Computernetze gibt es in vielen Formen: Heimnetzwerke, Unternehmensnetzwerke und das Internet sind drei häufige Beispiele. Geräte können eine von mehreren verschiedenen Methoden verwenden, um eine Verbindung zu diesen (und anderen Arten von) Netzwerken herzustellen. Es gibt drei grundlegende Arten von Netzwerkverbindungen:
- Punkt zu Punkt Verbindungen ermöglichen es einem Gerät, direkt mit genau einem anderen Gerät zu kommunizieren. Zum Beispiel können zwei Telefone miteinander gekoppelt werden, um Kontaktinformationen oder Bilder auszutauschen.
- Broadcast / Multicast Verbindungen ermöglichen es einem Gerät, eine Nachricht an das Netzwerk zu senden und Kopien dieser Nachricht an mehrere Empfänger zu senden
- Mehrpunkt Verbindungen ermöglichen es einem Gerät, eine direkte Verbindung herzustellen und Nachrichten an mehrere Geräte parallel zuzustellen.
Nicht alle Netzwerktechnologien unterstützen das Herstellen aller Arten von Verbindungen. Ethernet-Verbindungen unterstützen beispielsweise Broadcast, IPv6 jedoch nicht. In den folgenden Abschnitten werden die verschiedenen heute in Netzwerken verwendeten Verbindungstypen beschrieben.
Festes Breitband-Internet
Der Begriff Breitband kann mehrere Dinge bedeuten, aber viele Verbraucher verbinden ihn mit dem Konzept eines an einem bestimmten Ort installierten Hochgeschwindigkeits-Internetdienstes. Private Netzwerke in Privathaushalten, Schulen, Unternehmen und anderen Organisationen sind normalerweise über festes Breitband mit dem Internet verbunden.
Geschichte und allgemeine Verwendungen
In den 1970er und 1980er Jahren schufen verschiedene Universitäten, Regierungen und private Einrichtungen Schlüsselelemente des Internets. Mit dem Aufkommen des World Wide Web (WWW) erlangten Haushaltsverbindungen mit dem Internet in den 1990er Jahren eine rasante Popularität. Feste Breitband-Internetdienste haben sich in den 2000er Jahren als Standard für Wohnhäuser in Industrieländern fest etabliert. In der Zwischenzeit unterstützten nationale Wi-Fi-Hotspot-Anbieter ein geographisch verteiltes Netz fester Breitbandanschlüsse an Standorten, die von ihren Abonnenten genutzt werden können.
Schlüsseltechnologien
Die ISDN-Technologie (Integrated Services Digital Network) unterstützt den gleichzeitigen Sprach- und Datenzugriff über Telefonleitungen, ohne dass ein Modem erforderlich ist. Es war das früheste Beispiel für einen schnellen Internetzugang (bezogen auf verfügbare Alternativen) für den Zugang zum Internet auf dem Verbrauchermarkt. ISDN gewann aufgrund der Konkurrenz durch überlegene DSL-Kabel (Digital Subscriber Line) und Kabel-Internetdienste keine weitverbreitete Popularität. Neben diesen Optionen, die Verkabelung umfassen, sind drahtlose Festnetzdienste (nicht zu verwechseln mit mobilem Breitband), die auf Mikrowellensendern basieren. Die Tower-to-Tower-Kommunikation in Mobilfunknetzen gilt auch als eine Art festes drahtloses Breitbandsystem.
Probleme
Fest installierte Breitbandinstallationen sind an einen physischen Standort angeschlossen und nicht portierbar. Aufgrund der Kosten für die Infrastruktur ist die Verfügbarkeit dieser Internetdienste manchmal auf Städte und Vororte beschränkt (obwohl ortsfeste drahtlose Systeme in ländlichen Gebieten recht gut funktionieren). Der Wettbewerb mit mobilen Internetdiensten setzt den festen Breitbandanbieter zunehmend unter Druck, seine Netze weiter zu verbessern und Kosten zu senken.
Mobiles Internet
Der Begriff „mobiles Internet“ bezieht sich auf verschiedene Arten von Internetdiensten, auf die über eine drahtlose Verbindung von vielen verschiedenen Standorten aus zugegriffen werden kann.
Geschichte und allgemeine Verwendungen
Satelliten-Internetdienste wurden in den späten 1990er und 2000er Jahren als schnellere Alternative zum herkömmlichen DFÜ-Internet geschaffen. Diese Dienste konnten zwar nicht mit der hohen Leistung neuerer fester Breitbandlösungen konkurrieren, bedienen jedoch weiterhin einige ländliche Märkte, denen andere erschwingliche Optionen fehlen. Die ursprünglichen zellularen Kommunikationsnetze waren zu langsam, um den Internetdatenverkehr zu unterstützen, und wurden hauptsächlich für Sprache entwickelt. Mit Verbesserungen in neueren Generationen ist sie jedoch für viele die führende mobile Internetoption geworden.
Schlüsseltechnologien
Mobilfunknetze verwenden eine Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle innerhalb der 3G-, 4G- und (zukünftigen) 5G-Standardfamilien.
Probleme
Die Leistung von mobilen Internetverbindungen war früher niedriger als die von Festnetz-Breitbanddiensten, und ihre Kosten waren ebenfalls höher. Mit erheblichen Verbesserungen bei Leistung und Kosten in den letzten Jahren ist das mobile Internet immer erschwinglicher geworden und eine praktikable Alternative zu festem Breitband.
Virtuelles privates Netzwerk (VPN)
Ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) besteht aus Hardware, Software und Verbindungen, die zur Unterstützung der geschützten Client-Server-Netzwerkkommunikation über eine öffentliche Netzwerkinfrastruktur über eine als Tunneling bezeichnete Methode erforderlich sind.
Geschichte und allgemeine Verwendungen
VPNs wuchsen in den 1990er Jahren mit der Verbreitung des Internets und der Hochgeschwindigkeitsnetze an Popularität. Größere Unternehmen installierten private VPNs für ihre Mitarbeiter, die sie als Remote Access-Lösung verwenden können - indem sie von zu Hause aus auf das Intranet des Unternehmens zugreifen oder unterwegs sind, um auf E-Mail und andere private Geschäftsanwendungen zuzugreifen. Öffentliche VPN-Dienste, die die Online-Privatsphäre der Verbindung einer Person zu Internetanbietern verbessern, werden auch weiterhin häufig genutzt. So genannte "internationale VPN" -Dienste ermöglichen es beispielsweise Abonnenten, im Internet durch Server in verschiedenen Ländern zu navigieren und die von einigen Online-Sites implementierten Beschränkungen der Standortbestimmung zu umgehen.
Schlüsseltechnologien
Microsoft Windows hat das Point-to-Point-Tunneling-Protokoll (PPTP) als primäre VPN-Lösung übernommen. In anderen Umgebungen wurden die Standards IPsec (Internet Protocol Security) und L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) verwendet.
Probleme
Virtuelle private Netzwerke erfordern eine spezielle Einrichtung auf der Clientseite.Die Verbindungseinstellungen variieren je nach VPN-Typ und müssen korrekt konfiguriert sein, damit das Netzwerk funktioniert. Fehlgeschlagene Versuche, eine VPN-Verbindung herzustellen, oder plötzliche Verbindungsabbrüche sind ziemlich üblich und schwer zu beheben.
DFÜ-Netzwerke
DFÜ-Netzwerkverbindungen ermöglichen die TCP / IP-Kommunikation über normale Telefonleitungen.
Geschichte und allgemeine Verwendungen
In den 1990er und frühen 2000er Jahren war das DFÜ-Netzwerk die primäre Form des Internetzugangs für Haushalte. Einige Unternehmen richten auch private Remote-Access-Server ein, über die ihre Mitarbeiter über das Internet auf das Intranet des Unternehmens zugreifen können.
Schlüsseltechnologien
Geräte in DFÜ-Netzwerken verwenden analoge Modems, die bestimmte Telefonnummern anrufen, um Verbindungen herzustellen und Nachrichten zu senden oder zu empfangen. X.25-Protokolle werden manchmal verwendet, um Daten von DFÜ-Verbindungen über große Entfernungen zu übertragen, z. B. für die Kreditkartenverarbeitung oder für Geldautomaten.
Probleme
Die Einwahl stellt sehr begrenzte Mengen an Netzwerkbandbreite bereit. Analoge Modems werden beispielsweise bei maximalen Datenraten von 56 Kbps übertroffen. Es wurde durch Breitband-Internet für das Internet zu Hause ersetzt und wird in anderen Anwendungen schrittweise abgebaut.
Lokales Netzwerk (LAN)
Menschen verbinden Computer-Netzwerke mehr mit LANs als mit jeder anderen Art von Netzwerkverbindung. Ein lokales Netzwerk besteht aus einer Ansammlung von Geräten, die sich in unmittelbarer Nähe (z. B. in einem Haus oder einem Bürogebäude) befinden und an gemeinsam genutzte Netzwerkgeräte (z. B. Breitband-Router oder Netzwerk-Switches) angeschlossen sind, mit denen die Geräte miteinander kommunizieren mit externen Netzwerken.
Geschichte und allgemeine Verwendungen
Lokale Netzwerke (kabelgebunden und / oder drahtlos) wurden in den 2000er Jahren durch das Wachstum der Heimnetzwerke extrem populär. Universitäten und Unternehmen nutzten bereits früher kabelgebundene Netzwerke.
Schlüsseltechnologien
Die meisten modernen kabelgebundenen LANs verwenden Ethernet, während lokale drahtlose Netzwerke normalerweise WLAN verwenden. Ältere kabelgebundene Netzwerke verwendeten Ethernet, aber auch einige Alternativen wie Token Ring und FDDI .
Probleme
Die Verwaltung von LANs kann schwierig sein, da es sich um Allzwecknetzwerke handelt, die eine Kombination verschiedener Geräte und Gerätekonfigurationen (einschließlich verschiedener Betriebssysteme oder Netzwerkschnittstellenstandards) unterstützen. Da die Technologien, die LANs unterstützen, nur über begrenzte Entfernungen funktionieren, erfordert die Kommunikation zwischen LANs zusätzliche Routing-Ausrüstung und Verwaltungsaufwand.
Direkte Netzwerke
Dedizierte Netzwerkverbindungen zwischen zwei Geräten (die keine anderen Geräte gemeinsam nutzen können) werden auch als Direktverbindungen bezeichnet. Direkte Netzwerke unterscheiden sich von Peer-to-Peer-Netzwerken dadurch, dass Peer-Netzwerke eine größere Anzahl von Geräten enthalten, unter denen viele Punkt-zu-Punkt-Verbindungen hergestellt werden können.
Geschichte und allgemeine Verwendungen
Endbenutzer-Terminals kommunizierten mit Mainframe-Computern über dedizierte serielle Leitungen. Windows-PCs unterstützten auch direkte Kabelverbindungen, die häufig zur Übertragung von Dateien verwendet werden. In drahtlosen Netzwerken stellen Benutzer häufig direkte Verbindungen zwischen zwei Telefonen (oder einem Telefon und einem Synchronisationsgerät) her, um Fotos und Filme auszutauschen, Apps zu aktualisieren oder Spiele zu spielen.
Schlüsseltechnologien
Serienport und Parallelanschluss Kabel unterstützen herkömmlicherweise direkte, kabelgebundene Verbindungen, obwohl diese zugunsten neuerer Standards wie USB stark zurückgegangen sind. Einige ältere Laptop-Computer boten drahtlose Infrarot-Anschlüsse für direkte Verbindungen zwischen Modellen, die IrDA-Spezifikationen unterstützten. Bluetooth hat sich aufgrund seiner niedrigen Kosten und seines geringen Energieverbrauchs als primärer Standard für die drahtlose Kopplung von Telefonen herauskristallisiert.
Probleme
Direkte Verbindungen über längere Distanzen herzustellen ist schwierig. Bei den gängigen drahtlosen Technologien ist es insbesondere erforderlich, dass die Geräte in unmittelbarer Nähe zueinander (Bluetooth) oder auf einer Sichtlinie ohne Hindernisse (Infrarot) gehalten werden.
