Netzwerk- und Hardware-Grundlagen: Protokolle, Topologien, Monitore

Netzwerkprotokolle und ihre Funktionen

E-Mail-Kommunikation

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Wird zum Senden von E-Mails verwendet.
• POP3 (Post Office Protocol 3): Wird zum Empfangen von E-Mails verwendet.

Datenübertragung und Web

• FTP (File Transfer Protocol): Methode zum Übertragen von Dateien zwischen PCs.
• TCP (Transmission Control Protocol): Stellt sicher, dass Datenpakete in der richtigen Reihenfolge ankommen und keine verloren gehen.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Wird für die Übertragung von Webseiten verwendet.
• HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure): Sorgt für die verschlüsselte Übertragung von Daten.

Netzwerkadressierung und Datenpakete

• IP (Internet Protocol): Wird für die Adressierung und das Routing von Datenpaketen verwendet.
• UDP (User Datagram Protocol): Wird für die Übertragung kleiner Datenmengen verwendet, bei denen keine garantierte Zustellung erforderlich ist.

Netzwerktypen und Topologien

Netzwerktypen (Area Networks)

• PAN (Personal Area Network): Persönliches Netzwerk, z.B. Bluetooth.
• LAN (Local Area Network): Lokales Netzwerk, z.B. Internet zu Hause, in der Universität, in einem Büro.
• MAN (Metropolitan Area Network): Stadtweites Netzwerk, z.B. für Shopping-Center.
• WAN (Wide Area Network): Weiträumiges Netzwerk, z.B. zwischen Ländern.

Netzwerktopologien

Verschiedene Anordnungen von Netzwerkgeräten:

• Linie
• Stern
• Bus
• Baum
• Ring
• Mesh (Vermascht)

Display-Technologien und Monitoreigenschaften

Display-Technologien

• CRT (Kathodenstrahlröhre): Bildwiederholfrequenz durch Elektronenstrahl auf Leuchtschirm. Elektronen werden auf den Bildschirm geschossen.
• LCD (Liquid Crystal Display): Funktioniert durch Lichtmodulation, benötigt deutlich weniger Energie als CRT.
• TFT (Thin Film Transistor): Verfügt über Transistoren für jedes Pixel, was zu kürzeren Pixel-Reaktionszeiten (in Millisekunden) führt.

Monitoreigenschaften

• Monitorgröße: Diagonale Messung in cm, einschließlich des Gehäuses.
• Bildschirmgröße: Diagonale Messung in cm, nur der sichtbare Bereich (Kristall).
• Seitenverhältnis (Aspect Ratio): Verhältnis von Breite zu Höhe des Bildschirms, z.B. 16:9 oder 4:3.
• Auflösung: Anzahl der Pixel in Breite und Höhe, z.B. 800x600 Pixel.
• Pixelabstand: Abstand zwischen den einzelnen Pixeln.
• Farbtiefe: Anzahl der Bits pro Pixel zur Farbdarstellung.
• Bildwiederholfrequenz (Refresh Rate): Anzahl der Bilder, die pro Sekunde aktualisiert werden (in Hz).

Grafikformate: Bitmap vs. Vektor

Bitmap-Grafiken

• Realistische Darstellung.
• Nicht verlustfrei skalierbar.
• Qualität ist abhängig von der Auflösung.

Vektorgrafiken

• Ideal für Cartoon-Stil, Logos oder abstrakte Grafiken (Pfade, Kurven, Formen).
• Verlustfrei skalierbar ohne Qualitätsverlust.
• Dateigröße ist oft kleiner und einfacher zu handhaben.

Kabeltechnik und Signalübertragung

Grundlagen der Signalübertragung

• Impedanz: Elektrischer Widerstand in Wechselstromkreisen. Gemessen in Ohm (Ω).
• Dämpfung: Signalverlust über eine Distanz. Nimmt mit zunehmender Entfernung zu. Gemessen in Dezibel (dB).
• Abschirmung: Schutzschicht von Kabeln gegen elektromagnetische Störungen.
• Kapazität: Beschreibt die Fähigkeit eines Kabels, elektrische Ladung zu speichern. Gemessen in Picofarad (pF).

Internetzugangstechnologien

Übersicht der Zugangstechnologien

• Analog-Modem (Dial-up)
• ISDN (Integrated Services Digital Network)
• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
• Kabelinternet

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

Asymmetrisch bedeutet, dass die Download-Geschwindigkeit (Downstream) deutlich höher ist als die Upload-Geschwindigkeit (Upstream), da Nutzer in der Regel mehr Daten herunterladen als hochladen. ADSL nutzt ungenutzte Frequenzbänder der Telefonleitung, um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Ein ADSL-Modem teilt die Leitungsfrequenzen in drei Bereiche auf: einen für Downstream-Daten, einen für Upstream-Daten und einen für die Telefonie.

Kabelinternet

Kabelinternet nutzt nicht das herkömmliche Telefonnetz (POTS). Es kann über Glasfaser-, Koaxialkabel oder eine Hybridform realisiert werden. Die Geschwindigkeiten sind vergleichbar mit ADSL, aber die Reichweite ist oft kürzer. Das Hauptproblem bei Kabelinternet, insbesondere in Bezug auf die Geschwindigkeit, ist die geteilte Bandbreite: Das gleiche Kabel wird von mehreren Haushalten in der Nachbarschaft genutzt. Je mehr Nutzer gleichzeitig online sind, desto geringer ist die verfügbare Geschwindigkeit für den Einzelnen.