Was ist ein Netzwerk?

Wenn Sie sich einen neuen Desktop-PC oder ein neues Smartphone kaufen, werden Sie sicherlich als Erstes versuchen, das Gerät mit dem World Wide Web zu verbinden. Dazu müssen Sie zunächst eine Verbindung zum Modem bzw. Router herstellen, der den Datenverkehr aus dem Internet empfängt und an die angeschlossenen Geräte weiterleitet. Doch das ist selbstverständlich nicht alles, was moderne Netzwerke in der Lage sind bereitzustellen. Sie können auch Ihren Fernseher, Drucker oder Tablet-PC mit dem Router verbinden, sodass diese smarten Endgeräte ebenfalls einen Zugang zum Internet haben. Auf diese Weise lassen sich über eine zentrale Schaltstelle verschiedene netzwerkfähige Geräte miteinander vernetzen und können in ein eigenes Netzwerk eingebunden werden. Doch was bedeutet eigentlich „Netzwerk“ im Kontext moderner IT-Technologien?

Was ist eigentlich ein Netzwerk?

In der IT-Technik wird mit einem Netzwerk die Verbindung von mindestens zwei Computern (egal ob PC oder Notebook) bezeichnet, wobei die Verbindung entweder per Kabel oder auch über ein WLAN (Wireless LAN, also drahtlos) realisiert ist. Das einfachste Netzwerk ist ein Zusammenschluss von zwei Computersystemen, die über ein Kabel miteinander verbunden sind. In diesem Kontext spricht man von einem sogenannten „Peer-to-Peer-Netzwerk„. Bei einem solchen Netzwerk wird auf eine hierarchische Beziehung verzichtet, sodass beide Teilnehmer gleichberechtigt sind. Die Computer haben dabei direkten Zugriff auf die Daten des jeweils anderen Rechners und können gemeinsame Ressourcen nutzen, wie beispielsweise Speicherplatz oder Drucker. Moderne Netzwerke sind jedoch viel umfangreicher und komplexer und Netzwerke von Firmen können aus mehreren tausenden Computern bestehen. Bei einem LAN-Netzwerk mit mehr als 15 Computern werden standardmäßig Server-Client-Netzwerke eingesetzt. Bei diesem Modell stellt ein Server, der als zentrale Schaltstelle fungiert, den anderen Teilnehmern Ressourcen – etwa Speicherplatz oder Software-Anwendungen – bereit.

Welche Typen gibt es?

Moderne Netzwerke werden in der Regel hinsichtlich der Reichweite und der Übertragungsart in verschiedene Netzwerktypen eingeteilt. In Bezug auf die Übertragungsart wird zwischen kabelgebundenen und kabellosen Netzwerken unterschieden. Bekannte Beispiele für kabellose Netzwerk sind WLANs (Wireless Access Networks), die in erster Linie in Häusern und Wohnungen zum Einsatz kommen, oder auch die LTE-Technik, die im Rahmen von Mobilfunknetzen bereitgestellt wird. Kabelgebundene Netze, wie beispielsweise ein LAN (Local Area Network), werden primär dazu eingesetzt, um Computer auf einer räumlich begrenzten Ausdehnung – etwa in einem Firmen-Gebäude – miteinander zu vernetzen.

Netzwerke werden nach ihrer Reichweite in folgende Kategorien eingeteilt:

– Personal Area Network (PAN): Hierbei handelt es sich um Netzwerke, bei denen das Vernetzen von Geräten in einem Umfeld von bis zu 10 Meter realisiert wird. Bekannte Beispiele für Personal Area Networks sind Bluetooth-Verbindungen oder WiFi-Services wie Airdrop von Apple oder Miracast von Google.

– Local Area Network (LAN): Local Area Networks (kurz LAN) gehören zu den verbreitetsten Netzwerken und kommen oft in Haushalten oder kleinen und mittelgroßen Firmen zum Einsatz.

– Metropolitan Area Network (MAN): Hierbei handelt es sich um regionale Netzwerke in Städten oder ganzen Regionen.

– Wide Area Network (WAN): WANs oder Wide Area Networks sind zum Beispiel überregionale DSL- oder Mobilfunk-Netzwerke.

– Global Area Network (GAN): Bei einem globalen Netzwerk handelt es sich beispielsweise um das Internet, das auf der ganzen Welt zugänglich ist.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass es zwischen den verschiedenen Netzwerkklassen teilweise Überschneidungen gibt. So sind Sie beispielsweise als Nutzer eines WLANs gleichzeitig auch Nutzer in einem LAN, WAN oder GAN, falls sie mit dem World Wide Web verbunden sind.

Funktionsweise

In modernen Client-Server-Netzwerken gibt es eine zentrale Schaltstelle, den sogenannten Server. Der Server ist mit allen im Netzwerk teilnehmenden Computern (in der Regel PCs, Notebooks oder Tablets) verbunden. Diese werden als Clients bezeichnet. Die Verbindung wird dabei entweder kabelgebunden über ein LAN (Local Area Network) oder kabellos über ein WLAN (Wireless Access Network) realisiert. In kleineren LAN-Heimnetzen übernimmt die Firewall bzw. das Modem die Rolle des Servers und stellt die Verbindung zum Internet den anderen Teilnehmern im Netzwerk zur Verfügung. Bei größeren Netzwerken, wie beispielsweise in einer Firma, ist der Server in der Regel ein dedizierter Computer. Auf diesem Rechner werden keine gewöhnlichen Programme und Anwendungen installiert, sondern spezielle Server-Dienste und -Lösungen. Der Server muss dabei 24/7 erreichbar sein, während die Clients nicht permanent in Betrieb sein müssen.

Netzwerkprotokolle als essenzielle Komponenten

Um eine möglichst effiziente und reibungslose Kommunikation zwischen den unterschiedlichen Schichten und Komponenten eines modernen Netzwerks gewährleisten zu können, kommen sogenannte Netzwerkprotokolle zum Einsatz. Mit diesen Protokollen wird der Datenaustausch reguliert und sie bestimmen außerdem, wie die Kommunikation realisiert wird und welche Daten übertragen werden sollen. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Netzwerkprotokolle, die jeweils einzelne Aufgaben übernehmen und in hierarchische Schichten eingeteilt sind. Darüber hinaus ist es wichtig, dass sich jeder Teilnehmer im Netzwerk eindeutig identifizieren lässt. Um dies zu erreichen, werden sogenannte Netzwerkadressen eingesetzt. In einem Netzwerk wird jedem Computer eine IP-Adresse zugeteilt, die den Client jederzeit eindeutig identifiziert, ähnlich wie bei einer Wohnadresse. Unterschieden wird zwischen IPv4- und IPv6-Adressen. Bei IPv4 (Internet Protocol Version 4) handelt es sich um einen früheren Standard, in dessen Rahmen nur 4,3 Milliarden IP-Adresse vergeben werden konnten. Durch die massive Verbreitung des Internets wurden weitere IP-Adressen benötigt. Aus diesem Grund wurde der neue IPv6-Standard eingeführt, der 340 Sextillionen IP-Adressen bereitstellt. Diese gigantische Anzahl an IP-Adressen sollte auch für die vorhersehbare Zukunft ausreichen.