Kommunikation und Datenaustausch im Internet

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG

2 ALLGEMEINE STRUKTUR VON COMPUTERNETZWERKEN
2.1 Netzwerkgrundlagen
2.2 Aufgaben von Netzwerken
2.3 Architektur von Netzwerken
2.3.1 LAN - Local Area Network
2.3.2 MAN - Metropolitan Area Network
2.3.3 WAN - Wide Area Network
2.3.4 GAN - Global Area Network
2.3.5 Internet - “Das Netz der Netze”
2.4 Vermittlungstechniken
2.4.1 Leitungsvermittlung
2.4.2 Paketvermittlung
2.5 Physikalische Topologien von Rechnernetzen
2.5.1 Bustopologie
2.5.2 Ringtopologie
2.5.3 Sterntopologie
2.6 Zugriffsverfahren
2.6.1 CSMA/CD
2.6.2 Token Passing

3 KOMMUNIKATION IN NETZWERKEN
3.1 Protokolle
3.2 Das OSI-Referenzschichtenmodell
1. Bitübertragungsschicht (Physical Layer)
2. Sicherungsschicht (Link Layer)
3. Vermittlungsschicht (Network Layer)
4. Transportschicht (Transport Layer)
5. Kommunikationsschicht (Session Layer)
6. Darstellungsschicht (Presentation Layer)
7. Anwendungsschicht (Application Layer)
3.3 Verlauf der Kommunikation in der Praxis

4 DAS KOMMUNIKATIONSPROTOKOLL TCP/IP
4.1 TCP - Das Transport Control Protokoll
4.2 IP - Internet Protokoll
4.2.1 IP-Adressierung
4.2.2 IP-Klasse
4.2.3 Private IP-Adressräume
4.2.4 Subnetz-Masken

5 NAMENSAUFLÖSUNG IN NETZWERKEN - IDENTIFIZIERUNG EINES HOST ÜBER DIE IP
5.1 Die Host-Datei
5.2 Konzept des DNS - Domain Name System
5.3 Kleine praktische Hilfen zur Namensauflösung von IP-Adressen
5.3.1 Ipconfig
5.3.2 Netstat
5.3.3 Nbtstat
5.3.4 Nslookup

6 SCHLUSSWORT

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

TABELLENVERZEICHNIS

LITERATURVERZEICHNIS

ANHANG

1 Einleitung

Heutzutage sind viele Millionen Computer miteinander durch das Internet verbunden. Große Firmen verwenden zur Kommunikation mit ihren ausländischen Niederlassungen, Kunden und Lieferanten riesige Intranets¹. Kleinere Unternehmen betreiben lokale Netzwerke und wickeln ihre Geschäftstätigkeiten primär über das Internet ab. Und selbst Privatleute fangen an mit ihren alten zweit und dritt PCs kleine Home-Netzwerke aufzubauen, damit der Sohn am PC spielen kann, während der Vater im Internet surft und die Mutter das Online-Banking erledigt. Diese vernetzte Welt ist heute aus unserem täglichen Leben kaum noch wegzudenken, fast überall kommt man mit ihr in Kontakt.

Begonnen hat das ganze als militärisches Forschungsprojekt. Der Ursprung des Internets geht in die sechziger Jahre zurück - die Zeit des kalten Krieges. Um bei einem atomaren Erstschlag durch die ehemalige UdSSR einen Gegenschlag ausführen zu können, starteten die USA ein Projekt für Computernetzwerke. Dessen Rechner sollten weit genug auseinander stehen, damit im Falle eines Angriffs nicht alle Schaltzentralen zerstört werden konnten. Das so aufgebaute Kommunikationsnetz sollte ermöglichen einen Gegenschlag auszuführen. Im Jahre 1969 wurde von der amerikanischen Organisation Advanced Research Projects Agency (ARPA) das erste Forschungsnetzwerk mit dem Namen APRANET präsentiert. Es bestand aus vier miteinander verbundenen Rechnersystemen, dessen Kommunikationssystem auf einer heterogenen Struktur basierte. Durch die Verbindung dieser über das Telefonnetz, war es möglich Informationen über eine Vielzahl von Verbindungswegen zu versenden, was es bei atomaren Angriffen ausfallsicherer machen sollte.

Das Konzept des APRANET sah vor, dass Daten und Funktionalitäten nicht nur auf einem Rechner vorgehalten werden, sondern auf verschieden Rechnern an den unterschiedlichsten Standorten parallel. Die Rechner sollten sich also in regelmäßigen Abständen die wichtigsten Daten abgleichen. Dies wurde damals noch offline abgewickelt. Informationen wurden in Datenpakte verpackt und ohne bestehende aktuelle Verbindung ausgewertet. Damit nun die ankommenden Daten bei einer Verbindung aber gleich ausgewertet können (online), musste ein Konzept entwickelt werden, das die Übertragung der Datenpakte regelte - ein sog. Protokoll. In diesem Konzept bekam jedes Datenpaket die Zieladresse des Rechners mitgeteilt und konnte so unabhängig von den restlichen Paketen den Weg zum Empfänger finden. Dort angekommen wurden die zusammengehörigen Datenpakete wieder zusammengesetzt. Ein weiteres Problem, war die verschiedenartige Architektur der angeschlossenen Rechner und Übertragungsmedien, welche alle unterstütz werden sollten.²

Im Laufe der Zeit entstand schließlich aus den unterschiedlichsten Konzepten 1973/74 das TCP/IP-Übertragungsprotokoll (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Es handelt sich im Prinzip um zwei Protokolle. IP regelt die konkrete Wegsuche des Pakets, während TCP die Übertragungssicherheit gewährt. Diese Protokolle kommen meist nur in Verbindung vor. TCP/IP ist heutzutage das Übertragungsprotokoll für das Internet, aber auch in lokalen Netzwerken spielt es eine wichtige Rolle.

Kommunikation und Datenaustausch in Netzwerken und im Netz der Netze - dem Internet. Die vorliegende Arbeit soll grundlegende Kenntnisse allgemeiner Netzwerk-Strukturen vermitteln und die Verfahren der Kommunikation innerhalb dieser erklären. Weiterhin werden dem Leser Hilfen an die Hand geben, Rechner in Netzwerken zu lokalisieren und zu identifizieren.

Der Inhalt dieser Arbeit besteht im wesentlichen aus drei aufeinanderaufbauenden Bereichen. Im ersten Abschnitt soll ein grundlegendes Verständnis für die allgemeine Struktur von Netzwerken geschaffen werden. Welche Aufgaben haben Netzwerke und wie funktionieren sie? Wie sind sie Aufgebaut? Welche Techniken und Verfahren verwenden sie? Dies sind Fragen, die Kapitel 2 versucht zu beantworten.

Der zweite Bereich der Arbeit, Kapitel 3 und 4, behandelt die Themen Kommunikation in Netzwerken und das Kommunikationsprotokoll TCP/IP. Ohne zu sehr in technische Details zu gehen, wird hier auf das Referenzmodell der Verständigung von Rechnern in Netzwerken und die Funktionen der beiden Protokolle TCP und IP eingegangen. Es sollen die folgenden Fragen beantwortet werden: Was sind Protokolle? Was ist das OSI-Referenzmodell? Wie läuft die Kommunikation zweier Computer im Netz ab? Wie erreichen die Daten im Netz den richtigen Empfänger? Wie funktioniert die Adressierung im Internet bzw. in Netzwerken?

Der dritte Abschnitt, Kapitel 5, geht auf die Namens- und Domänenverwaltung des Internets ein. Es wird das Konzept des Domain Name System (DNS) und die Funktionsweise der Namensauflösung in Netzen erklärt. Dieser Bereich soll den Leser in die Lage versetzen, das Namenskonzept des Internets zu verstehen und selber Namensauflösungen in Netzwerken vorzunehmen. Um dies zu gewährleisten, werden einige sehr interessante Tools in ihrer Funktion vorgestellt.

Wie schon angedeutet, wird im Rahmen dieser Arbeit, auf zu technische Details möglichst verzichtet. Auch kann nicht auf alle Topologien, Protokolle und Dienste, die es im Zusammenhang mit Netzwerken und im speziellen dem Netz „Internet“ gibt, eingegangen werden. Die Tools, die im letzten Kapitel vorgestellt werden, haben keinen Anspruch auf Vollständigkeit, vielmehr wurden von mir nur einige wichtige ausgewählt, die fast jeder auf dem lokalen PC zur Verfügung hat. Sie wurden alle von mir zie mlich ausgiebig gestestet, trotzdem veranschauliche ich nur deren Grundfunktionen, gebe aber für Hilfestellungen zum jeweiligen Programm die Aufrufoption der „Hilfe“ an.

2 Allgemeine Struktur von Computernetzwerken

2.1 Netzwerkgrundlagen

Unter einem Netzwerk versteht man allgemein die Verbindung mehrerer Computer. Diese kommunizieren miteinander und teilen sich gemeinsam Ressourcen. In seiner einfachsten Form besteht ein Rechnernetzwerk aus zwei Rechnern. Sie sind in aller Regel über ein Kabel miteinander verbunden. Der Begriff Netzwerk steht synonym sowohl für kleine Heim-Netzwerke , als auch für das Internet mit seinen Millionen verbundenen Rechnern auf der ganzen Welt.

Ein Computer-Netzwerk besteht aus selbstständigen, zusammenhängenden Rechnern. Mit zusammenhängend ist gemeint, dass die Computer Informationen über das Netz austauschen können. Die Informationen, die sie austauschen, können Daten, Nachrichten oder Programme sein. Als selbstständig bezeichnet man sie, da keiner der Computer unmittelbar einen anderen steuert.³

Damit die Computer im Netz zusammen kommunizieren können, kommen unterschiedliche Protokolle zum Einsatz. Eines der, für den „normalen“ Anwender wohl bekanntesten, ist das „TCP/IP“ Protokoll. Mehr Einzelheiten zu den Protokollen und Schichten der Kommunikation sind unter Kapitel 3: Kommunikation in Netzwerken zu finden. Folgend wird auf die Aufgaben von Netzwerken eingegangen.

2.2 Aufgaben von Netzwerken

Netzwerke werden für die unterschiedlichsten Aufgaben benötigt. So werden über einen Server⁴ verschiedene Dienste zur Verfügung gestellt. Je nach Dienst unterscheidet man:

File - Server: Auf ihm werden zentral Daten und Programme bereitgestellt, die im Rahmen der verteilten Zugriffsrechte der Benutzer abgerufen werden können.

Web - Server: Ist ein Rechner im Internet, von dem HTML-Dokumente und Grafiken abgerufen werden können. Er übernimmt auch die Aufgabe, die angeforderten Informationen an den Benutzer zu übertragen.

Kommunikations - Server: Sie stellen eine Verbindung zu Rechnern her, die nicht Bestandteil eines lokalen Netzes sind.

Print - Server: Sie haben die Aufgabe, Druckaufträge der verschiedenen Benutzer aus dem Netz anzunehmen, zu verwalten und an die, im Netzwerk angeschlossenen, Drucker weiterzugeben.

Die Möglichkeit, innerhalb von Netzwerken, auf Ressourcen effektiver zugreifen zu können, bezeichnet man auch als Resource-Sharing. Hiermit sind sowohl Hardware Ressourcen, wie Drucker oder Festplatten gemeint, als auch Sofware-Ressourcen (spezielle Anwendungsprogramme).

Durch das File-Sharing können Ressourcen zentral gewartet und über das Netzwerk einer großen Anzahl von Benutzern zugänglich gemacht werden. Über die Vergabe von Zugriffsrechten auf die Daten und Ressourcen wird auch der Datenschutz gewährleistet.

Eine gemeinsame Nutzung der verschiedenen Ressourcen hat den Vorteil, dass die Kosten und der Aufwand von Installationen und Software sinken. Ein weiterer Vorteile von Rechnernetzwerken ist die erhöhte Zuverlässigkeit. Fällt ein Rechner aus, können die Benutzer auf andere Kapazitäten und Daten im Netz ausweichen.⁵ Der Zugriff auf Computersysteme, die tausende von Kilometern entfernt sind, ermöglicht es, dass Mitarbeiter an Video-Konferenzen im Ausland teilnehmen können oder Ärzte via Internet Operationen leiten können.

Als ein Vernetzungskonzept hat sich heutzutage die Client-Server-Struktur durchgesetzt. Mehr über dieses Konzept und die verschiedenen Architekturen von Netzwerken im nächsten Kapitel.

2.3 Architektur von Netzwerken

Um das Client-Server-Konzept zu verstehen, muss erst einmal geklärt werden, was ein Client und ein Server ist.⁶

Clients sind in der Regel normale Arbeitsplatzrechner, die von den Servern angebotene Dienstleistungen in Anspruch nehmen. Beim Einschalten laden sie sich die benötigten Informationen über das Netz beim Server runter, wie z.B. die Netzadresse, Nutzerberechtigungen, Rechnername, usw.. Die einzelnen Profile der Benutzer, wie z.B. die Desktopeinstellungen liegen ebenfalls auf dem Server. Software-Programme, die der Anwender benutzen möchte, können sowohl lokal auf dem Client, als auch auf dem Server liegen. Je nach Menge der Applikationen, die auf dem Client liegen spricht man von FatClient oder Thin-Client (fetter Client oder dünner Client).

Server sind üblicherweise die Rechner im Netz, die mit der leistungsfähigsten Hardware (schnelle Prozessoren, viel Arbeitsspeicher und große Festplattenkapazitäten) ausgestattet sind. Sie realisieren infrastrukturelle und funktionale Netzdienste. Sie bieten den Clients Funktionen und Dienste an und ermöglichen die Netzverwaltung. Server sind in gut ausbaufähigen Gehäusen untergebracht und sollten ein sicheres System zum BackUp der Unternehmensdaten besitzen. Meist sind Server in Firmen in eigenen, abgesicherten Serverräumen untergebracht.

Bei einem Client-Server-Netz sind sämtliche Arbeitsstationen (Clients) untereinander und mit einem oder mehreren Server-Computern verbunden. Der Server liefert eine klar definierte Menge an Diens ten, die vom Client genutzt werden kann. Als Beispiel ist der schon genannte File-Server zu nennen. Er enthält gemeinsam nutzbare Datenbestände, Programme oder Datenbanken, die den Arbeitsstationen zur Verfügung gestellt werden

2.3 Architektur von Netzwerken 5

können. Gleichermaßen verhält es sich mit den anderen, oben schon erwähnten, Servern. Ein Server kann in einem Netzwerk aber auch als Client fungieren, wenn er bei einem anderen Server Dienste abruft. Diese Client-Server-Architektur ist in verschiedenen Netzwerkarten anzutreffen. Eine übliche Einteilung von Computer-Netzwerkarten erfolgt nach Entfernungsklassen, auf die im Folgenden eingegangen wird.

2.3.1 LAN - Local Area Network

Ein lokales Rechnernetzwerk (LAN = Local Area Network) verbindet selbstständige Rechner, die über einen räumlich, begrenzten Raum (Betriebsgelände, Gebäude) verteilt sind. Der Anwender eines LAN ist in der Regel ein einzelnes Unternehmen, es kann sich aber auch um eine natürliche oder juristische Personen handeln. Entscheidend ist, dass der Anwender ohne Lizenzen sein LAN einrichten darf, was bei den anderen Netzwerkarten nicht der Fall ist. Er muss sich nur zwischen den verschiedenen Netzwerktopologien und Zugriffsmethoden entscheiden und kann seine Verkabelung selbst vornehmen.⁷ Zu Netzwerktopologien siehe Kapitel 2.5 und Zugriffsmethoden Kapitel 2.6.

Das LAN erlaubt den Informationsaustausch und die gemeinsame Nutzung von Ressourcen zwischen Computern. Damit diese miteinander kommunizieren können, müssen die Rechner im Netz die gleichen Kommunikationsprotokolle verwenden. Mehrere lokale Netzwerke eines Betreibers können über Brücken (Bridges) verbunden werden.

Lokale Netzwerke unterscheiden sich im Wesentlichen:

- in der Bandbreite der Übertragungsrate
- in der unterschiedlichen Topologie
- in der Zugriffsmethode
- in den Netzwerkkarten und dem Betriebssytem
- und in der Art der Verkabelung

Zu den wichtigsten logischen Topologien eines LAN-Typen gehören heute das Ethernet, Token Ring, Token Bus und FDDI.⁸ Auf eine weitere Vertiefung dessen wird in diesem Rahmen verzichtet. Weiterführende Informationen zu den physikalischen Topologien sind im Kapitel 2.5 erläutert.

2.3.2 MAN - Metropolitan Area Network

Metropolitan Area Network (MAN) sind regionale Netze. Durch das starke Kommunikationsaufkommen innerhalb von Ballungszentren und Städten, werden in diesen Netzen Hochgeschwindigkeits-Verbindungen (z.B. Glasfaserleitungen) eingerichtet. Diese Verbinden Institutionen wie Universitäten, Krankenhäuser und Be hörden. Aber auch kommerzielle Einrichtungen wie Banken oder Versicherungen gehören dazu. Das MAN ist zwischen den LANs und den WANs zu positionieren.

2.3.3 WAN - Wide Area Network

Bei Weitverkehrsnetzen (WAN = Wide Area Network) befinden sich die Rechner an geographisch entfernten Orten. Es verbindet Großrechner, Rechenzentren und LANs über Entfernungen zwischen 10 km und 10.000 km.⁹

Üblicherweise arbeiten WANs mit einer geringeren Geschwindigkeit als LANs. Typische Geschwindigkeiten für ein WAN liegen zwische n 56 Kbps (Kilobits pro Sekunde) und 155 Mbps (Megabits pro Sekunde). Für LANs liegt die Geschwindigkeit normalerweise zwischen 10 Mbps und 2 Gbps (Gigabits pro Sekunde).¹⁰ Sie sind über Fernleitungen (Fest- und/oder Funknetze) miteinander verbunden. Für die Vernetzung werden unter anderen öffentliche Netze und das Internet benutzt. Entscheidend für eine reibungslose Kommunikation der unterschiedlichen Teilnetze sind internationale Standards, wie das Open Systems Interconnection (OSI-Referenzmodell).

2.3.4 GAN - Global Area Network

Global Area Networks (GAN) ist ein Netz, welches sich über mehrere Kontinente ausdehnt. Es unterliegt praktisch keiner räumlichen Begrenzung. In der Regel erfolgt eine Übertragung via Satellit, bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von üblicherweise 2 Mbit/s. GANs arbeiten mit WANs zusammen und können Teile von LANs miteinander verbinden.¹¹

2.3.5 Internet - “Das Netz der Netze”

Das Internet ist auch bekannt, als das Netz der Netze. Diese Tatsache beruht darauf, dass das Internet eine unüberschaubare Anzahl von anderen Netzen weltweit miteinander verbindet. Die ursprüngliche Zielsetzung des Internets in den 70er Jahren war die Entwicklung eines stabilen und robusten Netzes. Es sollte bei dezentraler Steuerung mit heterogenen Hard- und Software-Systemen, auf der Basis einfacher Protokolle funktionieren. Eines der wichtigsten Protokolle im Internet ist das 1982 eingeführte und normierte Übertragungsprotokoll TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Das System des Protokolls basiert grundsätzlich auf dem Zerlegen von Informationen in kleine Datenpakete und dem Versenden dieser an weltweit eindeutige Identifikationsnummern (sog. „IP-Adressen“).¹²

Diese, im Laufe der Zeit entwickelte, Vermittlungstechnik verzichtet auf aufwendige Bestätigungsmechanismen und basiert, nach Prof. Dr. Stahlknecht und Prof. Dr. Hasenkamp, auf der Datagrammtechnik bzw. ist als Paketvermittlung bekannt. Auf die unterschiedlichen Vermittlungstechniken wird im nächsten Kapitel noch näher eingegangen.

Weiterhin verwendet das Internet unterschiedliche Anwendungsdienste. Einer der Dienste ist das WWW (World Wide Web), welches oft irrtümlicherweise mit dem Begriff Internet gleichgesetzt wird. Die Dienste des Internets werden durch unterschiedliche Protokolle realisie rt:¹³

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 2.1: Internet Dienste / Protokolle

2.4 Vermittlungstechniken

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen zwei verschiedenen Arten der Datenübermittlung, der paketorientierten- und der verbindungsorientierten bzw. leitungsorientierten Vermittlung.

2.4.1 Leitungsvermittlung

Bei der leitungsorientierten Kommunikation wird eine feste Verbindung zwischen den zwei Kommunikationspartnern hergestellt. Dies ist vergleichbar mit dem Telefonnetz: Ein Teilnehmer wählt die Nummer eines anderen. Nun beginnen verschiedene Vermittlungsstationen zu arbeiten, bis der Ruf am Ziel angekommen ist. Durch die Abnahme des Telefonhörers des Empfängers wird dann die Verbindung hergestellt.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Verbindung für die gesamte Dauer der Verbindung reserviert ist, eine feste Bandbreite zur Verfügung steht und es zu keinen Übertragungsverzögerungen kommt. Der Nachteil ist, dass auch dann Kosten anfallen, wenn gar nicht gesprochen wird bzw. überhaupt keine Daten übertragen werden. Diese Art der Vermittlung wird gegenwärtig hauptsächlich zur Sprachübertragung im Telefonnetz oder Fernmeldenetz eingesetzt.¹⁴

2.4.2 Paketvermittlung

Im Gegensatz zur leitungsorientierten Vermittlung, wird besonders bei Computernetzen die paketorientierte Datenübermittlung angewendet. Dazu werden die im Netz zu versendenden Daten in kleine Stücke, sogenannte Pakete, aufgeteilt. Diese Pakete enthalten neben dem eigentlichen Dateninhalt auch Informationen, um sie korrekt zum entsprechenden Empfänger zu vermitteln. Soll nun eine große Datei über ein paketorientiertes Netz gesendet werden, so muss sie erst in kleine Pakete gestückelt werden, um anschließend beim Empfänger wieder zusammengesetzt zu werden.

Der Vorteil von paketorientierten Netzen liegt darin, dass mehrere Maschinen quasi gleichzeitig über ein Netzwerk kommunizieren können, allerdings sinkt die Geschwindigkeit bei hohem Netzverkehr. Paketorientierte Netze erfordern auch relativ geringe Kosten bei der Netzwerk-Hardware, da diese weit weniger aufwendig aufgebaut sein muss, als solche bei leitungsorientierten Netzen. Mit verbesserten technischen Möglichkeiten sind mittlerweile auch über paketorientierte Netze garantierte Bandbreiten möglich.¹⁵ Der Begriff Netzwerk ist im weiteren Verlauf als Synonym für paketorientierte Computernetze zu verstehen.

Für das weitere Verständnis der Kommunikation in Netzwerken, wird im nächsten Abschnitt kurz auf die typischen physikalischen Topologien von Rechnernetzen eingegangen, um dann anschließend zu verdeutlichen, wie die Rechner über das Internet mit Hilfe des OSI - Schichtenmodells in Verbindung treten und zu identifizieren sind.

2.5 Physikalische Topologien von Rechnernetzen

Die Topologie eines Netzes beinhaltet das grundlegende Muster der Verkabelung von Netzrechnern. Die Art und Weise der Verknüpfung beeinflusst maßgeblich die einsetzbaren Übertragungs- und Vermittlungsverfahren.¹⁶ Generell unterscheidet man zwischen logischer und physikalischer Topologie. Die physikalische Topologie legt fest, wie ein Netz angeordnet ist (Bus-, Ring-, Sternförmig usw.). Die logische Topologie bezeichnet die mögliche, logische Verbindung von Netzwerkknoten, die miteinander kommunizieren können. Die physikalischen und logischen Topologien müssen hierbei aber nicht identisch sein. So kann ein Netz physikalisch sternenförmig angelegt sein, aber logisch als Ring betrieben werden. Es soll aber an dieser Stelle nicht weiter auf die einzelnen Funktionen der logischen Topologie eingegangen werden. Für das Verständnis der vorliegenden Thematik genügt eine Betrachtung einiger Beispiele der physikalischen Topologie und Zugriffsverfahren in Netzen.

2.5.1 Bustopologie

Das Bus-Netzwerk besteht aus mehreren Stationen, die hintereinander oder nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind. Damit die Datenübertragung in beide Richtungen funktioniert, müssen die beiden Enden des Busses mit sog. Terminatoren (Abschlusswiderständen) abgeschlossen werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.1: Bustopologie

Die Vorteile liegen in der einfachen Installation und den geringen Kosten. Bei einem Ausfall einer Station wird die Betriebfähigkeit des gesamten Netzes nicht beeinflusst. Die größten Nachteile dieser Topologie liegen in der Anfälligkeit des Übertragungsmedium. Entsteht ein Kabelbruch, so fällt das gesamte Netz aus. Solche Fehler sind nur sehr schwer zu finden. Weiterhin ist eine Ausdehnung des Netzes einschränkt, da keine Verstärkung der Übertragungssignale vorgenommen werden. Eine Kollision von Datenpaketen ist möglich, was zu Übertragungsverzögerungen und Störungen führen kann.¹⁷

2.5.2 Ringtopologie

Bei den Ringnetzwerken sind alle Stationen in Form eines Ringes miteinander verbunden. Sendet eine Station ein Datenpaket, so geschieht dies in nur eine Richtung, während sie aus der anderen Richtung Pakete empfängt. Somit muss jedes Datenpaket von einer Station zur nächsten transportiert werden, bis es die Empfängerstation erreicht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.2: Ringtopologie

Die einzelnen Stationen überprüfen, ob das Paket für sie bestimmt ist. Wenn nicht wird das Datenpaket regeneriert und an die nächste Station weitergeleitet. Die Vorteile in diesem System liegen in der guten Erweiterbarkeit, einem minimalen Leitungsaufwand bei größerer Teilnehmerzahl und der großen Netzausdehnung durch eine aktive Übertragung. Nachteile sind die hohe Störanfälligkeit und die aufwendige Fehlersuche. Bei dem TokenRing Netzwerk, ein weiterer Vertreter der Ringtopologie, muss zu jedem Rechner eine doppelte Leitung gelegt werden, was einen hohen Verkabelungsaufwand entspricht, dem gegenüber aber eine geringere Netzanfälligkeit steht.

2.5.3 Sterntopologie

Bei der Sterntopologie sind die einzelnen Stationen durch eine Kabel sternenförmig mit einer Zentrale, das kann z.B. ein Hub ¹⁸ sein, verbunden. Die Pakete werden über den Hub an die jeweilige Empfängerstation übertragen. Der komplette Datenaustausch aller angeschlossenen Computer erfolgt also immer über eine zentrale Stelle.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.3: Sterntopologie

Die Vorteile liegen in der einfachen Vernetzung und Erweiterung. Datenkollisionen können durch den Einsatz eines Switches ¹⁹ vermieden werden. Ein Ausfall einer einzelnen Station hat keinen Einfluss auf die Betriebsfähigkeit des Netzwerkes (siehe Fußnote 18), allerdings fällt das Netz bei einer Überlastung oder Ausfall der zentralen Einheit komplett aus.

2.6 Zugriffsverfahren

Die Topologien beschreiben die Art, wie Konten und Verbindungsgeräte verbunden sind und wie die Kommunikation erfolgt. Eine der wichtigsten Eigenschaften ist hierbei das Zugr iffsverfahren. Es legt fest, wie die Geräte auf das Übertragungsmedium zugreifen. Zu den beiden wichtigsten Verfahren gehören das Konkurrenz- und das Token-Passing-Verfahren.

[...]

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¹ Auf TCP/IP basierendes Unternehmensnetz. Intranets sind oft mit Gateways zum Internet versehen oder mit einem Teil des Internets (Kunden, Lieferanten etc.) verbunden.

² Vgl. hierzu Steyer, R.: Java Script und HTML. München 1999. S. 18 - 22.

³ Vgl. hierzu Meißner, R. / Liebetrau, Th.: Struktur von Rechnernetzwerken. Facharbeit des Gymnasium

Fridericianum Rudolfstadt. Unter, http://www.Hausarbeiten.de (Stand 08.0.2001) und Ehlert, G.: Netzwerke. Unter: www.ge-soft.de (Stand 10.03.2002).

⁴ Server ist ein Computer, der unterschiedliche Dienste dem Netzwerk zur Verfügung stellt. Es gibt aber auch verschiedene Software, die im Netz ihre Dienste bereitstellt und somit auch als Server bezeichnet werden.

⁵ Vgl. hierzu Becker, A. / Bornkessel, M.: Grundlagen der Netzwerktechnik. Unter: http://www.aegypten-online.de/netzwerk/nav.htm (Stand 10.03.2002) und Meißner, R. / Liebetrau, Th.: Struktur von Rechnernetzwerken. Facharbeit des Gymnasium Fridericianum Rudolfstadt. Unter: http://www.Hausarbeiten.de (Stand 08.03.2002).

⁶ Vgl. hierzu Schwickert, A. / Grimbs, M.: Grundlagen des Client/Server-Konzept. Universität Mainz. Lehrstuhl für Allg. BWL und Wirtschaftsinformatik. Arbeitspapiere WI, Nr. 1/1996. Unter: http://wi.uni-giessen.de (Stand 08.03.2002).

⁷ Vgl. hierzu Stahlknecht, P. / Hasenkamp, U.: Einführung in die Wirtschaftsinformatik. 9 Aufl. Berlin; Heidelberg; [u.a.] 1999. S. 104 - 110 und 134 - 144.

⁸ Meißner, R. / Liebetrau, Th. a.a.O. S. 5.

⁹ O.V.: Einführung in die Kommunikation in Netzwerken. Universität Rostock, FB Bauingenieurwesen -Internes Lehrmaterial (Stand 08.03.2002). S. 2.

¹⁰ Ehlert, G. a.a.O. S. 3.

¹¹ Vgl. hierzu Stahlknecht, P. / Hasenkamp, U.a.a.O. S. 135 und Meißner, R. / Liebetrau, Th. a.a.O. S. 7.

¹² Spreitzhofer, M.: Die Welle Internet. Informationsbeschaffung, Informationsveröffentlichung und Kommunikation über Internetdienste. 1. Aufl. Wien 1998. S. 10.

¹³ Stahlknecht, P. / Hasenkamp, U.a.a.O. S. 130.

¹⁴ Meißner, R. / Liebetrau, Th. a.a.O. S. 7.

¹⁵ Vgl. hierzu Stahlknecht, P. / Hasenkamp, U.a.a.O. S. 120 und Ehlert, G. a.a.O. S. 2.

¹⁶ O.V.: Einführung in die Kommunikation in Netzwerken a.a.O. S. 4.

¹⁷ Vgl. hierzu Müller, B.: Vernetzte Welt. Netzwerkstandards. PC Magazin Kreativ Netzwerke (2001) Heft 5, S. 9 und Becker, A. / Bornkessel, M. a.a.O. S. 7.

¹⁸ Ein Hub ist vergleichbar mit einer zentralen Schaltstelle an der jeder Rechner mit einem eigenen Kabel angeschlossen wird. Das verringert die Störungsanfälligkeit drastisch, da bei einem defekten Kabel nur der jeweils angeschlossene Rechner nicht mehr auf das Netzwerk zugreifen kann, alle anderen Rechner jedoch weiterhin ungestört kommunizieren können.

¹⁹ Switches sind den Hubs sehr ähnlich, haben aber andere Funktionsweisen und sind einfacher in der Administration.