung zu einem Router. Über den Router sind die Geräte aber nicht nur untereinander verbunden, sondern in den meisten Fällen auch mit dem Internet.
Tipp: Möchten Sie mehr darüber erfahren, was ein Router ist, lesen Sie diesen Beitrag.
Ein Heimnetzwerk bzw. lokales Netzwerk nennt man LAN (Local Area Network). Moderne Router funken meist drahtlos und sind nicht mehr über ein LAN-Kabel mit allen Geräten verbunden. Diese Art des Netzwerkes nennt man WLAN (Wireless LAN, also kabelloses LAN). Neben der Netzwerkfunktion wird so auch die Internetverbindung aufrechterhalten. Ein lokales Netzwerk via LAN-Kabel oder WLAN ermöglicht einige Funktionen: Die Geräte können untereinander kommunizieren und über erteilte Freigaben Zugriffsrechte auf gemeinsame Dateien und Ressourcen ermöglichen. Dadurch haben Sie als Nutzer folgenden Vorteil: Dateien können bearbeitet werden, ohne dass diese auf einen anderen Computer im Netzwerk gesendet werden müssen. Dazu muss ein gemeinsames Heimnetzwerk eingerichtet werden – auch das erklären wir im verlinkten Beitrag Schritt-für-Schritt.
Es gibt einige netzwerkfähige Geräte, bei denen es sich nicht direkt um einen Computer handelt. Dies können beispielsweise Heimserver oder Drucker sein. Der Drucker kann derart konfiguriert werden, dass jeder Benutzer im Netzwerk seine Dokumente zum Druck über die Verbindung dorthin schicken kann und der Drucker dann die Dokumente nacheinander ausdruckt. Wie Sie einen Netzwerkdrucker einrichten, erklären wir Ihnen in diesem Beitrag. Ein Heimserver, etwa ein NAS, kann genutzt werden, um einen gemeinsamen Speicher für alle Netzwerk-Nutzer anzulegen. So können dort beispielsweise Bilder gemeinsam gespeichert und abgerufen werden – vergleichbar mit einer Cloud, nur eben ohne Internet. Wie Sie ein NAS einrichten, lesen Sie hier.
Untergliedert man die Arten von Netzwerken auf ihre Struktur, kann das einfachste Netzwerk als Zusammenschluss von zwei Computern dargestellt werden. Hier wird auch der Fachbegriff Peer-to-Peer-Verbindung genutzt. Bei einer Peer-to-Peer-Verbindung wird (kurzzeitig) ein Netzwerk zwischen Computern aufgebaut, die sich nicht am gleichen Ort befinden. Diese Strategie wird häufig beim Download bestimmter Programme genutzt, indem die Computer während des Downloads gleichzeitig auch als Upload-Medium genutzt werden. Heutige Netzwerke sind weitaus komplexer und bestehen aus mehreren Systemen, bedingt durch die hohe Anzahl an Endgeräten. Hier kommen sogenannte Server-Client-Netzwerke zum Einsatz. Abgebildet an Ihrem Heimnetzwerk sind alle Geräte als Clients mit dem Router verbunden. Der Router stellt in diesem Fall den zentralen Punkt im Netzwerk dar – sprich den Server. Über diesen kommunizieren die verbundenen Rechner wiederum mit dem Internet.
Weitere Arten von Netzwerken stellt das Internet of Things dar. Das Internet of Things (also das Internet der Dinge) ist ein Sammelbegriff. Damit ist in den meisten Fällen eine Vernetzung des Haushalts und ein Zusammenbringen von Computer und Smart-Geräten gemeint. So lässt sich möglicherweise die Kaffeemaschine per Knopfdruck auf dem Smartphone bedienen. Auch dies geschieht über ein lokales Netzwerk. Außerdem gibt es in vielen Firmen noch das Intranet. Dies bezeichnet ein Rechnernetzwerk, an das nur lokale Computer angebunden sind und kein öffentlicher Zugang besteht. So können Dateien firmenintern zugänglich gemacht werden. Manchmal sind auch bestimmte Websites nur auf Computern sichtbar, die dem Intranet angehören.
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Lokale Netzwerke
Letztes Update am Freitag 10 November 2017 à 05:46 von Silke Grasreiner.
Lokale Netzwerke gehören zu den einfacheren Netzwerktypen mit einer relativ geringen Reichweite. Hier erfahren Sie mehr über diese Art von Netzwerken.
Was ist ein lokales Netzwerk?
Ein lokales Netzwerk oder LAN (Local Area Network) ist ein Netzwerk, durch das die Computer einer Firma oder Organisation verbunden werden können. Das Konzept wurde bereits in den 1970er Jahren angewendet und stellt den Angestellten einer Firma ein System zur Verfügung, um:
Informationen auszutauschen,
untereinander zu kommunizieren und
auf verschiedene Dienste Zugriff zu haben.
Ein lokales Netzwerk verbindet Computer (oder Peripheriegeräte wie Drucker) meist über Kabel als Übertragungswege (vor allem Twisted-Pair-Kabel oder Koaxialkabel), im Umkreis von rund einhundert Metern. Über diese Reichweite hinaus zählt man das Netzwerk zu einem anderen Netzwerktyp, dem MAN (Metropolitan Area Network), bei dem die Übertragungsmittel besser für größere Distanzen geeignet sind.
Hardware-Bestandteile eines lokalen Netzwerks
Ein lokales Netzwerk besteht aus Computern, die durch Hard- und Software-Elemente miteinander verbunden sind. Die Hardware-Elemente zur Verbindung der Computer sind die folgenden:
Die Netzwerkkarte: Dies ist eine Karte, die auf dem Motherboard des Computers eingesetzt wird, und die Schnittstelle mit der physikalischen Ausstattung ermöglicht, also den physikalischen Kabeln, über die Information übertragen wird.
Der Transceiver: Er sorgt für die Transformation der Signale, die auf dem physikalischen Medium in Umlauf sind, in logische Signale, die von der Netzwerkkarte verarbeitet werden können, sowie für das Senden und Empfangen.
Der Socket: Dieses Element bildet die mechanische Verbindung zwischen Netzwerkkarte und dem physikalischen Medium.
Die physikalischen Verbindungen: Das ist die Ausstattung (meist in Form von Kabeln), durch die die Computer miteinander verbunden werden können. Die wichtigsten physikalischen Verbindungen, die bei lokalen Netzwerken verwendet werden, sind Koaxialkabel, Twisted-Pair-Kabel oder Lichtleitkabel.
Topologien lokaler Netzwerke
Die eingesetzten Hardware-Komponenten reichen nicht aus, um das lokale Netzwerk zu nutzen. Es muss eine Standard-Zugangsweise zwischen den Computern festgelegt werden, damit diese wissen, wie sie Informationen austauschen sollen, insbesondere dann, wenn mehr als zwei Computer sich das physikalische Medium teilen.
Diese Zugangsweise nennt man logische Topologie. Die logische Topologie wird ausgeführt von einem Zugangsprotokoll. Die am häufigsten verwendeten Zugangsprotokolle sind Ethernet und Token-Ring.
Die Art und Weise, wie die Computer physikalisch verbunden sind, nennt man physische Topologie. Die wichtigsten physischen Topologien sind die Ring-Topologie, die Die Bus-Topologie und die Stern-Topologie.
Foto: © Pixabay.
Netzwerk Begriffserklärung & Definition
Netzwerk Begriffserklärung und Definition
Bei einem Netzwerk respektive Rechnernetz werden in erster Linie mehrere Computer miteinander verbunden. Darüber hinaus ist aber auch die Einbindung von Agenten, Sensoren oder Aktoren und dergleichen mehr möglich. Gängiger ist allerdings die Einbindung von netzwerkfähigen Druckern oder entsprechenden Faxgeräten und Servern. Die Bildung eines Netzwerks kann mehrere Gründe haben. Der Hauptgrund ist die Kommunikation, wie etwa via Chat oder VoIP. Darüber hinaus erlaubt ein Netzwerk den Datenaustausch zwischen den involvierten Rechnern oder aber das Zugreifen auf Daten, die zum Beispiel auf einem zentralen Server gespeichert sind. Darüber hinaus können die in ein Netzwerk eingebunden Rechner gemeinsam einen einzigen Netzwerkdrucker oder ein implementiertes Faxgerät nutzen. Zudem ist es über ein Netzwerk möglich, dass alle darin eingebundenen Rechner gemeinsam eine rechenintensive Aufgabe, wie etwa die Konstruktion eines komplexen 3-D-Modells mithilfe von sogenannten CAD-Anwendungen, bearbeiten und so deutlich schneller bewältigen. Prinzipiell kann zwischen einem lokalen und einem nicht-lokalen Netzwerk unterschieden werden, wenngleich sich diese beiden Varianten abermals in unterschiedliche Netzwerkarten unterteilen lassen.
Lokale und nicht-lokale Netzwerke
Lokale Netzwerke lassen sich grundsätzlich in Body Area Network oder kurz BAN, Personal Area Network oder kurz PAN und Local Area Network oder kurz LAN unterteilen. All diese Netzwerkvarianten können heutzutage auch per Funk aufgebaut werden. Die bekannteste Form eines kabellosen Netzwerks dürfte dabei das WLAN sein. Neben dem kabelgebundenen LAN ist WLAN zumindest im privaten Umfeld und kleinen Unternehmen die am häufigsten gewählte Art, ein Netzwerk aufzubauen. Grund für die weite Verbreitung ist unter anderem, dass LAN eine deutlich größere Ausdehnung als PAN erlaubt. Je nach Personendichte beziehungsweise Anzahl an Netzwerkkomponenten und Entfernung, über die das Netzwerk aufgebaut werden soll, ist LAN jedoch nur bedingt geeignet, da seine mögliche Ausdehnung in der Regel auf 500 Meter limitiert ist. Wobei anzumerken ist, dass mehrere LANs miteinander verbunden werden können, wodurch eine deutlich weitere Ausdehnung möglich wird.
Als nicht-lokale Netzwerke sind Metropolitan Area Network oder kurz MAN, Wide Area Network oder kurz WAN, Global Area Network oder kurz GAN, Virtual Private Network oder kurz VPN und Storage Area Network oder kurz SAN zu nennen. Wie ein LAN mit einem LAN verbunden werden kann, kann zum Beispiel auch ein MAN mit einem WAN verbunden werden. Ebenso kann ein LAN in ein MAN oder ein WAN eingebunden werden.
Aufbau eines lokalen Netzwerks am Beispiel von LAN
Bei einem LAN werden die Computer entweder direkt oder aber über eine Art Verteiler, wie etwa einen Router, Switch oder Hub, miteinander verbunden. Ein grundlegender Vorteil eines Verteilers ist, dass ein Computer mit nur einem einzigen Netzwerkanschluss mit mehreren Computern oder sonstigen Geräten verbunden werden kann. Die gängigste Art, ein leitungsgebundenes respektive kabelgebundenes Netzwerk aufzubauen, ist Ethernet. Als Leitung dienen dabei zumeist gedrillte Kupferkabel, wenngleich diesbezüglich seit einiger Zeit auch Glasfaserverbindungen zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Bei beiden Kabelarten haben sich bestimmte Standards etabliert. Die bei Kupferkabeln heutzutage am weitesten verbreiteten Standards sind CAT5e und CAT6, die beide Datentransferraten von bis zu 1000 Mbit/s erlauben. Der Standard CAT5 gilt hingegen als veraltet, da bei diesem die Höchstgrenze des theoretisch möglichen Datentransfers bei 100 Mbit/s liegt. Da diese Datenrate in Bezug auf das Internet jedoch mehr als ausreichend ist, liegen Modems und Routern oder dergleichen häufig noch immer CAT5 Kabel bei.
Potenzieller Nachteil der Ethernet-Technik ist, dass sich alle Mitglieder des Netzwerks letztendlich eine einzige Bandbreite teilen, wodurch es zu Kollisionen untereinander kommen kann. Zudem nimmt die Datentransferrate eines jeden Teilnehmers ab, sobald mehre Teilnehmer simultan Daten übertragen wollen. Bei dem sogenannten Token Ring besteht dieses Problem nicht. Bei dieser Art, ein Netzwerk aufzubauen, kann immer nur ein einziger Teilnehmer zu einem bestimmten Zeitraum Daten senden oder aber auf die Daten eines anderen Computer respektive Servers zugreifen. Sobald das Senden oder der Dateizugriff beendet ist, bekommt das nächste Netzwerkmitglied die alleinigen Nutzungs- respektive Zugriffsrechte. Normalerweise erfolgt die Weitergabe der Rechte der Reihe nach, sodass der Ring nach einer gewissen Zeit vollständig umrundet ist und jedes Netzwerkmitglied einmal die vollen Nutzungsrechte hatte. Wobei dies selbstverständliche keine festgeschriebene Regel ist, da die Nutzungsrechte stattdessen auch einfach je nach Dringlichkeit oder Bedarf frei weitergeben werden können. Bei dem ursprünglichen Token Ring war ein Computer immer nur mit seinen beiden direkten Nachbarn verbunden, wodurch sich letztendlich der namensgebende Ring bildete. Der Nachteil dabei war, dass sich die Weitergabe von Daten recht umständlich gestalten konnte, da sie unter Umständen über mehrere Rechner erfolgen musste, bis die angeforderten Daten tatsächlich beim finalen Empfänger eintrafen. Daher wird heutzutage verstärkt auf eine gemeinhin als Token Ring over Ethernet bezeichnete Kombination aus Ethernet und Token Ring gesetzt.
Eine weitere Variante, Computer zu einem Netzwerk zusammenzuschließen, ist das sogenannte PowerLAN, bei dem auf herkömmliche Netzwerkkabel verzichtet wird. Anstatt über Kupferkabel oder Glasfaserkabel erfolgt die Vernetzung beim PowerLAN nämlich mithilfe spezieller Adapter einfach über das herkömmliche Stromnetz. Allerdings gilt das PowerLAN als sehr störungsanfällig und kann zudem selbst das Stromnetz stören. Außerdem verlang das PowerLAN nach besonderen Verschlüsslungsverfahren, da die Daten ähnlich wie beim Funknetz frei verteilt werden. Dennoch kann es eine sinnvolle Alternative oder zumindest Ergänzung zum Ethernet sein, da beim PowerLAN keine Netzwerkkabel verlegt werden müssen, um zum Beispiel zwei Etagen miteinander zu verbinden.
Die Topologie des Netzwerkaufbaus
Mit Topologie ist die Art, auf die die einzelnen Computer beziehungsweise Komponenten in das Netzwerk eingebunden werden, gemeint. Dabei haben sich mehrere Grundformen herausgebildet. Eine ist die Ring-Topologie, bei der das Netzwerk in Form eines Rings aufgebaut ist und bei der jeder Computer in der Regel nur mit seinen jeweiligen Nachbarn verbunden ist. Eine weitere gängige Form ist die Stern-Topologie, bei der die jeweiligen Computer sternförmig um einen zentralen Punkt verteilt aufgebaut sind. Dieser Punkt kann ein einfacher Router, ein Server oder aber ein Hauptrechner, der die Netzwerkrechte vergibt und somit letztendlich das gesamte Netzwerk kontrolliert, sein. Bei der erweiterten Stern-Topologie werden mehrere Stern-Topologien miteinander verbunden. In der Regel erfolgt die Verbindung dabei an den jeweiligen Zentren der einzelnen Stern-Topologien. Ein weiterer Stereotyp ist die Baum-Topologie, bei der es zumeist auch einen Hauptrechner gibt, an den weitere Rechner angeschlossen werden. Die Besonderheit dabei ist, dass an die jeweiligen Rechner abermals weitere Rechner angeschlossen werden können. Normalerweise nimmt bei der Baum-Topologie die Befugnis der involvierten Rechner ab, je weiter sie von der „Wurzel“ entfern sind und je mehr andere Rechner oder Knotenpunkte dazwischen geschaltet sind. Allerdings lassen sich diese und die vielen weiteren Grundformen, wie etwa die Bus-Topologie oder die Zelt-Topologie, in der Praxis nicht immer ohne weiteres umsetzten, weshalb es häufig zu Mischformen der einzelnen Formen kommt. Darüber hinaus kommt es bei LAN-Partys oder sonstigen spontanen Treffen oft zu einer eher wenig strukturierten Vernetzung, die gerne als Smart Network oder Smart Grid bezeichnet wird.
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