Netzwerk / Internet

Empfängt und sendet Daten/Anfragen an alle Geräte im LAN

Es verbindet verschiedene Geräte im LAN und empfängt und sendet Daten/Anfragen an bestimmte Geräte im LAN mittels MAC-Adresse

• Netzmaske ähnelt einer IP-Adresse

• Besteht aus vier Oktetten (Beispiel: 255.255.255.0)

• Jede "255" repräsentiert den Netzwerk-Teil der IP-Adresse

• Jede "0" dient zur Identifizierung des Hosts in dem Netzwerk

• Ethernet ist eine Technologie, die hauptsächlich zur Verbindung von Geräten in einem lokalen Netzwerk (Local Area Network, LAN) verwendet wird

• Ethernet verwendet sowohl kabelgebundene (über Ethernet-Kabel) als auch drahtlose (Wi-Fi) Verbindungen zur Übertragung von Daten

• Es verwendet die MAC-Adresse (Media Access Control), eine einzigartige Kennung, um Daten an spezifische Geräte zu senden.

• Ethernet ermöglicht die Kommunikation in Computernetzwerken durch die Definition von Format und Timing der auf das Netzwerk gesendeten Datenpakete.

• Eine MAC-Adresse, kurz für Media Access Control Adresse, ist eine eindeutige Kennung. Sie ist in der Hardware des Geräts fest codiert und ist daher auch als physische Adresse oder Hardwareadresse bekannt.

• Eine MAC-Adresse besteht aus sechs Oktetten (d.h., aus 48 Bits), die in hexadezimaler Form dargestellt werden, zum Beispiel 00:0A:95:9D:68:16.

• Im Kontext von Ethernet- und Wi-Fi-Netzwerken ermöglichen MAC-Adressen das Senden von Datenpaketen zu bestimmten Geräten in einem Netzwerk, anstatt sie an alle Geräte zu senden.

  
  

• Ein Server ist ein Computersystem oder eine Anwendung, die Dienstleistungen oder Ressourcen für andere Computer bereitstellt, die als "Clients" bekannt sind.

• Server sind oft leistungsfähiger als durchschnittliche Desktop-Computer, da sie in der Lage sein müssen, viele Anfragen gleichzeitig zu bedienen und eine hohe Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.

• Ein Client in der Informatik ist ein Computerprogramm oder ein Gerät, das auf Dienste oder Ressourcen zugreift, die von einem anderen Programm bereitgestellt werden, das als Server bezeichnet wird.

• Clients senden Anfragen an Server, die daraufhin entsprechend antworten.

  
  

• Eine IP-Adresse (Internet Protocol Adresse) ist eine eindeutige numerische Kennung, die jedem Gerät zugeordnet ist, das an ein Computer-Netzwerk angeschlossen ist und das Internet-Protokoll für die Kommunikation verwendet.

• Jede IP-Adresse ist einzigartig, so dass jedes Gerät im Netzwerk individuell identifiziert werden kann.

• Statische IP-Adressen ändern sich nicht und sind dauerhaft einem Gerät zugeordnet. Dynamische IP-Adressen werden von einem DHCP-Server (Dynamic Host Configuration Protocol) zugewiesen und können sich im Laufe der Zeit ändern.

• IP-Adressen ermöglichen die Netzwerkkommunikation, indem sie definieren, wo Datenpakete gesendet werden sollen, um ihr Ziel zu erreichen.

• PoPs dienen als Brücke zwischen lokalen Nutzern und dem Internet-Service-Provider (ISP).

• PoPs sind physische Standorte, die mit Netzwerkhardware wie Servern, Routern und Switches ausgestattet sind, um Nutzerdaten an das Internet weiterzuleiten.

• Sie dienen als Zugangspunkt für Nutzer, um eine Verbindung zum Internet herzustellen. ISPs haben in der Regel mehrere PoPs, damit Nutzer eine bessere Verbindungsgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit erreichen können.

  
  

• Ein Router ist ein Netzwerkgerät, das Datenpakete zwischen Computernetzwerken weiterleitet. Router leiten Daten von einem Netzwerk zu einem anderen, basierend auf den IP-Adressen in den Datenpaketen.

• Der Hauptzweck eines Routers ist die Weiterleitung von Datenpaketen zwischen Netzwerken. Wenn ein Datenpaket ankommt, entscheidet der Router, welchen Weg das Paket auf Grundlage seiner IP-Adresse nehmen soll.

• Jeder Router besitzt eine Routing-Tabelle, die Informationen über die Wege zu anderen Netzwerken enthält. Diese Tabelle wird verwendet, um zu bestimmen, wo die Datenpakete gesendet werden sollen.

• Router können verwendet werden, um verschiedene Arten von Netzwerken zu verbinden, wie z.B. LANs (Local Area Networks), WANs (Wide Area Networks) und das Internet.

• Ein Gateway ist ein Netzwerkknoten, der als Zugangspunkt zu einem anderen Netzwerk dient. In Computernetzwerken fungiert ein Gateway oft als "Übersetzer" zwischen Netzwerken, die unterschiedliche Protokolle verwenden.

• Sie können Daten von einem Format in ein anderes umwandeln, sodass Geräte, die unterschiedliche Netzwerkprotokolle verwenden, miteinander kommunizieren können.

• Gateways können Netzwerkpakete auf allen Ebenen des OSI-Modells (Open Systems Interconnection) verarbeiten und sind daher in der Lage, umfangreiche Protokollkonversionen durchzuführen.

• Gateways als Firewall

• Backbones sind in der Regel auf hohe Datenübertragungsraten ausgelegt, um einen effizienten und schnellen Datenaustausch zu ermöglichen.

• Ein Backbone verbindet kleinere Netzwerke miteinander und ermöglicht so die Kommunikation und den Datenaustausch zwischen ihnen.

• Oft sind Backbones redundant ausgelegt, was bedeutet, dass alternative Pfade vorhanden sind, falls eine Verbindung ausfällt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit des Netzwerks.

• Backbones sind in der Regel so konzipiert, dass sie leicht erweitert werden können, um das Wachstum des Netzwerks zu unterstützen.

• TCP/IP ist eigentlich ein Protokollstapel, was bedeutet, dass es sich um eine Gruppe von Protokollen handelt, die zusammenarbeiten, um unterschiedliche Aspekte der Datenübertragung zu behandeln. Die einzelnen Protokolle im Stapel übernehmen jeweils spezifische Aufgaben.

• TCP/IP basiert auf einem mehrschichtigen Modell, in dem jede Schicht eine bestimmte Funktion hat. Die vier Schichten sind die Anwendungsschicht (Anwendungsprotokolle wie HTTP, SMTP, FTP), die Transportschicht (TCP und UDP), die Internetschicht (IP) und die Netzwerkzugangsschicht (Ethernet, WLAN).

• Das Transmission Control Protocol (TCP) ist verantwortlich für den zuverlässigen, geordneten und fehlerüberprüften Austausch von Datenpaketen zwischen Netzwerkknoten. TCP sorgt dafür, dass die Pakete in der richtigen Reihenfolge und ohne Fehler ankommen.

• Das Internet Protocol (IP) ist verantwortlich für das Routing und die Weiterleitung von Datenpaketen im Netzwerk. Es liefert die Pakete von der Quelle zum Ziel, wobei jeder Knoten im Netzwerk durch eine eindeutige IP-Adresse identifiziert wird.

• Die Kombination von TCP und IP ermöglicht eine zuverlässige End-to-End-Kommunikation zwischen Computern in einem Netzwerk.

• Peer-to-Peer (P2P) ist ein dezentrales Kommunikationsmodell, bei dem jede Partei gleichberechtigt und gleichzeitig Lieferant und Konsument einer Ressource ist. Dies steht im Gegensatz zum Client-Server-Modell, bei dem eine zentrale Servereinheit Dienste für mehrere Clienteinheiten bereitstellt.

• Sterntopologie

• Ringtopologie

• Bustopologie

• Baumtopologie

• Vermaschtes-Netz

Indirekt: Route zum Ziel muss mittels Routingtabelle ermittelt werden (außerhalb des LANs)

Direkt: Es befindet sich im eigenen LAN und kann direkt an das Gerät gesendet werden (innerhalb des LANs)

• Ein DHCP-Server steht für "Dynamic Host Configuration Protocol" Server. Dies ist ein Netzwerkserver, der automatisch IP-Adressen und andere Netzwerkkonfigurationsparameter an Geräte in einem Netzwerk verteilt.

• Neben IP-Adressen liefert der DHCP-Server auch weitere Netzwerkinformationen, wie z.B. die IP-Adresse des Gateways, die IP-Adresse des DNS-Servers und die Netzmaske.

• Der DHCP-Server hält eine Datenbank mit verfügbaren IP-Adressen und reservierten IP-Adressen, um sicherzustellen, dass jede IP-Adresse eindeutig zugewiesen wird und keine Duplikate existieren.

• DNS steht für "Domain Name System". Es handelt sich um einen Dienst im Internet, der Domainnamen in IP-Adressen umwandelt und umgekehrt. Es ist im Wesentlichen das "Telefonbuch" des Internets.

• Menschen finden es einfacher, sich Domainnamen wie www.openai.com zu merken, anstatt IP-Adressen wie 104.26.14.58. DNS hilft uns dabei, indem es diese menschenfreundlichen Namen in maschinenlesbare IP-Adressen übersetzt.

• DNS verwendet eine hierarchische Struktur, die es skalierbar macht. Diese Hierarchie enthält mehrere Ebenen, darunter Top-Level-Domains (z.B. .com, .org), Second-Level-Domains (z.B. openai in openai.com) und Subdomains (z.B. www in www.openai.com).

• DNS ist eine verteilte Datenbank, die auf Millionen von Servern auf der ganzen Welt gehostet wird. Das macht es robust und schnell, da Anfragen an den nächsten verfügbaren Server gerichtet werden.

• Wenn Sie eine URL in einen Webbrowser eingeben, sendet der Browser eine Anfrage an einen DNS-Server. Der DNS-Server sucht die zugehörige IP-Adresse in seiner Datenbank und sendet sie zurück an den Browser, der dann eine Verbindung zu der IP-Adresse (dem Webserver, auf dem die Website gehostet wird) herstellt.

• Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection Model) ist ein Konzeptmodell, das die Kommunikationssysteme von Computernetzwerken in sieben abstrakte Schichten unterteilt. Jede Schicht hat spezifische Funktionen und Schnittstellen mit den Schichten über und unter ihr.

1. Bitübertragungsschicht → Übertragung von Rohdaten über physische Medien

2. Sicherungsschicht → fehlerfreie Verbindung ,MAC-Adressen und Switches zuständig

3. Vermittlungssschicht → Routing und Weiterleitung von Datenpaketen, Verwaltung von IPs und Routern

4. Transportschicht → TCP/UDP-Protokolle werden angewendet, sichere Datenübertragung, Fehlererkennung und -korrektur

5. Kommunikationssteuerungsschicht → etabliert, verwaltet und beendet Verbindungen zwischen den Anwendungen auf jeder Seite (Client-Server)

6. Datendarstellungsschicht → Verschlüsselung, Kompression und Datenübersetzung

7. Anwendungsschicht → Netzwerkdienste für Anwendungsprozesse (Webbrowser)