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Netzwerkstrukturen Topologie Host-Architekturen
Netzwerkstrukturen
Um die Topologie des Internets zu verstehen, ist es nötig zu wissen, welche Arten von Netzwerken es gibt. Vom
Prinzip her gibt es vier verschiedene Netzwerkarten, die sich sowohl für ein »LAN« (Local Area Network,
Netzwerk innerhalb einer Einrichtung, z.B. eines Unternehmens), als auch für ein »WAN« (Wide Area
Network, Netzwerk mit Knoten außerhalb einer Einrichtung).
Lineares Netzwerk
Ein lineares Netzwerk
besteht aus mehreren Computern, die wie in einer Perlenkette
miteinander verbunden sind. Dies hat den Nachteil, daß Computer,
die im Inneren eines linearen Netzwerkes sind, mehr Datenverkehr
haben, als Computer, die weiter außen stehen. Außerdem ist ein
lineares Netzwerk extrem verletzlich, da eine abgebrochene
Verbindung oder ein ausgefallener Computer die Kette unterbricht.
Zirkulares Netzwerk
In einem zirkularen Netzwerk hat jeder Computer Verbindung zu
zwei anderen Computern. Der Vorteil gegenüber einem linearen
Netzwerk ist, daß bei nur einem Verbindungsunterbruch innerhalb
des Netzwerk immer noch jeder Computer ansprechbar ist.
Außerdem können Datenlasten besser verteilt werden, da die
Möglichkeit besteht, Daten auf dem kürzeren Weg zum Empfänger zu
schicken. Das Hinzufügen von zusätzlichen Computern ist problemlos
möglich, allerdings verlangsamt jeder zusätzliche Computer das
Netzwerk.
Zentrales Netzwerk
Ein zentrales Netzwerk ist die sicherste Form eines Netzwerkes,
allerdings nur solange der Zentralcomputer aktiv ist. Fällt er aus, fällt
auch das Netzwerk schlagartig aus. Weiterer Nachteil ist die extrem
starke Datenbelastung des Zentralcomputers, da alle Netztätigkeiten
über ihn laufen müssen. Vorteilhaft ist jedoch die einfache
Erweiterbarkeit des Netzwerkes und die Möglichkeit der
zentralisierten Netzwerkpflege.
Dezentrales Netzwerk
In einem dezentralen Netzwerk sind die Verbindungen zwischen den
Computern nach keinem Schema angeordnet. Es gibt keinen
Zentralcomputer. In der Regel werden in einem dezentralen
Netzwerk neue Verbindungen je nach Datenaufkommen geschaltet.
Durch diese Vermaschung entsteht zwar ein komplexes Gebilde, das
aber (ein »intelligentes« Übertragungsprotokoll vorausgesetzt) Daten
bei Ausfall einer Verbindung auf alternativen Strecken übertragen
kann.
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Topologie
Gemeinsam stark! Dieses Prinzip gilt im Internet. Da der Unterhalt von Datenleitungen in alle Welt
teuer ist (mit Sicherheit zu teuer für kleinere Provider), zieht man gemeinsam am Strang.
Zu diesem Zweck gibt es im Internet spezielle Anbieter (sogenannte Carrier), die ein eigenes Netzwerk
betreiben und kleineren Providern eine Anbindung an dieses Netzwerk ermöglichen. Im Gegenzug bezahlt der
angeschlossene Provider seinen erzeugten Datenverkehr und stellt dem Carrier darüberhinaus Räume zur
Verfügung, in die der Carrier seine Technik für die Anbindung aufstellen und installieren kann.
Um ständige Netzverfügbarkeit zu gewährleisten, betreibt der Carrier sogenannte Backbones:
Provider A betreibt einen PoP (»Point of Presence« = Einwahlknoten) mit vier
angeschlossenen Computern. Er selbst ist über ein Backbone des Carriers an das Internet
angebunden. Für diesem Zweck beherbergt Provider A einen Schaltschrank des Carriers,
der als Gegenstelle für die Backbone-Verbindung zum Provider B dient.
Provider B betreibt einen PoP, in unserem Beispiel mit drei angebundenen Rechnern. Der
Carrier betreibt hier ebenfalls einen Schaltschrank, der zum einen die Verbindung nach
»außen« ins Internet gewährleistet, aber auch zum Provider A.
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Host-Architekturen
Die verschiedenen Technologien im Internet basieren auf grundlegende Host-Architekturen, den
Grundregeln, in welcher Form Rechner in einem Netzwerk untereinander kommunizieren.
Peer-to-Peer
Bei dieser Architektur kommunizieren zwei Rechner gleichwertig miteinander. Sie arbeiten auf gleicher
Protokollebene und jeder Peer arbeitet im Netzwerk gleichzeitig als Server.
Dies hat den Vorteil, daß in einem Peer-to-Peer-Netzwerk kein eigenständiger (»dedizierter«) Server notwendig
ist und die Datenverarbeitung bei geringer und mittlerer Belastung sehr schnell ist. Nachteilig wirkt sich jedoch die
stark abnehmende Performanz bei höherer Belastung sowie die deswegen nötige hohe Rechenleistung aus.
Peer-to-Peer-Netzwerke findet man oft in Netzwerken, die untereinander einen ständigen Datenfluß austauschen
müssen, z.B. netzwerkartig verbundene Chatserver.
Client-to-Server
Architektur der »verteilten Intelligenz«, bei der ein Rechner (der »Client«) für eine Anwendung das »Front-End«
bereitstellt und ein Rechner (der »Server«) das »Back-End«; ein Server stellt dabei die Ressourcen zur
Verfügung, die der Client zur Ausführung einer Aufgabe benötigt.
Dies hat den Vorteil, daß in einem Client-to-Server-Netzwerk die Ressourcen gesammelt auf einem dedizierten
Server untergebracht werden können und den Clients zur Verfügung stehen. Bei hoher Belastung ist die
Belastungsgrenze im Prinzip nur von der Belastungsgrenze des Servers abhängig. Eine solche Lösung ist also
relativ einfach (und kostensparend) erweiterbar.
Die Client-to-Server-Architektur ist inzwischen für viele Internet-Protokolle die Basis, z.B. für das World Wide
Web: Hier ist der WWW-Browser der Client, der die Anfragen an Webserver weiterleitet und die empfangenen
Daten dann interpretiert und anzeigt.
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