Grundlagen der Computernetzwerke: Topologien und Geräte

Einführung in Netzwerktopologien und -komponenten

Netzwerktopologien

Netzwerktopologien beschreiben die physische oder logische Anordnung von Geräten in einem Computernetzwerk. Hier sind die gängigsten Typen:

Ring-Topologie

Bei der Ring-Topologie sind die Knoten in einem geschlossenen Ring miteinander verbunden. Ein Computer empfängt ein Datenpaket mit dem Code des Empfängers. Ist er nicht der Empfänger, leitet er das Paket an den nächsten Knoten im Ring weiter, und so sukzessive.

Baum-Topologie (Tree)

Auch bekannt als hierarchische Topologie, ist die Baum-Topologie eine Kombination aus Stern-Netzwerken, bei denen jeder Switch mit einem zentralen Server verbunden ist.

Mesh-Topologie

In einer Mesh-Topologie ist jeder Knoten über ein separates Kabel mit jedem anderen Computer im Netzwerk verbunden. Dies ermöglicht ein sehr ausfallsicheres Netzwerk, ist jedoch in der Installation komplex.

Physische Netzwerkgeräte

Für den Aufbau und Betrieb eines Netzwerks sind verschiedene physische Komponenten erforderlich:

Netzwerkkarte (NIC)

Die Netzwerkkarte (Network Interface Card, NIC) ist ein Gerät, dessen Aufgabe es ist, Informationen an andere Computer zu senden und von ihnen zu empfangen. Sie wird über einen PCI-Bus mit der Hauptplatine verbunden oder ist direkt integriert. Aktuelle lokale Netzwerke basieren meist auf Ethernet. Jede Netzwerkkarte besitzt einen eindeutigen Code, der sie im Netzwerk identifiziert. Dieser Code ist die MAC-Adresse des Computers.

Netzwerkkabel

Für eine Kabelverbindung ist ein Kanal erforderlich, über den Daten übertragen werden können. Dies sind die Anschlussleitungen, die diese Funktion erfüllen. Es gibt drei Haupttypen:

• Twisted-Pair-Kabel: Farbcodiert und am häufigsten in modernen Netzwerken verwendet.
• Koaxialkabel: Wurden in der Vergangenheit verwendet.
• Glasfaserkabel: Werden sich in naher Zukunft, sobald der Preis es zulässt, zunehmend durchsetzen.

Twisted-Pair-Kabel verbessern ihre Leistung durch die Vermeidung von Störungen und erhöhen die Datenübertragungskapazität sowie die Reichweite des Netzes. Für Twisted-Pair-Kabel wird der RJ45-Anschluss verwendet. Um den Anschluss am Kabel zu befestigen, wird ein spezielles Werkzeug namens Crimpzange benötigt.

Switch (oder Hub)

Der Switch (oder Hub) ist ein Gerät, das alle Computer in einem Ethernet-Netzwerk in einer Stern-Topologie verbindet. Seine Funktionsweise ähnelt einer intelligenten Brücke, die zwei Switch-Ports entsprechend dem Informationsfluss verbindet. In der Regel ist einer der Ports für den Internetzugang über einen Router bestimmt.