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Allgemeine Einführung

Was ist eigentlich ein Computer-Netzwerk?

Computer-Netzwerke sind in den letzten Jahren in starkem Maße populär geworden und haben sich in vielen Bereichen zu einem Standard entwickelt. Eine Definition von Tanenbaum [#!tan!#] besagt: Ein Computer-Netzwerk ist eine Ansammlung zusammenhängender, selbständiger Computer.

Zusammenhängend bedeutet, dass die Computer Informationen über das Netzwerk austauschen können. Selbständig meint, dass kein Rechner den anderen unmittelbar steuert. Die über die Netzwerke ausgetauschten Informationen können Programme, Daten oder Nachrichten sein. Der Benutzer muss aber immer explizit Kommandos verwenden, um innerhalb eines Netzes bestimmte Aktionen zu starten. Im Lauf der Jahre haben sich Qualität und Anzahl der Programme für Computer-Netzwerke drastisch erhöht.

Ein Beispiel für ein Computer-Netzwerk sind mehrere durch ein Ethernet (kostengünstiges Netzwerk auf der Basis von Koaxialkabeln, siehe Abschnitt 9.6, verbundene Workstations oder Personal-Computer, die von einem Servicerechner (Server) mit den notwendigen Programmen und Daten über das Netzwerk versorgt werden, siehe unser Micropool.

Computer-Netzwerke haben wesentliche Vorteile.

  1. Hardware-Ressourcen (Rechner, Festplatten, Drucker) und Software-Ressourcen (spezielle Anwendungsprogramme) können effektiver ausgenutzt werden. Das Netzwerk ermöglicht den Zugriff auf diese Ressourcen, unabhängig davon, wo sich Hard-/Software und Benutzer befinden, die Ressourcen können zentral gewartet und über das Netzwerk einer großen Zahl von Benutzern zugänglich gemacht werden.
  2. Die Zuverlässigkeit eines Systems vernetzter Rechner ist höher als die eines einzelnen Rechners. Fällt in einem Rechnernetz ein Rechner aus, können Benutzer auf andere Rechnerkapazitäten ausweichen, während beim Ausfall eines stand-alone Rechners sämtliche Benutzer auf dem Trockenen sitzen. Die Verfügbarkeit von Software kann sich erhöhen, indem man Daten nicht nur auf einer Maschine hält, sondern auf mehrere Rechner verteilt. Fällt einer dieser Rechner aus, können die Daten der anderen Rechner benutzt werden. Dieser Aspekt von Rechnernetzen ist besonders wichtig in den Bereichen Militär, Prozesssteuerung, Flug- oder Bankwesen.
  3. Das Preis/Leistungsverhältnis mehrerer kleiner, aber vernetzter Rechner ist günstiger als das eines großen Rechners. Großrechner sind von der Verarbeitungsgeschwindigkeit zwar vielleicht zehn mal schneller als die schnellsten Mikroprozessoren, kosten jedoch vielleicht tausend mal mehr als eine Workstation (Arbeitsplatzrechner) oder ein Personal Computer. Das führte zur Entwicklung von Arbeitsplatzrechnern mit Netzwerkanschlüssen, die einem Benutzer recht große Rechenleistung zur Verfügung stellen, wobei die Programme und Daten auf einem oder mehreren Servern (File Server) gespeichert sind.

Auch wenn die Vernetzung von Rechnern viele Vorteile bringt, so gibt es trotzdem einige Nachteile, die hier zumindest kurz erwähnt werden sollen. Meist ist der Hauptgrund für eine Vernetzung Daten und Informationen auszutauschen und Dienste netzwerkweit anzubieten. Aber genau hieraus ergibt sich auch ein entscheidender Nachteil: die erstmal geringere Sicherheit der Daten vor unberechtigten Zugriffen. Zu einem unvernetzten Rechner benötigt ein Angreifer noch direkten physischen Zugang, wobei er bei vernetzten Rechnern aus der Ferne operieren kann, von einem Rechner im eigenen Teilnetz oder sogar einem Rechner im Internet aus. Die Administratoren von Rechnernetzwerken benötigen daher eine entsprechende Sensibilisierung für Sicherheitsprobleme, die bei einer Vernetzung unweigerlich auftreten.

Zudem sollte bedacht werden, dass der Aufbau eines Netzwerkes zusätzliche Hardware erfordert. Diese Hardwarekomponenten wie Netzwerkkarten, Kabel, Router, etc. können ausfallen und so mitunter alle am Netzwerk angeschlossenen Rechner funktionsunfähig werden lassen.

Zusammenfassend kann jedoch festgestellt werden, dass in der Praxis die Vorteile klar überwiegen und die vorhandenen Nachteile z.B. durch ein an die Erfordernisse angepasstes Sicherheitsdenken minimiert werden können.

Wir haben schon in Kapitel 3 verschiedene Anwendungsmöglichkeiten innerhalb von Netzwerken kennengelernt. Diese und weitere, neue Anwendungen beeinflussen nicht unbeträchtlich die gesellschaftliche Entwicklung.

Netzwerke werden durch ihre räumliche Ausdehnung unterschieden. Das Netzwerk unseres Institutes ist ein lokales Netzwerk, ein LAN (engl. local area network). Im Gegensatz dazu gibt es die WAN's (engl. wide area network). Eine Aufgliederung unter diesem Gesichtspunkt ist Tabelle 9.1 zu entnehmen.


Tabelle 9.1: Kategorien von Netzen (nach der Entfernung eingeteilt)
Entfernung Ort der Prozessoren Netzwerkart
0,1 m Rechnerplatine Multiprozessorbord
1 m Systemeinheit Multiprozessorsystem
10 m Raum LAN
100 m Gebäude LAN
1 km Campus LAN
10 km Stadt WAN
100 km Land WAN
1000 km Kontinent Verbindung von WAN's



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Lars Tornow 2003-04-02