Computernetzwerke gibt es in vielen Formen: Heimnetzwerke, Unternehmensnetzwerke und das Internet sind drei gängige Beispiele. Geräte können eine von mehreren Methoden verwenden, um sich mit diesen (und anderen Arten von) Netzwerken zu verbinden. Es gibt drei grundlegende Arten von Netzwerkverbindungen:
- Punkt-zu-Punkt Verbindungen ermöglichen es einem Gerät, mit einem anderen Gerät zu kommunizieren. Beispielsweise 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.
- Multipoint Verbindungen ermöglichen es einem Gerät, sich parallel mit mehreren Geräten zu verbinden und Nachrichten an diese zu übermitteln.
Nicht alle Netzwerktechnologien unterstützen alle Arten von Verbindungen. Ethernet-Verbindungen unterstützen beispielsweise Broadcast, IPv6 jedoch nicht. In den folgenden Abschnitten werden die verschiedenen Verbindungstypen beschrieben, die heute üblicherweise in Netzwerken verwendet werden.
Festes Breitbandinternet
Der Begriff Breitband kann mehrere Bedeutungen haben, aber viele Verbraucher assoziieren ihn mit dem Konzept eines Hochgeschwindigkeits-Internetdienstes, der an einem bestimmten Ort installiert ist. Private Netzwerke in Haush alten, Schulen, Unternehmen und anderen Organisationen sind normalerweise über festes Breitband mit dem Internet verbunden.
Geschichte und allgemeine Verwendung
Verschiedene Universitäten, Regierungen und private Institutionen haben in den 1970er und 1980er Jahren Schlüsselelemente des Internets geschaffen. In den 1990er Jahren mit dem Aufkommen des World Wide Web (WWW) gewannen Haush altsverbindungen zum Internet schnell an Popularität.
Festnetz-Breitband-Internetdienste haben sich in den 2000er Jahren mit immer höheren Geschwindigkeiten fest als Standard für Privathaush alte in Industrieländern etabliert. In der Zwischenzeit begannen nationale Wi-Fi-Hotspot-Anbieter damit, ein geografisch verteiltes Netzwerk fester Breitband-Anmeldestandorte für ihre Abonnenten zu unterstützen.
Schlüsseltechnologien
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 Hochgeschwindigkeits-Internetzugangsdienst (im Vergleich zu verfügbaren Alternativen) auf dem Verbrauchermarkt.
ISDN konnte sich aufgrund der Konkurrenz durch überlegene Digital Subscriber Line (DSL) und Kabelinternetdienste nicht durchsetzen. Neben diesen kabelgebundenen Optionen gibt es feste drahtlose Breitbanddienste (nicht zu verwechseln mit mobilem Breitband), die auf Mikrowellen-Funksendern basieren. Die Tower-to-Tower-Kommunikation in Mobilfunknetzen gilt auch als eine Art festes drahtloses Breitbandsystem.
Probleme
Feste Breitbandinstallationen sind an einen physischen Standort angeschlossen und nicht tragbar. Aufgrund der Infrastrukturkosten ist die Verfügbarkeit dieser Internetdienste manchmal auf Städte und Vororte beschränkt (obwohl feste drahtlose Systeme in ländlichen Gebieten recht gut funktionieren). Der Wettbewerb durch mobile Internetdienste übt einen zunehmenden Druck auf Festnetz-Breitbandanbieter aus, ihre Netze weiter zu verbessern und Kosten zu senken.
Mobiles Internet
Der Begriff mobiles Internet bezieht sich auf verschiedene Arten von Internetdiensten, auf die mit einer drahtlosen Verbindung von vielen verschiedenen Orten aus zugegriffen werden kann.
Geschichte und allgemeine Verwendung
Satelliteninternetdienste wurden in den späten 1990er und 2000er Jahren als schnellere Alternative zum traditionellen DFÜ-Internet entwickelt. Obwohl diese Dienste nicht mit der hohen Leistung neuerer Festnetz-Breitbandlösungen konkurrieren konnten, bedienen diese Dienste weiterhin ländliche Märkte, denen andere erschwingliche Optionen fehlen.
Die ursprünglichen Mobilfunknetze waren zu langsam, um den Internet-Datenverkehr zu unterstützen, und wurden hauptsächlich für Sprache entwickelt. Mit Verbesserungen in neueren Generationen ist das Satelliteninternet jedoch für viele zur führenden mobilen Internetoption geworden.
Schlüsseltechnologien
Mobilfunknetze verwenden eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen innerhalb der 4G- und 5G-Standardfamilien.
Probleme
Die Leistung mobiler Internetverbindungen war in der Vergangenheit geringer als die von festen Breitbanddiensten, und ihre Kosten waren auch höher. Mit erheblichen Leistungs- und Kostenverbesserungen in den letzten Jahren ist das mobile Internet immer erschwinglicher und eine praktikable Alternative zum Festnetz-Breitband geworden.
Virtuelles Privates Netzwerk (VPN)
Ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) besteht aus der Hardware, der Software und den Verbindungen, die zur Unterstützung der geschützten Client-Server-Netzwerkkommunikation über die öffentliche Netzwerkinfrastruktur mit einer Methode namens Tunneling erforderlich sind.
Geschichte und allgemeine Verwendung
VPNs wurden in den 1990er Jahren mit der Verbreitung des Internets und von Hochgeschwindigkeitsnetzwerken immer beliebter. Größere Unternehmen haben private VPNs installiert, die ihre Mitarbeiter als Fernzugriffslösung verwenden können, um von zu Hause oder unterwegs eine Verbindung zum Intranet des Unternehmens herzustellen, um auf E-Mails und andere private Geschäftsanwendungen zuzugreifen.
Öffentliche VPN-Dienste, die die Online-Privatsphäre der Verbindung einer Person mit Internetanbietern verbessern, sind ebenfalls weiterhin weit verbreitet. Internationale VPN-Dienste ermöglichen es Abonnenten beispielsweise, über Server in verschiedenen Ländern im Internet zu navigieren und dabei Geolokalisierungsbeschränkungen zu umgehen, die einige Online-Sites implementieren.
Schlüsseltechnologien
Microsoft Windows hat das Point-to-Point-Tunneling-Protokoll (PPTP) als primäre VPN-Lösung eingeführt. Andere Umgebungen haben die Standards Internet Protocol Security (IPsec) und Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) übernommen.
Probleme
Virtuelle private Netzwerke erfordern eine spezielle Einrichtung auf der Client-Seite. Die Verbindungseinstellungen variieren je nach VPN-Typ und müssen korrekt konfiguriert werden, damit das Netzwerk funktioniert. Fehlgeschlagene Versuche, eine VPN-Verbindung herzustellen, oder plötzliche Verbindungsabbrüche sind ziemlich häufig und schwer zu beheben.
DFÜ-Netzwerke
DFÜ-Netzwerkverbindungen ermöglichen TCP/IP-Kommunikation über normale Telefonleitungen.
Geschichte und allgemeine Verwendung
DFÜ-Netzwerke waren in den 1990er und frühen 2000er Jahren die primäre Form des Internetzugangs für Privathaush alte. Einige Unternehmen richten auch private Fernzugriffsserver ein, die es ihren Mitarbeitern ermöglichen, über das Internet auf das Firmenintranet zuzugreifen.
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 Geldautomatensysteme.
Probleme
DFÜ bietet begrenzte Mengen an Netzwerkbandbreite. Analoge Modems beispielsweise erreichen maximale Datenraten von 56 Kbit/s. Die DFÜ-Verbindung wurde durch Breitbandinternet für das Internet zu Hause ersetzt und wird bei anderen Nutzungen schrittweise eingestellt.
Lokales Netzwerk (LAN)
Menschen assoziieren Computernetzwerke mehr mit LANs als mit jeder anderen Art von Netzwerkverbindung. Ein lokales Netzwerk besteht aus einer Sammlung von Geräten, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden (z. B. in einem Haus oder einem Bürogebäude), die mit gemeinsam genutzten Netzwerkgeräten (z. B. Breitband-Routern oder Netzwerk-Switches) verbunden sind, über die die Geräte miteinander kommunizieren und mit externen Netzwerken.
Geschichte und allgemeine Verwendung
Lokale Netzwerke (verkabelt und drahtlos) wurden in den 2000er Jahren mit dem Wachstum der Heimnetzwerke populär. Universitäten und Unternehmen nutzten kabelgebundene Netzwerke noch früher.
Schlüsseltechnologien
Die meisten modernen kabelgebundenen LANs verwenden Ethernet, während drahtlose lokale Netzwerke im Allgemeinen Wi-Fi verwenden. Ältere kabelgebundene Netzwerke verwendeten Ethernet, aber auch einige Alternativen, darunter Token Ring und FDDI.
Probleme
Die Verw altung von LANs kann schwierig sein, da es sich um Allzwecknetzwerke handelt, die darauf ausgelegt sind, eine Mischung aus Geräten und Gerätekonfigurationen (einschließlich verschiedener Betriebssysteme oder Netzwerkschnittstellenstandards) zu unterstützen. Da die Technologien, die LANs unterstützen, nur über begrenzte Entfernungen funktionieren, erfordert die Kommunikation zwischen LANs zusätzliche Routing-Ausrüstung und Verw altungsaufwand.
Direkte Netzwerke
Dedizierte Netzwerkverbindungen zwischen zwei Geräten (die keine anderen Geräte gemeinsam nutzen können) werden auch Direktverbindungen genannt. Direkte Netzwerke unterscheiden sich von Peer-to-Peer-Netzwerken dadurch, dass Peer-Netzwerke eine größere Anzahl von Geräten enth alten, zwischen denen viele Punkt-zu-Punkt-Verbindungen hergestellt werden können.
Geschichte und allgemeine Verwendung
Endbenutzerterminals kommunizierten mit Großrechnern über dedizierte serielle Leitungen. Windows-PCs unterstützten auch direkte Kabelverbindungen, die häufig zum Übertragen von Dateien verwendet werden. In drahtlosen Netzwerken stellen Menschen oft direkte Verbindungen zwischen zwei Telefonen (oder einem Telefon und einem Synchronisierungsgerät) her, um Fotos und Filme auszutauschen, Apps zu aktualisieren oder Spiele zu spielen.
Schlüsseltechnologien
Serial-Port- und Parallel-Port-Kabel unterstützen herkömmlicherweise grundlegende direktverdrahtete Verbindungen, obwohl diese zugunsten neuerer Standards wie USB stark zurückgegangen sind. Einige ältere Laptops boten drahtlose Infrarotanschlüsse für direkte Verbindungen zwischen Modellen, die IrDA-Spezifikationen unterstützten. Bluetooth hat sich aufgrund seiner geringen Kosten und seines geringen Stromverbrauchs zum Hauptstandard für die drahtlose Kopplung von Telefonen entwickelt.
Probleme
Direkte Verbindungen über längere Distanzen herzustellen ist schwierig. Insbesondere herkömmliche drahtlose Technologien erfordern, dass Geräte in unmittelbarer Nähe zueinander (Bluetooth) oder in Sichtweite ohne Hindernisse (Infrarot) geh alten werden.
