4 Netzwerkstrukturen, -komponenten, -standards und -modelle

Topologie
Unter Topologie versteht man in der Netzwerktechnik die Art und Weise, wie Leitungen physisch verlegt werden. Topologie ist die "Landkarte" des Netzes.
  • Stern
  • Erweiterter Stern
  • Vollständige Masche
  • Unvollständige Masche
  • Zelle (Funk)
  • P2P - Point to Point
  • Bus
  • Ring

Video: Topologien
Dauer: ca. 3 Min

Kommunikationskabelanlage

Primärverkabelung (erste Verkabelungsebene, auch Flächenverkabelung genannt)

Im Zentrum des Netzwerks befindet sich der Standortverteiler (SV). Von hier aus verlaufen sternförmig die Leitungen zu allen anderen Gebäuden auf dem Betriebsgelände. Diese Leitungen enden jeweils am Gebäudeverteiler (GV) eines jeden Gebäudes. In der Regel werden Lichtwellenleiter verwendet, da sie einen hohen Datendurchsatz ermöglichen und größere Distanzen überbrücken können.

Sekundärverkabelung (zweite Verkabelungsebene, auch Vertikalverkabelung oder Steigleitungsbereich genannt)

Vom Gebäudeverteiler jedes Gebäudes aus verlaufen die Leitungen sternförmig zu allen Stockwerken oder Gebäudeteilen einer Ebene. Diese Leitungen enden jeweils am Etagenverteiler (EV). Dabei werden in der Regel sowohl Lichtwellenleiter als auch Kupferleitungen verwendet.

Tertiärverkabelung (dritte Verkabelungsebene, Horizontalverkabelung genannt)

Vom Etagenverteiler (EV) aus führen sternförmig Leitungen zu allen Zimmern der Etage und enden dort an den informationstechnischen Anschlüssen (TA), also den Wanddosen. Dabei werden in der Regel Kupferleitungen verwendet. In Situationen, in denen ein hoher Datendurchsatz erforderlich ist, kann auch Lichtwellenleiter bis zum Endgerät eingesetzt werden (FTTD, Fibre to the Desk). Als Faustregel gilt: Pro 1000 m² Fläche wird ein Etagenverteiler verwendet. Es ist auch möglich, mehrere Etagen an einen Etagenverteiler anzuschließen, wenn nur wenige informationstechnische Anschlüsse benötigt werden.

Video: Strukturierte Verkabelung
Dauer: ca. 5 Min

Zur Ausfallsicherung werden zusätzliche Querverbindungen auf derselben Ebene installiert. Sowohl zwischen den Gebäuden als auch zwischen den Etagen gibt es zusätzliche Verbindungen. Dadurch entsteht eine Gesamttopologie in Form einer unvollständigen Masche (Incomplete Mesh), da jeder Verteiler mehrfach angefahren wird.
Doppel- oder Dreifachdosen sind Einfachdosen vorzuziehen, da der Installationsaufwand geringer ist
Grundrisspläne mit nummerierten Zimmern, in denen die Leitungen, Dosen und Verteiler eingezeichnet sind, gehören in jeden Verteiler. Ein Schnellhefter mit diesen Plänen und den Listen sollte Standard sein.

  • Kupferleitungen
  • Lichtwellenleiter
  • Bluetooth (Funk)
  • WLAN (Funk)

Netzwerkgeräte
  • Repeater und Hub
  • Bridge und Switch
  • Router
  • WLAN-Access-Point, Hotspot

Video: Hub, Switch, Router
Dauer: ca. 5 Min

Switchtypen

  • Cut-Through-Switch
  • Store-and-Forward-Switch
  • Fast-Forward-Switch

Router

Ein Router verbindet mehrere Netze

Normungsgremien und Organisationen
  • ISO - International Organization für Standardizaton
  • IEC - International Electrotechnical Commission
  • ITU - International Telecommunication Union
  • IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • IETF - Internet Engineering Task Force
  • NIST - National Institute of Standards and Technology
  • ANSI - American National Standards Institute
  • DIN - Deutsches Institut für Normung

    • ISO/OSI-Schichtenmodell der Kommunikation
    Schichtnr. Name Englisch Name Deutsch Adressen Netzwerkgerät
    7 Application-Layer Anwendungsschicht - Firewall, Server
    6 Presentation-Layer Darstellungsschicht - -
    5 Session-Layer Sitzungsschicht - -
    4 Transport-Layer Transportschicht Ports Firewall
    3 Network-Layer Netzwerkschicht IP-Adressen Router
    2 Data-Link-Layer Sicherungsschicht MAC-Adressen Switch
    1 Physical-Layer Bit-Übertragungsschicht - Ethernet

    Video: ISO/OSI-Modell
    Dauer: ca. 5 Min

    Video: TCP/IP-Modell
    Dauer: ca. 5 Min

    Funktion der Schichten
    • Application

      • Anwendungsprogramme wie Browser, Web-Server, Datenbank-Server usw.

    • Presentation

      • Vereinheitlichte Darstellung von Zahlen, Zeichen und Buchstaben für den Austausch von Daten zwischen Systemen

    • Session

      • Sitzungsaufbau zweier Kommunikationspartner

    • Transport

      • Für den sicheren Datenaustausch verantwortlich. Fehlende Daten werden erneut angefordert.

    • Network

      • Adressierung der Netzwerke und Routing

    • Data Link

      • Beim Senden wird aus den Daten ein Bit-Strom erstellt, beim Empfangen wird der Bit-Strom wieder in die Original-Daten übersetzt

    • Physical

      • Leitungscodes definieren wie Bits auf dem Übertragungsmedium übertragen werden.

    Dienst-Protokolle

    Abkürzung Name Aufgabe
    ARP Address Resolution Protocol Löst IP-Adresse in MAC-Adresse auf
    DNS Domain Name Service Löst Domänennamen in IP-Adressen auf
    DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Verteilt IP-Adressen an Rechner im Netz

    Video: ARP-Protokoll
    Dauer: ca. 3 Min

    Video: DNS-Protokoll
    Dauer: ca. 10 Min

    Video: DHCP-Protokoll
    Dauer: ca. 3 Min

    • MAC-Adresse: 48 Bit in hexadezimaler Schreibweise, AA-BB-CC-DD-EE-FF
    • IPv4-Adresse: 32 Bit in dezimaler Schreibweise, 10.255.0.1
    • IPv6-Adresse: 128 Bit in hexadezimaler Schreibweise, 2001:0123:5678:9ABC:DEF0:1234:5678:9ABC
    • Ports: 16 Bit in dezimaler Schreibweise, 30123

    Aufbau der Netzadressen

    MAC-Adresse

    Besteht aus zwei teilen, die ersten 3 Oktette sind die Herstellerkennung die letzen 3 sind eine fortlaufende (eindeutige) Seriennummer

    IPv4-Adresse

    Besteht aus einem Netzwerk- und einem Host-Anteil

    Der Netzanteil wird entweder mit der CIDR-Schreibweise beschrieben z.B. /24 bei einem Klasse C Netz oder nach der Dotted-Decimal-Notation, z.B. 255.255.255.0

    Historische IP-Adressklassen

    Klasse Adressbereich Subnetzmaske Anzahl Netzbits
    A 0.0.1.0 bis 127.255.255.255 255.0.0.0
    /8    		 8
    B 128.0.0.0 bis 191.255.255.255 255.255.0.0
    /16    		 16
    C 192.0.0.0 bis 223.255.255.255 255.255.255.0
    /24    		 8

    Der Adressbereich 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 sind Multicast-Adressen

    Der Adressbereich von 240.0.0.0 bis 255.255.255.255 sind für Forschungszwecke reserviert

    Spezial-Adressen

    • Localhost/Loopback: 127.0.0.0/8
    • Netz-ID: Alle Host-Bits sind 0
    • Host-ID: Alle Netz-Bits sind 0
    • Broadcast-ID: Alle Host-Bits sind 1

    Private Adressbereiche

    • Class A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 /8
    • Class B: 172.16.0.0 - 173.31.255.255 /16
    • Class C: 192.168.0.0 - 192.168.255.255 /24
    Private IP-Adressen werden im Internet nicht geroutet

    Video: IP-Adressen
    Dauer: ca. 4 Min

    Video: MAC-Adresse
    Dauer: ca. 4 Min

    Video: Subnetting
    Dauer: ca. 20 Min

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