Grundlagen der Computernetzwerke, Internet und Cybersicherheit

Arten von Netzwerken

Computernetzwerke können basierend auf der Anzahl der angeschlossenen Computer und ihrer geografischen Ausdehnung in verschiedene Kategorien eingeteilt werden:

Lokale Netzwerke (LAN)

Ein Local Area Network (LAN) ist ein kleines Computernetzwerk, das sich über ein begrenztes geografisches Gebiet erstreckt, wie beispielsweise einen Raum oder ein Gebäude.

Weitverkehrsnetze (WAN)

Wide Area Networks (WAN) sind geografisch verteilte Netzwerke, deren Ausdehnung größere Regionen umfassen kann, wie eine Provinz, ein Land oder sogar mehrere Länder. Mehrere Netzwerke können miteinander verbunden werden, um ein größeres Netzwerk zu bilden.

Je nach Netzwerktyp und der Funktion der Computer im Netzwerk können zwei Haupttypen unterschieden werden:

Client-Server-Netzwerke

In einem Client-Server-Netzwerk gibt es einen zentralen Computer, den sogenannten Server, der Ressourcen bereitstellt. Andere Computer, die sogenannten Clients, verbinden sich mit diesem Server, um auf die benötigten Ressourcen zuzugreifen.

Peer-to-Peer-Netzwerke

Ein Peer-to-Peer-Netzwerk (auch als P2P-Netzwerk bekannt) hat keinen zentralen Server. Stattdessen können alle angeschlossenen Computer direkt auf die Ressourcen der anderen Computer im Netzwerk zugreifen.

Netzwerkelemente

A. Übertragungsmedien

Die Übertragungsmedien beziehen sich auf die Hardware, die im Netzwerk zum Senden von Daten verwendet wird. Derzeit werden folgende Medien eingesetzt:

Kabelgebundene Übertragung

• Twisted-Pair-Kabel: Besteht aus vier paarweise verdrillten Kupferdrähten, die von einer isolierenden Schicht umgeben sind. Am Ende befindet sich ein RJ-45-Stecker. Informationen werden als elektrische Impulse übertragen.
• Koaxialkabel: Verfügt über einen Kupferkern, der von einer isolierenden Schicht und einem Metallgeflecht umgeben ist, um Störungen zu verhindern. Informationen werden ebenfalls als elektrische Impulse übertragen.
• Glasfaserkabel: Besteht aus sehr dünnen, klaren Glasfasern. Informationen werden über Lichtimpulse von einem Laser übertragen. Es ist das schnellste Medium für die Datenübertragung.

Drahtlose Übertragung

Bei der drahtlosen Übertragung werden Informationen über die Luft mithilfe von Funkwellen übertragen.

B. Geräte für die Netzwerkverbindung

Netzwerkkarte (NIC)

Die Netzwerkkarte, auch als Netzwerkadapter oder NIC (Network Interface Card) bezeichnet, ist eine Leiterplatte, die im Computer installiert wird. Nach der Installation und Konfiguration ermöglicht die Netzwerkkarte dem Computer die Kommunikation mit anderen Computern über die entsprechenden Medien (Kabel, Funk).

C. Verbindungselemente

Verbindungselemente dienen dazu, mehrere Netzwerkgeräte miteinander zu verbinden. Sie verfügen über mehrere Anschlüsse, an die die Kabel der einzelnen Geräte angeschlossen werden, und sind für die Verwaltung des Datenverkehrs im Netzwerk verantwortlich.

• Hub: Ein Hub ist ein einfaches Verbindungsgerät, das in kleinen Netzwerken verwendet wird. Er sendet alle empfangenen Daten an alle seine Ports, sodass alle Computer im Netzwerk die Daten erhalten.
• Switch: Ein Switch ermöglicht das gezielte Senden von Informationen von einem Netzwerkgerät zu einem anderen. Im Gegensatz zum Hub überprüft der Switch den Zielort der empfangenen Informationen und sendet sie nur an das entsprechende Gerät.

Drahtlose Netzwerke (WLAN)

Um einen Computer mit einem drahtlosen Netzwerk zu verbinden, muss ein Gerät installiert sein, das diese Verbindung ermöglicht – ein sogenannter Wireless-Netzwerkadapter. Dazu gehören:

• PCI-Adapter: Ähnlich einer herkömmlichen Netzwerkkarte wird dieser Adapter in das Motherboard des Computers gesteckt und verfügt über eine Antenne, die an der Rückseite des Computers herausragt.
• PCMCIA-Adapter: Eine kompakte Karte, die über einen speziellen Steckplatz in Laptops eingesetzt wird.
• USB-Adapter: Sie ähneln einem USB-Stick und werden an einen USB-Port angeschlossen.

Internet

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie ein Internetdienstanbieter (ISP) die Verbindung zwischen dem Benutzer und dem Internet herstellen kann:

• Wählverbindung über das öffentliche Telefonnetz (PSTN): Die Verbindung wird ähnlich wie ein Telefongespräch hergestellt. Hierfür ist ein Modem (intern oder extern) erforderlich, das analoge Signale der Telefonleitung in digitale, vom Computer interpretierbare Signale umwandelt und umgekehrt.
• Integrated Services Digital Network (ISDN): Bei ISDN werden Informationen in digitaler Form übertragen, was höhere Datenübertragungsraten ermöglicht.
• Breitbandverbindung (ADSL): Die meisten Anbieter ermöglichen Kunden eine Internetverbindung über eine Breitbandleitung, oft bekannt als ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Dies nutzt den herkömmlichen Telefonanschluss, um Daten mit hohen Geschwindigkeiten zu übertragen.

World Wide Web (WWW)

Das World Wide Web basiert auf der Verwendung von Hypertext-Dokumenten, die allgemein als Webseiten bekannt sind. Ein Hypertext-Dokument kann Text- und Multimedia-Elemente enthalten und zeichnet sich durch die Einbindung von Hyperlinks aus.

Hyperlinks ermöglichen den Zugriff auf andere Internetressourcen oder Hypertext-Dokumente, indem man einfach mit der Maus darauf klickt.

Webseiten werden primär mit einer speziellen Auszeichnungssprache namens HTML (Hypertext Markup Language) erstellt. Diese Webseiten werden auf speziell dafür konzipierten Webservern gespeichert. Viele dieser Server bieten Benutzern die Möglichkeit, ihre eigenen Webseiten gegen eine Gebühr oder sogar kostenlos zu hosten.

Um mit einem Webserver zu kommunizieren, muss ein Benutzer ein bestimmtes Kommunikationsprotokoll verwenden, das als HTTP-Protokoll (Hypertext Transfer Protocol) bekannt ist. Zur eindeutigen Identifizierung von Webseiten werden URLs (Uniform Resource Locators) verwendet.

Virtuelle Gemeinschaften

Eine virtuelle Gemeinschaft ist eine Gruppe von Menschen, deren Interaktionen, Verbindungen und Beziehungen nicht in einem physischen Raum, sondern im virtuellen Raum des Internets stattfinden.

Soziale Netzwerke

Soziale Netzwerke sind Internetseiten, die Nutzern als Dialogforen dienen, in denen sie bestehende Beziehungen pflegen und mit anderen Teilnehmern interagieren können.

Wikis

Wikis sind Websites, die auf der gemeinsamen Arbeit mehrerer Autoren basieren. Die Teilnehmer schreiben Artikel, nehmen Änderungen vor und führen Aktualisierungen durch, was das Ergebnis der kollaborativen Arbeit einer virtuellen Gemeinschaft ist.

Blogs

Ursprünglich wurde ein Blog (oder Weblog) als eine Art persönliches Online-Tagebuch konzipiert, in dem regelmäßig Beiträge veröffentlicht wurden. Heute gibt es viele verschiedene Arten von Blogs im Internet, die für vielfältige Zwecke genutzt werden.

BSCW (Basic Support for Cooperative Work)

BSCW-Sites (Basic Support for Cooperative Work) sind gemeinsame Arbeitsbereiche, die es Menschen weltweit ermöglichen, von verschiedenen Standorten aus gemeinsam an der Entwicklung eines Projekts oder einer gemeinsamen Arbeit zu kooperieren.

Computersicherheit

Computersicherheit umfasst alle Maßnahmen, Instrumente und Mechanismen, deren Ziel es ist, einem IT-System Integrität, Vertraulichkeit und Verfügbarkeit zu gewährleisten.

• Ein Computersystem ist integrierbar, wenn es unbefugte Änderungen an Informationen verhindert.
• Ein Computersystem ist vertraulich, wenn es die Anzeige von Informationen durch unbefugte Benutzer verhindert.
• Ein System ist verfügbar, wenn autorisierte Benutzer es korrekt nutzen können.

Computerviren

Computerviren sind Software, die ohne Wissen des Benutzers auf einem Computer installiert wird. Sie sind oft in einer Datei oder einem anderen Programm versteckt, sodass der Benutzer ihre Anwesenheit nicht bemerkt. Ihr Ziel ist es, sich auf andere Computer zu verbreiten und die Aktionen auszuführen, für die sie entwickelt wurden, was zu unerwünschten und schädlichen Folgen führen kann.

Trojaner

Trojaner sind kleine Computerprogramme, die "versteckt" in anderen Anwendungen auf den Computer gelangen, die nützlich und harmlos erscheinen. Beim Ausführen installieren sie jedoch ein zweites, verstecktes Programm bösartiger Natur auf dem System.

Spyware

Spyware ist ein Programm, das auf Ihrem Computer installiert wird, um Informationen zu extrahieren und diese zu nutzen. Sie überwacht Ihre Aktivitäten im Internet, sammelt Daten über besuchte Websites und kann Informationen wie Ihre IP-Adresse und E-Mail-Adressen erfassen, die dann zum Versenden von Spam verwendet werden.

Spam

Spam bezeichnet das massenhafte Versenden unerwünschter E-Mail-Werbung.

Sicherheitsmaßnahmen

Um die Computersicherheit zu gewährleisten, sollten folgende Maßnahmen beachtet werden:

• Erstellen Sie regelmäßig Backups Ihrer wichtigen Daten.
• Seien Sie vorsichtig beim Öffnen von E-Mails und Instant-Messaging-Nachrichten, insbesondere von unbekannten Absendern. Besondere Vorsicht ist geboten bei Anfragen nach Passwörtern, Kettenbriefen, Solidaritätsbotschaften mit Bildern, Präsentationen, Gewinnversprechen, Rabatten oder Jobangeboten.
• Vermeiden Sie das Herunterladen von Dateien aus unsicheren Internetquellen.
• Installieren Sie keine illegale Software oder Software aus Pirateriequellen.
• Verwenden Sie eine Antivirensoftware.
• Überprüfen Sie alle Wechseldatenträger (z.B. USB-Sticks) auf Viren.
• Installieren Sie eine Firewall zum Schutz der Internetkommunikation.

Antivirensoftware

Antivirenprogramme haben die Aufgabe, Computerviren zu erkennen, zu blockieren und zu entfernen. Antivirenprogramme verfügen über eine umfangreiche Datenbank aller bekannten Viren. Ihre Funktionsweise besteht darin, Dateien mit dieser Datenbank abzugleichen. Wenn ein Virus erkannt wird, blockiert das Programm ihn und versucht, ihn zu beseitigen.