Grundlagen der Datenübertragung und Netzwerktopologien

Frequenzmultiplexverfahren (FDM)

Frequency Division Multiplexer (FDM): Aufteilung der Bandbreite einer Leitung zwischen mehreren Kanälen. Jeder Kanal erhält eine Bandbreite des gesamten Frequenzbereichs.

Zeitmultiplexverfahren (TDM)

Time Division Multiplexer (TDM): Jedem Kanal werden feste Zeitschlitze auf dem Hauptkanal zugewiesen. Andere Zeitschlitze werden gleichmäßig auf die anderen Kanäle verteilt. Der Nachteil ist, dass ungenutzte Zeitschlitze inaktiver Kanäle mit Füllbits aufgefüllt werden müssen, anstatt sie für andere Datenbits zu verwenden.

Statistisches Zeitmultiplexverfahren

Time Division Multiplexer für Statistik: Inaktiven Kanälen werden keine Zeitschlitze angeboten, und es ist möglich, Kanäle zu priorisieren.

Arten von Weitverkehrsnetzen (WAN)

Leitungsvermittelte Netze

Switched Circuits (Leitungsvermittelte Netze): Netzwerke, bei denen zur Herstellung einer Kommunikation eine Verbindung zwischen Netzwerksegmenten aufgebaut werden muss. Sobald die Verbindung hergestellt ist, besteht eine direkte Verbindung während der gesamten Dauer des Gesprächs.

Nachrichtenvermittelte Netze

Message Switched (Nachrichtenvermittelte Netze): Bei dieser Art von Netzwerk übernimmt in der Regel ein Computer (Switch) die Annahme des Datenverkehrs von verbundenen Computern und Terminals. Der Computer prüft die Adresse in der Kopfzeile, an die die Daten gesendet werden sollen. Diese Technologie ermöglicht das Speichern von Informationen zur späteren Bearbeitung. Der Benutzer kann die Nachricht automatisch löschen, speichern, weiterleiten oder beantworten.

Paketvermittelte Netze

Packet Switched (Paketvermittelte Netze): Bei dieser Art von Netzwerk werden die Nutzerdaten in kleinere Stücke zerlegt. Diese Fragmente oder Datenpakete werden in ein Protokoll eingebettet und laufen als unabhängige Einheiten über das Netzwerk.

Verbindungsorientierte Netze

Connection Oriented Networks: In diesen Netzwerken ist das Konzept der Multiplexkanäle und Ports als virtueller Schaltkreis oder Kanal bekannt. Es erscheint dem Benutzer, als hätte er dedizierte Ressourcen, obwohl er diese mit anderen teilt, was bei bursty Datenverkehr verschiedener Nutzer notwendig ist.

Verbindungslos arbeitende Netze

Kein Anschluss-orientierten Netzwerken (Connectionless Networks): Werden als Datagramme bezeichnet und nutzen den freien Übertragungsmodus für Daten. Diese Netze bieten keine Bestätigungen, Flusskontrolle oder Fehlerbehebung für das gesamte Netz, obwohl diese Funktionen für jede einzelne Verbindung vorhanden sein können. Ein Beispiel für diese Art von Netzwerk ist das Internet.

Öffentliche Vermittlungsstellen

Public Switching Telephone Network (PSTN): Dieses Netzwerk wurde ursprünglich für Sprache und ähnliche Systeme entwickelt. Die Vermittlung erfolgt durch die Eingabe einer Anschlussvereinbarung, um das Ziel zu erreichen, das der Identifikationsnummer entspricht.

Lokale Netzwerke (LAN)

Komponenten

Netzwerkadapter

Network Connection Card (NICs): Elektronische Karte zur Verbindung von Arbeitsstationen im Netzwerk. Normalerweise wird sie in einen Erweiterungssteckplatz des Motherboards eines Microcomputers eingefügt, um direkten Zugriff auf den Speicher (DMA) zu ermöglichen. Die NIC hat folgende Funktionen: Sie bildet Datenpakete, regelt den Zugriff auf das Kabel, passt die Übertragungsgeschwindigkeit an, fungiert als Sender und Empfängerstation, prüft grundlegende Fehler des Terminals, führt Serien-/Parallel-Umwandlung durch und besitzt eine eindeutige ID oder Adresse, um physisch im Netzwerk identifiziert zu werden.

Arbeitsstationen

Workstations: PCs, die an das Netzwerk angeschlossen sind und über die wir freigegebene Ressourcen im Netzwerk nutzen können, wie Festplatten, Drucker, Modems usw. Sie verfügen meist über Peripheriegeräte, aber immer über eine NIC, einen Monitor, eine Tastatur und eine CPU.

Server

Server: Computer, die den Arbeitsstationen im Netzwerk Dienste bereitstellen, wie Plattenspeicher, Zugriff auf Drucker, Backup-Laufwerke, Dateizugriff oder Zugriff auf andere Netzwerke oder Mainframes.

Repeater

Repeater: Geräte, die das Signal über ein Kabelsegment regenerieren und diese Signale ohne inhaltliche Änderung an ein anderes Kabelsegment weitergeben. Sie werden verwendet, um die maximale Länge zwischen Verbindungen in einem LAN zu erhöhen.

Bridges

Bridges: Bestehen aus einem Gerät mit zwei Kommunikationsports. Sie erstellen eine Speichertabelle mit allen MAC-Adressen (Adressen der Netzwerkkarten) an beiden Enden, um den Datenverkehr von einem Segment zum anderen zu begrenzen, indem sie die Weiterleitung von Paketen verhindern, die für ein Segment bestimmt sind, das nicht der Ursprungsadresse entspricht.

Router

Router: Dies sind Geräte, die es uns ermöglichen, mehrere Netzwerke zu verbinden, indem sie sich auf die Netzwerkadresse jedes einzelnen beziehen. Router begrenzen den lokalen Netzwerkverkehr, sodass nur Daten durchströmen, die für sie bestimmt sind.

Brouter

Brouters: Geräte mit kombinierter Funktion aus Brücke und Router. Wenn sie eingeschaltet werden, kann man angeben, in welchem Modus sie als Router oder als Brücke fungieren sollen.

Hubs und Switches

Switching Hub oder Switch

Switching Hub oder Switch Ethernet: Teilen das LAN in mehrere Segmente auf, indem sie den Verkehr nur an ein oder mehrere Segmente weiterleiten, anstatt die Pakete an alle Ports zu verbreiten.