Aufbau eines Computernetzwerks

Siehe auch:

• Netzwerkprobleme beheben

Ethernet-Kabel oder auch LAN-Kabel verbinden einzelne stationäre Netzwerkgeräte miteinander. Oftmals werden Ethernet-Kabel nicht direkt in ein Netzwerkgerät gesteckt, sondern mittels Patch Panel an einem zentralen Punkt zusammengeführt.

Netzwerkdosen, die in Räumen installiert sind, werden auf der anderen Seite zu Patch Panels zusammengeführt. Dort kann man dann ein weiteres Netzwerkkabel in einen Switch, Router oder ein anderes Patch Panel stecken, um die einzelnen Dosen mit Netzwerkkomponenten zu verbinden.

Switches verbinden die einzelnen Netzwerkgeräte auf der OSI-Ebene 2 oder 3. Dabei verbindet man die Netzwerkgeräte mittels Netzwerkkabeln mit dem Switch und dieser kümmert sich dann darum, dass die Netzwerkpakete an andere Teilnehmer des Netzwerks bei der richtigen IP-Adresse ankommen.

Jeder Port läuft prinzipiell mit der vollen Geschwindigkeit von bspw. 1Gbit/s Duplex, also in beide Richtungen. Es kann damit sowohl 1Gbit/s Upload als auch 1Gbit/s Download an jedem Port verwendet werden. Man unterscheidet noch zwischen Halb- und Vollduplex, wobei Halbduplex in der Regel nicht mehr eingesetzt wird.

Wenn zwei Geräte, die am Switch hängen, miteinander kommunizieren, hängt es von der Bandbreite des Quelldateistreams ab, wie schnell die Verbindung ist. Wenn also z.B. 4 Geräte von 4 anderen Geräten Daten anfordern, sich die Anfragen aber nicht überlappen (also immer nur 1:1-Verbindungen), ist die theoretische Maximal-Geschwindigkeit 1Gbit/s (=1024Mbit/s)​. In der Praxis gibt es Protokoll-Overhead und es kommen so 940-1000Mbit/s raus.

Wenn jetzt aber von einem Gerät 1Gbit/s ankommt und mehrere Endgeräte darauf zugreifen (also beispielsweise 7 verschiedene), ist die maximale Gesamtbandbreite 1Gbit/s in Downstream-Richtung. Diese teilt sich dann wieder je nach Geschwindigkeit des Streams auf. Wenn einer von den Clients mit 1Gbit/s herunterlädt, ist für die anderen nichts mehr übrig. Wenn jemand Netflix mit 6Mbit/s guckt, können sich die anderen Geräte die verbleibenden 994Mbit/s aufteilen.

Es ist also nicht immer 1/n mit n = Anzahl der auf ein weiteres Gerät zugreifenden Geräte. IP-Traffic läuft auch nur wenn er routed wird über den Router. Man kann theoretisch, wenn der Festspeicher es mitmacht, ohne Probleme mit einem Gerät sowohl mit 1Gbit/s aus dem Internet herunter- als auch mit 1Gbit/s auf ein NAS hochladen, wenn dieses am selben Switch hängt.

Außerdem kann man manche Geräte mit LACP/Bonding mit mehreren Netzwerkkabeln bzw -Interfaces an einen Switch bzw. das restliche Netzwerk anbinden. Damit vervielfacht sich die theoretische Transfergeschwindigkeit je nach Anzahl der Bonding-Ports und der dahinterliegenden Hard- und Software.

Mit einem Switch vergleichbar, verbinden APs die WLAN-Geräte mit dem restlichen Netzwerk – nur ohne Kabel. Dazu spannen sie ein kabelloses Netzwerk auf, welches einen eindeutigen Namen (SSID) bekommt. Über diese SSID und das dazugehörige Passwort verbinden sich die Endgeräte mit dem WLAN und der AP reicht die Verbindungen über ein Ethernet-Kabel in das restliche Netzwerk weiter.

Hierbei ist zu beachten, dass die Luft bzw. die verfügbare Bandbreite über Funkwellen auf demselben Kanal ein shared medium ist, sich die Gesamtbandbreite also auf alle Endgeräte aufteilt.

Ein Router verbindet zwei Netzwerke miteinander. Diese müssen nicht zwangsweise an verschiedenen Orten sein, es kann auch sein, dass ein IP-Telefon auf dem Schreibtisch in einem Netzwerk und der Computer unter dem Schreibtisch in einem anderen Netzwerk ist.

Um von einem lokalen Netzwerk (LAN) auf das Internet zuzugreifen, ist ein Router notwendig, der die internen Pakete an das Internet schickt und die Antworten zurück an die Endgeräte.

Bereitstellen von Serverdiensten für den Zugriff von mehreren Clients.

Keine physische Hardware, sondern virtualisierte Betriebssysteme auf einer gemeinsamen Basis.

→ Vorteile/Nachteile

Docker, LXC

Ein Computernetzwerk ist nach dem Open Systems Interconnection model (OSI-Modell) aufgebaut. Dieses Modell besagt, dass ein Netzwerk 7 Schichten hat:

Wenn von IT-Experten scherzhaft von einem OSI-Layer 8 geredet wird, ist damit der Anwender gemeint.

siehe auch: OSI-Modell – Wikipedia

Das Internet Protocol (IP) ist das fundamentale Kommunikationsprotokoll in der Internet-Protokoll-Suite, um Daten über Netzwerkgrenzen hinweg zu übermitteln.

Jeder Teilnehmer eines Netzwerkes ist über eine eindeutige Adresse erreichbar. Es gibt IPv4-Adressen in der Form 192.123.123.123 und IPv6-Adressen in der Form fe80:0123:0123:0123:0000:0000:0000:0000. Da es weitaus mehr IPv6-Adressen geben kann, wurde dieses Protokoll als Nachfolger für IPv4 festgelegt und wird derzeit weltweit in Betrieb genommen.

Subnetze sind Gruppen von IP-Adressen, die nur untereinander direkt kommunizieren können. Für die Kommunikation nach außen wird ein Router benötigt. So kann beispielsweise ein lokales Netzwerk (LAN = Local Area Network) mit privaten IP-Adressen untereinander über einen Switch kommunizieren, falls Pakete ins Internet oder ein anderes angeschlossenes LAN sollen, müssen diese aber über ein Gateway bzw. Router laufen.

Über das Domain Name System (DNS) kann ein Teilnehmer eines Netzwerkes herausfinden, welche IP-Adresse mit welchem Hostnamen verknüpft ist. Im lokalen Netzwerk oder im Internet stehen dann DNS-Server, die die Anfragen beantworten.

So kann beispielsweise die Adresse example.com zur IPv4-Adresse 93.184.216.34 beziehungsweise der IPv6-Adresse 2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946 übersetzt werden.

1. Kabel legen
   1. Netzwerkdosen verkabeln
   2. Patchpanels zusammenführen
2. Stromanschlüsse auslegen
3. aktive Netzwerkhardware (Router, Switches) anschließen
4. Computer vernetzen
5. Serverdienste bereitstellen