Elek-Netzwerk Komponente

-Alle Geräte sind über ein einziges gemeinsames Kabel (den sogenannten „Bus“) verbunden.

-Daten werden entlang des Kabels in beide Richtungen gesendet, und jedes Gerät „lauscht“, ob die Daten für es bestimmt sind.

Vorteile:

• Einfach und kostengünstig zu implementieren.

• Wenig Kabelmaterial erforderlich.

Nachteile:

• Wenn das Hauptkabel (Bus) beschädigt wird, fällt das gesamte Netzwerk aus.

• Datenkollisionen sind häufig, da mehrere Geräte gleichzeitig senden können.

• Geringe Skalierbarkeit, da die Anzahl der Geräte begrenzt ist.

Anwendungsbereiche: Kleine Netzwerke, z. B. in Büros oder Laboren.

-Alle Geräte sind mit einem zentralen Netzwerkgerät verbunden, typischerweise einem Switch oder Hub.

-Die Daten fließen über das zentrale Gerät zu den Zielgeräten.

Vorteile:

• Hohe Ausfallsicherheit – ein defektes Gerät beeinflusst nicht das gesamte Netzwerk.

• Einfache Fehlerdiagnose und Wartung.

• Einfach erweiterbar, indem neue Geräte an den zentralen Punkt angeschlossen werden.

Nachteile:

• Ausfall des zentralen Geräts (Switch/Hub) führt zum Ausfall des gesamten Netzwerks.

• Höhere Kosten aufgrund der benötigten Verkabelung und Hardware.

Anwendungsbereiche: Häufigste Topologie in modernen LANs (Local Area Networks), z. B. in Unternehmen oder Haushalten.

-Geräte sind in einem geschlossenen Ring verbunden, wobei jedes Gerät genau mit zwei anderen verbunden ist.

-Datenpakete werden in eine Richtung (einseitiger Ring) oder in beide Richtungen (doppelter Ring) weitergeleitet.

Vorteile:

• Keine Kollisionen, da die Daten in einer festgelegten Reihenfolge fließen.

• Gleichmäßige Datenverteilung.

Nachteile:

• Wenn ein einzelnes Gerät oder Kabel ausfällt, kann das gesamte Netzwerk betroffen sein (es sei denn, ein redundanter Ring ist vorhanden).

• Schwierig zu erweitern und zu warten.

• Höhere Latenzzeiten bei langen Ringen.

Anwendungsbereiche: Ältere Netzwerke, Token-Ring-Netzwerke, industrielle Netzwerke mit festen Kommunikationswegen.

-Jedes Gerät ist mit mehreren oder allen anderen Geräten verbunden. Man unterscheidet zwischen

-Vollständig vermascht: Jedes Gerät ist mit jedem anderen direkt verbunden.

-Teilweise vermascht: Nur einige Geräte sind direkt miteinander verbunden.

-Daten können über verschiedene Pfade geleitet werden, was hohe Redundanz und Ausfallsicherheit bietet.

Vorteile:

• Sehr hohe Ausfallsicherheit – der Ausfall eines Geräts beeinträchtigt selten das gesamte Netzwerk.

• Effiziente und schnelle Datenübertragung durch mehrere Wege.

Nachteile:

• Hohe Kosten für Verkabelung und Konfiguration.

• Komplexe Verwaltung und Wartung.

Anwendungsbereiche: Große Netzwerke mit hohen Redundanzanforderungen, z. B. in Rechenzentren oder kritischen Infrastrukturen wie militärischen Kommunikationssystemen.

Verschlüsselung ist ein Verfahren, bei dem Daten mit mathematischen Algorithmen in eine unlesbare Form umgewandelt werden, sodass nur autorisierte Personen sie wieder entschlüsseln können.

• Schutz vor unbefugtem Zugriff

• Sicherstellung von Datenschutz und Vertraulichkeit

• Erklärung: Sender und Empfänger nutzen denselben geheimen Schlüssel für Ver- und Entschlüsselung.

• Beispiel: AES (Advanced Encryption Standard).

• Vorteil: Schnell und effizient.

• Nachteil: Der Schlüssel muss sicher zwischen den Parteien ausgetauscht werden.

• Anwendung: WLAN-Passwörter, Datei-Verschlüsselung.

• Erklärung: Es gibt zwei verschiedene Schlüssel – einen öffentlichen (zum Verschlüsseln) und einen privaten (zum Entschlüsseln).

• Beispiel: RSA (Rivest-Shamir-Adleman).

• Vorteil: Sicherer, da der private Schlüssel geheim bleibt.

• Nachteil: Langsamer als symmetrische Verschlüsselung.

• Anwendung: HTTPS, digitale Signaturen, Online-Banking.

Erklärung: Sender und Empfänger nutzen denselben geheimen Schlüssel für Ver- und Entschlüsselung.

• Beispiel: AES (Advanced Encryption Standard).

• Vorteil: Schnell und effizient.

• Nachteil: Der Schlüssel muss sicher zwischen den Parteien ausgetauscht werden.

• Anwendung: WLAN-Passwörter, Datei-Verschlüsselung.

Erklärung: Es gibt zwei verschiedene Schlüssel – einen öffentlichen (zum Verschlüsseln) und einen privaten (zum Entschlüsseln).

• Beispiel: RSA (Rivest-Shamir-Adleman).

• Vorteil: Sicherer, da der private Schlüssel geheim bleibt.

• Nachteil: Langsamer als symmetrische Verschlüsselung.

• Anwendung: HTTPS, digitale Signaturen, Online-Banking.

• In der Praxis wird oft eine Kombination verwendet:

• Verbindet verschiedene Netzwerke miteinander, z. B. ein Heimnetzwerk mit dem Internet.

• Leitet Datenpakete basierend auf IP-Adressen weiter (Routing).

• Ermöglicht Internetzugang durch Weiterleitung von Anfragen an das richtige Ziel.

• Der Router zu Hause verbindet dein WLAN mit dem Internet.

• Arbeitet auf Schicht 3 (Vermittlungsschicht) des OSI-Modells.

• Kann NAT (Network Address Translation) und Firewall-Funktionen beinhalten.

• Verbindet Geräte innerhalb eines Netzwerks und leitet Daten zielgerichtet basierend auf MAC-Adressen.

• Effizienter als ein Hub, da Daten nur an das richtige Gerät weitergeleitet werden.

• In einem Büro verbindet ein Switch Computer und Server miteinander.

• Arbeitet auf Schicht 2 (Sicherungsschicht) des OSI-Modells.

• Unterstützt VLANs (Virtuelle LANs) zur Netzwerktrennung.

• Verteilt eingehende Daten an alle angeschlossenen Geräte, unabhängig davon, wer sie benötigt.

• Weniger effizient als ein Switch, da alle Geräte den gleichen Datenverkehr erhalten.

• Ein alter Hub in einem Heimnetzwerk verteilt Daten an mehrere PCs.

• Arbeitet auf Schicht 1 (Bitübertragungsschicht) des OSI-Modells.

• Keine intelligente Weiterleitung, alle Geräte erhalten dieselben Datenpakete.

• Ermöglicht drahtlose Netzwerke (WLAN) durch die Verbindung von drahtlosen Geräten mit einem kabelgebundenen Netzwerk.

• Erweitert die WLAN-Reichweite und bietet Internetzugang für mobile Geräte.

• Ein Access Point in einem Café ermöglicht Kunden drahtlosen Zugang zum Internet.

• Arbeitet auf Schicht 2 (Sicherungsschicht).

• Unterstützt moderne WLAN-Standards wie Wi-Fi 6.