Computernetzen

Computernetzen bezeichnet die Verbindung von Computern und anderen Geräten zur Kommunikation und Ressourcenteilung. Netze ermöglichen Datenaustausch, gemeinsame Nutzung von Dateien, Druckern und Anwendungen sowie den Zugriff auf Dienste über Distanz.

Historisch entstanden Computernetze in den 1960er Jahren mit dem ARPANET, dem Vorläufer des Internets. In den 1980er- und 1990er-Jahren trugen Ethernet-Standards und die Einführung von TCP/IP maßgeblich zur Vereinheitlichung der Kommunikation bei, wodurch das heutige Internet entstand. Verschiedene Modelle, insbesondere das OSI-Referenzmodell und das TCP/IP-Modell, dienen als theoretische Rahmen für Architektur und Protokolle.

Netzwerke basieren oft auf dem TCP/IP-Modell oder dem OSI-Modell. Hauptkomponenten sind Endgeräte (Hosts), Vermittler wie Router und Switches, sowie Übertragungsmedien wie Kupferkabel, Glasfaser und Funk. Typische Topologien umfassen Stern-, Ring-, Bus- und Mesh-Layouts, die unterschiedliche Eigenschaften bei Ausfällen, Skalierbarkeit und Leistungsanforderungen haben.

Wichtige Netztypen sind Local Area Network (LAN), Wide Area Network (WAN), Metropolitan Area Network (MAN) und Personal Area Network (PAN), ergänzt durch drahtlose Varianten wie WLAN. Typische Protokolle umfassen TCP/IP, HTTP(S), DNS und SMTP; Sicherheitsmechanismen umfassen Verschlüsselung, Authentifizierung, Firewalls, Intrusion Detection/Prevention-Systeme (IDS/IPS) und virtuelle private Netzwerke (VPNs).

Anwendungen umfassen Internetzugang, E-Mail, Dateifreigaben, Cloud-Dienste und das Internet der Dinge (IoT). Wichtige Herausforderungen sind Skalierbarkeit, Latenz, Sicherheit und Datenschutz. Zukünftige Entwicklungen umfassen Software-Defined Networking (SDN), Network Function Virtualization (NFV), Edge-Computing und fortschreitende Mobilfunktechnologien.