Wie Computernetzwerke funktionieren und welche Arten sie haben

Die Funktionsweise eines Computernetzwerks besteht darin, Knoten wie PCs, Router und Switches über Kabel oder ähnliches zu verbinden.
Wie Computernetzwerke funktionieren
Wie Computernetzwerke funktionieren. Quelle: smk lingua prima.

Vielleicht sind einige von Ihnen immer noch verwirrt darüber, wie die derzeit genutzten Computernetzwerke funktionieren.

In diesem Artikel wird daher erläutert, wie Computernetzwerke funktionieren und welche Netzwerktypen Sie kennen müssen.

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Computernetzwerk

Wie Computernetzwerke funktionieren
Computernetzwerk. Quelle: Pexels.

Ein Computernetzwerk ist ein System, das mehrere elektronische Geräte wie Computer miteinander verbindet. Laptops, Smartphones, Drucker usw., damit sie sich miteinander verbinden und Daten austauschen können.

Vereinfacht ausgedrückt ist ein Computernetzwerk ein Telekommunikationssystem, das es Computern ermöglicht, zu interagieren und Daten auszutauschen.

Dieses Netzwerk wird durch eine Kombination aus Hardware und Software gebildet. Wenn zwei oder mehr Computer kommunizieren oder Daten austauschen, gibt es Teile des Computernetzwerks, die als Empfänger oder Dienstleister fungieren.

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Wie Computernetzwerke funktionieren

Wie Computernetzwerke funktionieren
Wie Computernetzwerke funktionieren. Quelle: Pexels.

Um zu verstehen, wie es funktioniert, besprechen wir einige der Hauptkomponenten und die Funktionsweise eines Computernetzwerks.

Netzwerkhardware

Hardware sind die physischen Komponenten, die zum Aufbau eines Computernetzwerks erforderlich sind. Zu den wichtigsten Netzwerkhardware gehören:

  • Router: Ein Router verbindet mehrere Netzwerke miteinander, beispielsweise ein LAN mit dem Internet. Router sind dafür verantwortlich, den Datenverkehr zwischen Netzwerken zu leiten und sicherzustellen, dass die Daten das richtige Ziel erreichen.
  • Switch: Ein Switch verbindet Geräte in einem lokalen Netzwerk (LAN). Der Switch dient dazu, Daten effizient an das Zielgerät zu senden, ohne andere Geräte im Netzwerk zu stören.
  • Modem: Ein Modem wandelt digitale Signale von einem Computer in analoge Signale um, die über Telefonleitungen oder Kabel übertragen werden können und umgekehrt.
  • Netzwerkkabel: Kabel wie Ethernet werden verwendet, um Geräte in einem physischen Netzwerk zu verbinden. Es gibt auch drahtlose Technologie (Wi-Fi), die es ermöglicht, Geräte ohne Kabel zu verbinden.
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Netzwerkprotokoll

Netzwerkprotokolle sind die Regeln, die die Kommunikation zwischen Geräten in einem Netzwerk regeln. Dieses Protokoll stellt sicher, dass Daten korrekt gesendet und empfangen werden. Einige gängige Netzwerkprotokolle sind:

  • TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Dieses Protokoll ist der primäre Kommunikationsstandard für das Internet und die meisten lokalen Netzwerke. TCP/IP regelt, wie Daten in Pakete aufgeteilt, übertragen und am Zielort wieder zusammengesetzt werden.
  • HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol/Secure): Dieses Protokoll wird verwendet, um auf Webseiten zuzugreifen und diese über das Internet zu senden.
  • FTP (File Transfer Protocol): Dieses Protokoll wird zum Übertragen von Dateien zwischen Computern in einem Netzwerk verwendet.
  • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Dieses Protokoll wird zum Senden von E-Mails zwischen Servern verwendet.

Netzwerktopologie

Unter Netzwerktopologie versteht man die Art und Weise, wie Geräte in einem Netzwerk angeordnet und verbunden sind. Zu den gängigen Topologien gehören:

  • Bustopologie: Alle Geräte sind an ein Hauptkabel (Bus) angeschlossen. Daten werden über das Netzwerk gesendet, aber nur das Zielgerät empfängt und verarbeitet die Daten.
  • Sterntopologie: Alle Geräte sind an eine Zentrale (Hub oder Switch) angeschlossen. Daten werden von einem Gerät an den Hub gesendet und an das Zielgerät weitergeleitet.
  • Ringtopologie: Geräte sind kreisförmig verbunden. Daten werden unidirektional durch den Ring übertragen und von einem Gerät zum nächsten weitergeleitet, bis sie ihr Ziel erreichen.
  • Mesh-Topologie: Jedes Gerät ist direkt mit mehreren anderen Geräten verbunden. Dies bietet den Daten mehrere Wege, um ihr Ziel zu erreichen, was die Redundanz und Zuverlässigkeit erhöht.

IP-Adresse (Internetprotokolladresse)

Jedes Gerät in einem Netzwerk verfügt über eine eindeutige IP-Adresse, die zur Identifizierung und Verbindung dieses Geräts verwendet wird. IP-Adressen können statisch (fest) oder dynamisch (änderbar) sein. Es gibt zwei Hauptversionen von IP-Adressen:

  • IPv4: Verwendet das 32-Bit-Format, bestehend aus vier durch Punkte getrennten Zahlen (z. B. 192.168.0.1).
  • IPv6: Verwendet das 128-Bit-Format, das aus acht durch Doppelpunkte getrennten Gruppen von Hexadezimalzahlen besteht (z. B. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334).

DNS (Domain Name System)

DNS-Funktionen übersetzen den Domänennamen, den Sie im Browser eingeben (z. B. www.example.com), in eine IP-Adresse, die von Geräten im Netzwerk verstanden werden kann.

DNS fungiert als „Telefonbuch“ des Internets und macht es für Sie einfacher, sich Website-Adressen mit Namen statt Nummern zu merken.

Die Funktionsweise eines Computernetzwerks umfasst die Zusammenarbeit verschiedener Komponenten und Prozesse, um die Kommunikation zu ermöglichen und Ressourcen gemeinsam zu nutzen.

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Arten von Computernetzwerken

Wie Computernetzwerke funktionieren
Computernetzwerke und das Internet. Quelle: Pexels.

Die Welt der Computernetzwerke bietet verschiedene Typen mit spezifischen Eigenschaften und Funktionen. Im Allgemeinen können wir Computernetzwerke in mehrere Hauptkategorien einteilen, wie zum Beispiel:

LAN (Lokales Netzwerk)

LAN ist eine digitale Grundlage, die Geräte in einer begrenzten Umgebung, beispielsweise zu Hause oder im Büro, verbindet.

Betrachten Sie es als ein kleines neuronales Netzwerk, das es Computern, Druckern und anderen Geräten ermöglicht, effizient zu kommunizieren und Daten auszutauschen.

MAN (Metropolitan Area Network)

Das Metropolitan Area Network (MAN)-Netzwerk ist eine Erweiterung eines LAN und erreicht ein größeres Gebiet, beispielsweise eine Stadt oder mehrere nahegelegene Städte.

MAN fungiert als Brücke, die verschiedene LANs innerhalb eines Stadtgebiets verbindet und so eine umfassendere Verbindung und gemeinsame Nutzung von Ressourcen ermöglicht.

WAN (Wide Area Network)

WANs ermöglichen es uns, überall und jederzeit mit Menschen und Informationen in Kontakt zu treten. Dank WANs können wir weltweit zusammenarbeiten, auf unbegrenztes Wissen zugreifen und vielfältige Unterhaltung genießen. Das Internet als größtes WAN hat die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten, revolutioniert.

PAN (Personal Area Network)

PAN ermöglicht uns die einfache Verbindung unserer persönlichen Geräte innerhalb einer sehr kurzen Reichweite. Dank PAN können wir mit nur wenigen Fingertipps schnell Dateien übertragen, Daten teilen und andere Geräte steuern.

WLAN (Wireless Local Area Network)

WLAN hat die Art und Weise, wie wir uns mit der digitalen Welt verbinden, revolutioniert. Mit WLAN können Sie Bewegungsfreiheit genießen, ohne Angst vor störenden Kabeln haben zu müssen. Darüber hinaus erleichtert WLAN auch den Aufbau von Netzwerken an Orten, die per Kabel schwer zu erreichen sind.

VPN (Virtuelles privates Netzwerk)

VPNs ist wie ein persönlicher Leibwächter in der digitalen Welt. VPN schützt die Privatsphäre und Sicherheit Ihrer Daten, wenn Sie im Internet surfen. Mit einem VPN können Sie auf das Internet zugreifen, als wären Sie in einem anderen Land, und öffnen sich so die Tür zu einer größeren Welt an Inhalten.

Wenn Sie verstehen, wie Computernetzwerke funktionieren und welche Arten sie haben, können Sie die Technologie, die all dies ermöglicht, besser verstehen.

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