LF3 FIAE / FISI

Eigenschaften von Netzen

Ausdehnung · Topologien · Architekturen

01

Netzausdehnung

🎧

PAN

Personal Area Network
~1 – 10 m
Bluetooth, USB, NFC
Headset ↔ Smartphone
🏢

LAN

Local Area Network
~10 m – 1 km
Büro, Schule, Gebäude
Ethernet, WLAN
🏙️

MAN

Metropolitan Area Network
~1 – 100 km
Stadtgebiet, Campus
Glasfaser, WiMAX
🌍

WAN

Wide Area Network
100 km – weltweit
Ländernetz, Internet
MPLS, Satellit
🌐

GAN

Global Area Network
weltweit
Internet, Mobilfunk
Satellitennetz
Relative Reichweite (schematisch)
PAN
bis ~10 m
LAN
bis ~1 km
MAN
bis ~100 km
WAN
bis tausende km
GAN
global / weltweit
02

Netzwerktopologien

Bus-Topologie BUS

T T PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 gemeinsames Koaxialkabel
  • Einfacher Aufbau, wenig Kabel
  • Kabelbruch → ganzes Netz fällt aus
  • Kollisionen möglich (CSMA/CD)
  • Heute kaum noch im Einsatz

Ring-Topologie RING

PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 Token ⟳ Richtung Token-Ring / FDDI
  • Kein Kollisionsproblem (Token-Prinzip)
  • Deterministisches Zugriffsverfahren
  • Ausfall eines Knotens → ganzer Ring betroffen
  • Historisch: Token Ring (IBM), FDDI

Stern-Topologie STAR ★

Switch PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7
  • Ausfall eines Knotens betrifft nur diesen
  • Einfache Fehlerdiagnose und Erweiterung
  • Ausfall des zentralen Geräts → alles weg
  • Standard in modernen LANs (Switch)

Vollvermaschte Topologie MESH

R1 R2 R3 R4 R5 n×(n-1)/2 → 10 Verbindungen
  • Maximal redundant, sehr ausfallsicher
  • Mehrere Wege gleichzeitig möglich
  • Sehr viele Kabel: n×(n-1)/2
  • Einsatz: Rechenzentren, Kernnetze

Teilvermaschte Topologie PARTIAL

R1 R2 R3 R4 R5 --- nicht vorhandene Verbindungen
  • Gutes Kosten-Redundanz-Verhältnis
  • Praxisrelevant für WAN-Design
  • Planung aufwendiger als bei Stern
  • Typisch in WANs, Unternehmensnetzen

Baum-Topologie TREE

Root-SW SW-L2A SW-L2B PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 L1 L2 L3 hierarchische Struktur
  • Einfache Erweiterung durch neue Äste
  • Hierarchische Struktur übersichtlich
  • Ausfall übergeordneter Knoten cascaded
  • Praxis: strukturierte Verkabelung
03

Netzwerkarchitekturen

Client-Server-Architektur

SERVER Client Client Client Client Client Client Request → ← Response
  • Zentrale Verwaltung, Ressourcen und Dienste auf dem Server
  • Clients stellen Anfragen – Server liefert Antworten
  • Beispiele: Webserver (HTTP), Dateiserver (SMB), DNS
  • Vorteile: Zentrale Administration, einfache Zugriffskontrolle
  • Nachteil: Single Point of Failure beim Server

Peer-to-Peer-Architektur (P2P)

P1 P2 P3 P4 P5 P6 jeder ↔ jeder
  • Alle Teilnehmer sind gleichrangig (Peer = Gleichgestellter)
  • Jeder Knoten ist gleichzeitig Client und Server
  • Beispiele: Heimnetzwerk (Dateifreigabe), BitTorrent
  • Vorteil: Kein zentraler Ausfallpunkt, günstig zu realisieren
  • Nachteil: Schlechte Skalierbarkeit, dezentrale Administration
Kriterium Client-Server Peer-to-Peer
Administration Zentral, übersichtlich Dezentral, aufwendig
Skalierbarkeit Gut skalierbar Begrenzt
Sicherheit Zentrale Zugriffskontrolle Schwieriger zu kontrollieren
Ausfallsicherheit Abhängig vom Server Kein Single Point of Failure
Kosten Höher (Serverhardware, Lizenzen) Günstig (normale PCs)
Typisches Einsatzfeld Unternehmen, Schulen Heimnetz, kleine Gruppen