Grundlagen der Computernetzwerke: Standards, Technologien, Topologien

Wichtige Standardisierungsorganisationen

• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers): Eine globale Organisation, die Standards für die Elektrotechnik und Informationstechnik entwickelt.
• ISO (International Organization for Standardization): Eine internationale Organisation, die weltweit Standards für verschiedene Bereiche festlegt.
• ANSI (American National Standards Institute): Eine private, gemeinnützige Organisation, die die Entwicklung von Konsensstandards in den Vereinigten Staaten überwacht.
• IETF-Arbeitsgruppe (Internet Engineering Task Force): Eine große, offene internationale Gemeinschaft von Netzwerkdesignern, Betreibern, Anbietern und Forschern, die sich mit der Weiterentwicklung der Internetarchitektur und dem reibungslosen Betrieb des Internets befasst.
• ITU (International Telecommunication Union): Eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen, die sich mit der Informations- und Kommunikationstechnologie befasst.
• TIA (Telecommunications Industry Association): Eine Handelsorganisation, die Standards für die Informations- und Kommunikationstechnologie-Branche entwickelt.

Netzwerktechnologien und -standards

Verschiedene Technologien ermöglichen die Kommunikation in Computernetzwerken:

• Ethernet

  Ethernet ist ein Standard für Computernetzwerke im Nahbereich (LAN), der die Verkabelung, Signalisierung, physikalischen Eigenschaften und Datenformat-Spezifikationen der Sicherungsschicht (Data Link Layer) des OSI-Modells definiert. Gängige Topologien sind Bus, Stern und Baum.

• Fast Ethernet

  Fast Ethernet ist eine Erweiterung des Ethernet-Standards, der weltweit in vielen LANs verwendet wird. Diese Netzwerke arbeiten mit einer Geschwindigkeit von 100 Mbit/s.

• Gigabit Ethernet (IEEE 802.3)

  Gigabit Ethernet, bekannt als IEEE 802.3, ist ein neuer Standard für die Telekommunikationsbranche, der Netzwerkgeschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s unterstützt.

• LocalTalk

  LocalTalk-Adapter wurden verwendet, um Computernetzwerke in Bus-, Stern- oder Baumtopologie zu erstellen, bevor die Übertragung begann. Es war Apples proprietäres Netzwerkprotokoll.

• Token Ring

  Token Ring ist eine Netzwerktechnologie, die auf dem Token-Passing-Verfahren basiert und Daten mit Geschwindigkeiten von 4 bis 16 Mbit/s von einem Computer zum anderen überträgt.

• FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

  FDDI ist eine auf Token-Passing basierende Methode, die verwendet wird, um zwei LANs über große Entfernungen miteinander zu verbinden, typischerweise mit 100 Mbit/s über Glasfaserkabel.

• Wi-Fi-Netzwerk

  Ein Wi-Fi-Netzwerk verwendet Funkwellen anstelle von Kabeln und kann Geschwindigkeiten von bis zu 108 Mbit/s erreichen (je nach Standard).

Grundlagen der Netzwerktopologien

Die Topologie beschreibt, wie die Knoten in einem Netzwerk miteinander verbunden sind:

• Maschen-Topologie (Mesh)

  Bei einer Maschen-Topologie sind alle Knoten miteinander verbunden, sodass bei einem Ausfall eines Pfades ein alternativer Weg gewählt werden kann.

• Stern-Topologie

  Bei einer Stern-Topologie sind alle Knoten mit einem zentralen Knoten verbunden, der Verteilungs- und Kontrollfunktionen übernimmt. Fällt der zentrale Knoten aus, bricht das gesamte Netzwerk zusammen; fällt nur ein Endknoten aus, ist nur dieser isoliert.

• Bus-Topologie

  Eine Bus-Topologie nutzt ein einziges Kabel, an das alle Geräte angeschlossen sind. Fällt ein Gerät aus, ist es isoliert, aber das Netzwerk kann weiter funktionieren, solange das Kabel intakt ist.

• Baum-Topologie

  Eine Baum-Topologie verbindet Knoten in einer hierarchischen Struktur. Fällt ein Knoten aus, bleiben alle darunterliegenden Knoten isoliert.

• Ring-Topologie

  Bei einer Ring-Topologie sind die Knoten in einem geschlossenen Kreis miteinander verbunden. Fällt eine Verbindung aus, kann das gesamte Netzwerk unterbrochen werden, es sei denn, es gibt einen redundanten Pfad.

• Verbundene Ringe

  Mehrere Ringe können durch gemeinsame Knoten miteinander verbunden werden. Fällt ein gemeinsamer Knoten aus, können die verbundenen Ringe betroffen sein.

• Reguläres Netzwerk

  In einem regulären Netzwerk ist jeder Knoten über feste Verbindungen angebunden. Es gibt keine expliziten Regeln für alternative Routen, falls eine Verbindung fehlschlägt.