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Netzwerk Begriffserklärung und Definition

netzwerkBei einem Netzwerk respektive Rechnernetz werden in erster Linie mehrere Computer miteinander verbunden. Darüber hinaus ist aber auch die Einbindung von Agenten, Sensoren oder Aktoren und dergleichen mehr möglich. Gängiger ist allerdings die Einbindung von netzwerkfähigen Druckern oder entsprechenden Faxgeräten und Servern. Die Bildung eines Netzwerks kann mehrere Gründe haben. Der Hauptgrund ist die Kommunikation, wie etwa via Chat oder VoIP. Darüber hinaus erlaubt ein Netzwerk den Datenaustausch zwischen den involvierten Rechnern oder aber das Zugreifen auf Daten, die zum Beispiel auf einem zentralen Server gespeichert sind. Darüber hinaus können die in ein Netzwerk eingebunden Rechner gemeinsam einen einzigen Netzwerkdrucker oder ein implementiertes Faxgerät nutzen. Zudem ist es über ein Netzwerk möglich, dass alle darin eingebundenen Rechner gemeinsam eine rechenintensive Aufgabe, wie etwa die Konstruktion eines komplexen 3-D-Modells mithilfe von sogenannten CAD-Anwendungen, bearbeiten und so deutlich schneller bewältigen. Prinzipiell kann zwischen einem lokalen und einem nicht-lokalen Netzwerk unterschieden werden, wenngleich sich diese beiden Varianten abermals in unterschiedliche Netzwerkarten unterteilen lassen.

Lokale und nicht-lokale Netzwerke

Lokale Netzwerke lassen sich grundsätzlich in Body Area Network oder kurz BAN, Personal Area Network oder kurz PAN und Local Area Network oder kurz LAN unterteilen. All diese Netzwerkvarianten können heutzutage auch per Funk aufgebaut werden. Die bekannteste Form eines kabellosen Netzwerks dürfte dabei das WLAN sein. Neben dem kabelgebundenen LAN ist WLAN zumindest im privaten Umfeld und kleinen Unternehmen die am häufigsten gewählte Art, ein Netzwerk aufzubauen. Grund für die weite Verbreitung ist unter anderem, dass LAN eine deutlich größere Ausdehnung als PAN erlaubt. Je nach Personendichte beziehungsweise Anzahl an Netzwerkkomponenten und Entfernung, über die das Netzwerk aufgebaut werden soll, ist LAN jedoch nur bedingt geeignet, da seine mögliche Ausdehnung in der Regel auf 500 Meter limitiert ist. Wobei anzumerken ist, dass mehrere LANs miteinander verbunden werden können, wodurch eine deutlich weitere Ausdehnung möglich wird.
Als nicht-lokale Netzwerke sind Metropolitan Area Network oder kurz MAN, Wide Area Network oder kurz WAN, Global Area Network oder kurz GAN, Virtual Private Network oder kurz VPN und Storage Area Network oder kurz SAN zu nennen. Wie ein LAN mit einem LAN verbunden werden kann, kann zum Beispiel auch ein MAN mit einem WAN verbunden werden. Ebenso kann ein LAN in ein MAN oder ein WAN eingebunden werden.

Aufbau eines lokalen Netzwerks am Beispiel von LAN

Bei einem LAN werden die Computer entweder direkt oder aber über eine Art Verteiler, wie etwa einen Router, Switch oder Hub, miteinander verbunden. Ein grundlegender Vorteil eines Verteilers ist, dass ein Computer mit nur einem einzigen Netzwerkanschluss mit mehreren Computern oder sonstigen Geräten verbunden werden kann. Die gängigste Art, ein leitungsgebundenes respektive kabelgebundenes Netzwerk aufzubauen, ist Ethernet. Als Leitung dienen dabei zumeist gedrillte Kupferkabel, wenngleich diesbezüglich seit einiger Zeit auch Glasfaserverbindungen zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Bei beiden Kabelarten haben sich bestimmte Standards etabliert. Die bei Kupferkabeln heutzutage am weitesten verbreiteten Standards sind CAT5e und CAT6, die beide Datentransferraten von bis zu 1000 Mbit/s erlauben. Der Standard CAT5 gilt hingegen als veraltet, da bei diesem die Höchstgrenze des theoretisch möglichen Datentransfers bei 100 Mbit/s liegt. Da diese Datenrate in Bezug auf das Internet jedoch mehr als ausreichend ist, liegen Modems und Routern oder dergleichen häufig noch immer CAT5 Kabel bei.
Potenzieller Nachteil der Ethernet-Technik ist, dass sich alle Mitglieder des Netzwerks letztendlich eine einzige Bandbreite teilen, wodurch es zu Kollisionen untereinander kommen kann. Zudem nimmt die Datentransferrate eines jeden Teilnehmers ab, sobald mehre Teilnehmer simultan Daten übertragen wollen. Bei dem sogenannten Token Ring besteht dieses Problem nicht. Bei dieser Art, ein Netzwerk aufzubauen, kann immer nur ein einziger Teilnehmer zu einem bestimmten Zeitraum Daten senden oder aber auf die Daten eines anderen Computer respektive Servers zugreifen. Sobald das Senden oder der Dateizugriff beendet ist, bekommt das nächste Netzwerkmitglied die alleinigen Nutzungs- respektive Zugriffsrechte. Normalerweise erfolgt die Weitergabe der Rechte der Reihe nach, sodass der Ring nach einer gewissen Zeit vollständig umrundet ist und jedes Netzwerkmitglied einmal die vollen Nutzungsrechte hatte. Wobei dies selbstverständliche keine festgeschriebene Regel ist, da die Nutzungsrechte stattdessen auch einfach je nach Dringlichkeit oder Bedarf frei weitergeben werden können. Bei dem ursprünglichen Token Ring war ein Computer immer nur mit seinen beiden direkten Nachbarn verbunden, wodurch sich letztendlich der namensgebende Ring bildete. Der Nachteil dabei war, dass sich die Weitergabe von Daten recht umständlich gestalten konnte, da sie unter Umständen über mehrere Rechner erfolgen musste, bis die angeforderten Daten tatsächlich beim finalen Empfänger eintrafen. Daher wird heutzutage verstärkt auf eine gemeinhin als Token Ring over Ethernet bezeichnete Kombination aus Ethernet und Token Ring gesetzt.
Eine weitere Variante, Computer zu einem Netzwerk zusammenzuschließen, ist das sogenannte PowerLAN, bei dem auf herkömmliche Netzwerkkabel verzichtet wird. Anstatt über Kupferkabel oder Glasfaserkabel erfolgt die Vernetzung beim PowerLAN nämlich mithilfe spezieller Adapter einfach über das herkömmliche Stromnetz. Allerdings gilt das PowerLAN als sehr störungsanfällig und kann zudem selbst das Stromnetz stören. Außerdem verlang das PowerLAN nach besonderen Verschlüsslungsverfahren, da die Daten ähnlich wie beim Funknetz frei verteilt werden. Dennoch kann es eine sinnvolle Alternative oder zumindest Ergänzung zum Ethernet sein, da beim PowerLAN keine Netzwerkkabel verlegt werden müssen, um zum Beispiel zwei Etagen miteinander zu verbinden.

Die Topologie des Netzwerkaufbaus

Mit Topologie ist die Art, auf die die einzelnen Computer beziehungsweise Komponenten in das Netzwerk eingebunden werden, gemeint. Dabei haben sich mehrere Grundformen herausgebildet. Eine ist die Ring-Topologie, bei der das Netzwerk in Form eines Rings aufgebaut ist und bei der jeder Computer in der Regel nur mit seinen jeweiligen Nachbarn verbunden ist. Eine weitere gängige Form ist die Stern-Topologie, bei der die jeweiligen Computer sternförmig um einen zentralen Punkt verteilt aufgebaut sind. Dieser Punkt kann ein einfacher Router, ein Server oder aber ein Hauptrechner, der die Netzwerkrechte vergibt und somit letztendlich das gesamte Netzwerk kontrolliert, sein. Bei der erweiterten Stern-Topologie werden mehrere Stern-Topologien miteinander verbunden. In der Regel erfolgt die Verbindung dabei an den jeweiligen Zentren der einzelnen Stern-Topologien. Ein weiterer Stereotyp ist die Baum-Topologie, bei der es zumeist auch einen Hauptrechner gibt, an den weitere Rechner angeschlossen werden. Die Besonderheit dabei ist, dass an die jeweiligen Rechner abermals weitere Rechner angeschlossen werden können. Normalerweise nimmt bei der Baum-Topologie die Befugnis der involvierten Rechner ab, je weiter sie von der „Wurzel“ entfern sind und je mehr andere Rechner oder Knotenpunkte dazwischen geschaltet sind. Allerdings lassen sich diese und die vielen weiteren Grundformen, wie etwa die Bus-Topologie oder die Zelt-Topologie, in der Praxis nicht immer ohne weiteres umsetzten, weshalb es häufig zu Mischformen der einzelnen Formen kommt. Darüber hinaus kommt es bei LAN-Partys oder sonstigen spontanen Treffen oft zu einer eher wenig strukturierten Vernetzung, die gerne als Smart Network oder Smart Grid bezeichnet wird.



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