Grundlagen und Komponenten Lokaler Netzwerke (LAN)

Komponenten eines Lokalen Netzwerks (LAN)

Ein lokales Netzwerk (LAN) benötigt verschiedene Elemente, darunter:

File-Sharing (Dateifreigabe)

Ein Hochleistungs-Computer fungiert als zentrales Repository für Daten und/oder Software-Anwendungen. Das Netzwerk umfasst eine Vorrichtung zur Massenspeicherung.

Workstations (Arbeitsstationen)

Dies sind spezifische Computer, auf denen alle rechenintensiven und tatsächlichen Implementierungen der Programme durchgeführt werden.

Kabel (Übertragungsmedien)

Verbindet die Dateiserver und Workstations. Die genannten Übertragungsmedien können Twisted-Pair-Kabel, Glasfaser, Koaxialkabel oder Funkfrequenz sein.

Netzwerk-Hub (Verkabelungs-Hub)

Wird als Verkabelungs-Hub bezeichnet und wird in lokalen Ethernet-Netzwerken (z. B. 10 Base-T, 100 Base-T) verwendet.

Switch (Netzwerk-Switch)

Segmentiert das Netzwerk und erhöht die Bandbreite für jede Station.

Router

Ein Gerät zur Segmentierung des Netzwerks, um den Traffic-Fluss zu begrenzen. Er dient der Sicherheit, Kontrolle und Redundanz zwischen den einzelnen Domänen des Backbones und kann als Firewall dienen oder einen erschwinglichen Zugang zu einem WAN (Wide Area Network) bieten.

Grundfunktionen des Routers:

1. Erstellung und Pflege von Routing-Tabellen für jede Schicht des Netzwerkprotokolls.
2. Auswahl der besten Route, basierend auf der Anzahl der Hops, Verzögerung (Delay), Übertragungskosten, Streckengeschwindigkeit und Verkehrsbedingungen.

Netzwerk-Betriebssystem (NOS)

Zusätzliche Komponenten für komplexere Netzwerke

Ein lokales Netzwerk kann folgende Komponenten für komplexere Netzwerke vorsehen:

Gateways

Hardware und Software, die die Kommunikation zwischen LAN und Mainframe ermöglichen, indem sie die Protokolle im Netzwerk anpassen.

Bridges (Brücken)

Ermöglichen die Verbindung von zwei LANs miteinander. Sie können lokal oder remote sein. Lokale Bridges fügen Netzwerke zusammen, die sich im selben Gebäude befinden. Remote Bridges verbinden verschiedene entfernte Netzwerke.

Methoden zur Konfiguration eines LAN

Bei der Konfiguration eines LANs unterscheidet man drei Arten von Methoden:

1. Peer-to-Peer (Gleichrangig): Jeder Arbeitsplatz kann einige, alle oder keine seiner Ressourcen mit anderen Arbeitsstationen teilen.
2. Zentralisierte Freigaben (Shares): Ein oder mehrere zentrale Server enthalten die Ressourcen, die von den Workstations zum Senden und Empfangen von Dateien genutzt werden.
3. Client-Server: Eine verteilte Anwendung zwischen Client- und Server-Komponenten. Der Client akzeptiert Benutzereingaben, bereitet sie für den Server vor und sendet eine Anfrage. Der Server empfängt die Anfragen des Clients, verarbeitet diese und stellt dem Client den angeforderten Dienst bereit. Anschließend präsentiert der Client die Daten oder andere Ergebnisse dem Benutzer über eine eigene Schnittstelle.

Die Client/Server-Verarbeitung ist der aktuelle Trend. Einer der Vorteile ist die Nutzung des Clients zur Ausführung der Anwendung und des Datenbankservers, der in der Regel ein großer Computer ist, der für die Verarbeitung verwendet werden kann.

Die Netzwerkkarte (NIC)

Ihre Aufgabe ist es, den Computer physisch und logisch mit dem Netzwerk zu verbinden, um mit anderen Computern im Netzwerk zu kommunizieren. Wir finden die folgenden Elemente:

• Netzwerk-Controller: Eine dedizierte Einheit für eine zuverlässige Computer-Netzwerk-Kommunikation.
• BNC- und RJ45-Anschlüsse: Sie ermöglichen die physische Verbindung der Karte mit dem Netzwerkkabel. Häufig wird der RJ-45-Anschluss verwendet.
• Netzwerkkarte-Mikrocontroller: Richtet die digitalen Signale aus, um mit der digitalen Schaltung zu arbeiten, die das im Netzwerk verwendete Kabel steuert.
• LEDs: Zeigen den Betriebszustand an (ein/aus) und signalisieren, ob Daten gesendet oder empfangen werden.

Physikalische Struktur eines Lokalen Netzwerks

Die 100 Base-T und 1000 Base-T Ethernet-Netzwerke verwenden den RJ-45-Anschlusstyp mit 8 Drähten und Drahtpaaren (wie in Abbildung 15.9 dargestellt). Es kann auch eine direkte Verbindung zwischen zwei Computern ohne Switch über ein gekreuztes Kabel (Crossover-Kabel) hergestellt werden.

Die Twisted-Pair-Kabel können sein:

• UTP (Unshielded Twisted Pair): Ungeschirmtes verdrilltes Paar.
• STP (Shielded Twisted Pair): Geschirmtes verdrilltes Paar.
• FTP (Foiled Twisted Pair): Verdrilltes Paar, abgeschirmt mit einer Aluminiumfolie.

Die geschirmten Varianten (STP/FTP) zeigen eine bessere Leistung, sind aber teurer (Kategorien).