Rechnernetze

Rechnernetze sind Systeme, die Rechner und andere Endgeräte miteinander verbinden, um Ressourcen gemeinsam zu nutzen, Daten auszutauschen und Dienste bereitzustellen. Sie umfassen lokale Netzwerke (LANs), Weitverkehrsnetze (WANs), Metropolnetze (MANs) sowie drahtlose Netze und das Internet. Zentral ist dabei die Interoperabilität durch offene Protokolle und Standards.

Aufbau und Modelle: Rechnernetze arbeiten typischerweise schichtweise nach Modellen wie dem OSI-Modell oder dem TCP/IP-Modell. In der Praxis decken sie Schichten von der physischen Übertragung über die Sicherung und den Zugriff bis hin zu Internetschicht, Transportfunktionen und Anwendungen ab. Typische Protokolle ermöglichen Adressierung, Routen, Fehlerbehandlung und Anwendungsdienstleistungen.

Technologien und Topologien: In LANs dominieren Ethernet und Switching; in WANs kommen Routing, Glasfaserverbindungen und MPLS zum Einsatz. Drahtlose Zugänge nutzen Wi-Fi (IEEE 802.11) oder Mobilfunknetze. Adressierung erfolgt über MAC-Adressen im Data-Link-Layer und IP-Adressen im Internet Layer; DNS dient der Namensauflösung. Netzwerke können in Segmente unterteilt werden, um Leistung, Sicherheit und Verwaltung zu verbessern.

Standards und Protokolle: Netzwerktechnologien basieren auf Normen von Organisationen wie IEEE, IETF und ISO/IEC. Wichtige Protokolle umfassen IP, TCP, UDP, HTTP(S), DNS, DHCP und ARP. Diese Standards ermöglichen Interoperabilität zwischen Geräten unterschiedlicher Hersteller.

Anwendungen und aktuelle Entwicklungen: Rechnernetze ermöglichen Internetzugang, Dateifreigaben, Druckdienste, Cloud-Zugriff und verteilte Anwendungen. Zunehmend kommen Konzepte wie Software-Defined Networking (SDN), Network Functions Virtualization (NFV) und Edge Computing zum Einsatz, um Flexibilität, Skalierbarkeit und Sicherheit zu erhöhen. Sicherheitsaspekte umfassen Verschlüsselung, Authentisierung, Zugangskontrollen und Netzsegmentierung.