Netzwerkarchitektur

Netzwerkarchitektur bezeichnet die Struktur und Organisation eines Computernetzwerks, einschließlich derartiger Regeln, Standards und Protokolle, die festlegen, wie Knoten miteinander kommunizieren, wie Daten übertragen werden und welche Dienste angeboten werden. Sie beschreibt sowohl die logische als auch die physische Struktur und dient als Vorlage für Planung, Implementierung und Betrieb.

Zu den zentralen Elementen gehören Knoten (Clients, Server, Router), Verbindungen (Kupferkabel, Glasfaser, Funkverbindungen), Adressierung und Namensauflösung, Routing- und Switching-Mechanismen, sowie Dienste und Protokolle wie HTTP, TCP, IP. Die Architektur trennt oft logische Strukturen von der physischen Implementierung, sodass verschiedene Technologien zusammenarbeiten.

Gängige Entwurfmodelle sind das OSI-Schichtenmodell und das TCP/IP-Modell. Das OSI-Modell gliedert Kommunikation in sieben Schichten von der Übertragung bis zur Anwendung; das TCP/IP-Modell basiert auf vier Schichten, die Praxisstandards und Protokolle bündeln. Diese Modelle helfen bei der Zuordnung von Funktionen, Standards und Schnittstellen.

Wichtige Architekturaspekte sind Skalierbarkeit, Leistungsfähigkeit, Fehlertoleranz, Sicherheit, Verfügbarkeit, Managebarkeit und Kosten. Gestaltungskriterien umfassen Redundanz, Segmentierung (VLANs), Quality of Service (QoS), Routing-Strategien und Standardisierung.

Typische Architekturen umfassen Client-Server-Modelle, Peer-to-Peer-Systeme, Rechenzentrum- und Cloud-Netzwerktopologien sowie Software-Defined Networking (SDN) und Network Functions Virtualization (NFV), die Flexibilität und Automatisierung erhöhen. Die Netzwerktopologie und die physische Infrastruktur beeinflussen Leistung und Wartbarkeit.

Netzwerkarchitektur ist ein fortlaufender Prozess: Planung, Implementierung, Betrieb und Optimierung basieren auf Anforderungen, Sicherheitsrichtlinien und technologischen Entwicklungen. Gute Architektur erleichtert Interoperabilität, Wartung und zukünftige Erweiterungen.