Um ein Netzwerk zum funktionieren zu bringen, bedarf es einiger technischer
Geräte. Für ein kleines Netzwerk sind dies im einfachsten Fall zwei
Netzwerkkarten und ein Kabel. Bei größeren Netzwerken tauchen aber bereits
Bezeichnungen wie Router, Hubs, Switches und ähnlich 'selbsterklärende' Begriffe
in nicht geringer Anzahl auf, mit denen ein normaler Anwender selten etwas
anzufangen weiß. Genau diese Bezeichnungen werden in diesem Kapitel näher
erläutert.
Um einen Computer an einem Netzwerk teilhaben zu lassen, benötigt er natürlich
mindestens eine Netzwerkkarte, auch als "Network Interface Card (NIC)"
bezeichnet. Diese Karte muss zu dem vorhandenen Netzwerk passen. Es gibt
verschiedenste Ausführungen, vom 10MBit-Ethernet bis zur ultraschnellen
Glasfaserübertragung ist alles dabei. Bei Ethernet-Netzwerkkarten ist eine
Hardware-Adresse auf der Karte `eingebrannt', die diese Karte eindeutig im
Netzwerk identifiziert. Diese Adresse wird auch als "MAC-Adresse" bezeichnet.
Wenn die Karte dann noch im Betriebssystem des Rechners ordentlich eingerichtet
wurde, steht einem Betrieb im Netz nichts mehr im Wege.
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Repeater werden vor allem in busförmigen Ethernets (sprich: Koaxialkabel)
verwendet. Sie tun nichts anderes als die empfangenen Signale zu verstärken und
weiterzugeben. So ist es möglich, ein Koaxial-Ethernet in mehrere Segmente zu
teilen, um mehr als 185 Meter maximale Kabellänge zu erreichen. In einem
Netzwerk können maximal drei solcher Segmente gebildet werden. Diese Segmente
erscheinen den angeschlossenen Rechner aber wie ein Netz, da ja die elektrischen
Impulse von der einen Seite des Repeaters auf der anderen nur verstärkt werden.
Repeater agieren daher im OSI-Schichtenmodell in der Schicht 1, also rein
hardwarebasiert.
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Im Gegensatz zu Repeatern entscheiden Bridges anhand der MAC-Adresse des
Empfängers, ob sie ein Paket oder Frame in das nächste Segment weiterleiten.
Bridges werden vor allem zur Segmentierung und Geschwindigkeitssteigerung von
Netzwerken eingesetzt, da sie im Gegensatz zu Repeatern das Signal nicht einfach
verstärken, sondern auch filtern. Sie arbeiten auf dem OSI-Level 2.
Wirkungsweise von Routern und Bridges (als Abbildungstext)
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Ein Hub wird auch als "Konzentrator" oder "Verteiler" bezeichnet. In sternförmig
aufgebauten Netzwerken bildet er den zentralen Punkt. Kabel führen immer von
einem Port des Hubs zu einem Rechner im Netz, so dass letztendlich eine Art
Stern entsteht (siehe Abbildung im Abschnitt Lokale Netze).
Statt eines Rechners kann man an einen Hub auch einen weiteren Hub anschließen,
so dass weitere Anschlüsse zur Verfügung stehen. Hubs gibt es für
Twisted-Pair-Ethernet mit üblicherweise 5 bis 24 Ports. Sie können entweder für
Geschwindigkeiten von 10 oder 100 Mbps konstruiert sein. Es sind auch
Dual-Speed-Hubs erhältlich (10 und 100Mbps). Diese beinhalten aber eigentlich
zwei getrennte Hubs, die switch-artig miteinander gekoppelt und entsprechend
teurer sind. Auch Hubs leiten den Netzwerkverkehr lediglich von einer Station
auf alle anderen weiter, so dass sich alle am Hub angeschlossenen Stationen die
Bandbreite teilen müssen. Sie arbeiten nur auf dem untersten Hardware-Level
(OSI-Schicht 1).
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Im Vergleich zu Hubs sind Switches schon etwas intelligenter. Äußerlich sind sie
von Hubs nicht zu unterscheiden, im Inneren verbirgt sich allerdings eine ganz
andere Technik. Im Gegensatz zu einem Hub, wo sich alle Rechner die gesamte
Bandbreite des Netzes teilen müssen, kann jeder an einen Switch angeschlossene
Host die volle Bandbreite nutzen. Dementsprechend schneller sind geswitchte
Netze.
Doch wie funktioniert dies im einzelnen? Im Gegensatz zum Hub, leitet ein Switch
Pakete nur an den Switch-Port weiter, an dem sich der Empfänger befindet. Statt
also ein Paket von Rechner A zu Rechner B an alle Ports und damit in das gesamte
Netz zu "blasen", wird es nur zu dem Port geschaltet, an dem Rechner B
angeschlossen ist. Damit entsteht eine Art virtuelle Verbindung zwischen den
beiden Kommunikationspartnern. So wird unnötige Netzlast in den anderen
Segmenten vermieden und die Geschwindigkeit gesteigert.
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Der Begriff "Router" (darüber, ob man dieses Wort als `Ruter' oder 'Rauter`
ausspricht, konnte sich noch niemand so recht einigen, daher sind beide
Varianten akzeptabel) bezeichnet Geräte, die zwei oder mehrere Netzwerke
miteinander verbinden. Hierbei ist ein Router dafür zuständig, die Pakete aus
einem Netz in das andere zu leiten. Im Gegensatz zu Bridges können sie völlig
unterschiedliche Netzwerkmedien, z.B. Token Ring und FDDI, miteinander
verbinden.
Damit das Routing über mehrere Netze funktioniert, hält jeder Router eine
Routingtabelle vor, die Einträge darüber enthält, welche Pakete mit bestimmten
Zieladressen er wohin weiterleiten soll. Ein Router kann dabei ein Rechner sein,
der mit mehreren Netzwerkkarten ausgestattet und mit jeder Karte an je ein
Netzwerk angeschlossen ist. Es gibt aber auch spezielle Geräte, die für das
Routing optimiert wurden und eine wesentlich höhere Anzahl Pakete routen können.
Als Beispiel sei hier das Routing im Internet erwähnt, wo jede Anfrage durch
etliche Netze geleitet werden muss. Um nachzuvollziehen, über welche Hosts eine
Anfrage weitergeleitet wird, kann man das Programm traceroute (bzw. tracert
unter Windows) verwenden.
Router arbeiten auf OSI-Ebene 3, da sie bereits Entscheidungen anhand von
konkreten Adressen treffen.
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