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Netzwerkaufbau: Hub, Switch & Router einfach erklärt

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@pascal.polesch

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Netzwerkaufbau: Hub, Switch & Router einfach erklärt

Informatik

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Lernzettel

• Netzwerktopologien und ihre Vor- und Nachteile werden ausführlich erklärt
• Unterschiede zwischen Hub, Switch und Router einfach erklärt
• Verschiedene Betriebsarten wie Multitasking und Multiuser werden erläutert
• Gründe für Vernetzung wie Ressource-Sharing und Data-Sharing werden dargestellt
• Netzwerkstrukturen wie Peer-to-Peer und Client-Server werden verglichen

17.2.2021

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Unterschiede zwischen Netzwerkkomponenten und Gründe für Vernetzung

Diese Seite erklärt die grundlegenden Unterschiede zwischen einem Hub und einem Switch im Netzwerkaufbau. Ein Hub sendet Datenpakete an alle angeschlossenen Geräte, während ein Switch Datenpakete gezielt an den adressierten Empfänger weiterleitet, indem er die MAC-Adressen der Geräte speichert. Dies macht den Switch effizienter als einen Hub.

Die Seite listet auch wichtige Gründe für die Vernetzung von Computern auf:

Ressource-Sharing ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Geräten wie Druckern.
Software-Sharing erlaubt mehreren Nutzern den Zugriff auf zentral installierte Software.
Data-Sharing ermöglicht den Zugriff auf eine zentrale Datenbank.
Prozessor-Sharing verteilt rechenintensive Aufgaben.
Informationsaustausch über Netzwerke, z.B. via E-Mail.

Highlight: Der Switch arbeitet effizienter als ein Hub, da er Datenpakete gezielt an den Empfänger sendet, anstatt sie an alle Geräte zu verteilen.

Beispiel: Beim Ressource-Sharing können mehrere Nutzer einen teuren Drucker gemeinsam nutzen, was die Kosten pro Arbeitsplatz reduziert.

1) Unterschied von Switch und Hub:
- Ein Hub Schickt Datenpakete an alle Geräte → logischer Hub.
- Ein Switch schickt Datenpakete
nur an adr

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Netzwerktopologien und Sicherheitsaspekte

Diese Seite beschreibt verschiedene Netzwerktopologien, insbesondere die Busstruktur und die Sternstruktur, sowie deren Vor- und Nachteile.

Die Busstruktur verwendet ein zentrales Kabel als Bus, an dem alle Geräte angeschlossen sind. Sie nutzt den Ethernet-Standard und CSMA/CD als Zugriffsverfahren. Vorteile sind die geringen Kosten durch einfache Verkabelung, Nachteile sind die Anfälligkeit für Störungen und hohe Netzauslastung.

Die Sternstruktur verwendet einen zentralen Switch oder Hub, an dem alle Geräte sternförmig angeschlossen sind. Sie nutzt Fast Ethernet oder Gigabit Ethernet und Flow Control als Zugriffsverfahren. Vorteile sind die einfache Erweiterbarkeit und die Robustheit gegenüber Kabelstörungen, Nachteile sind der hohe Verkabelungsaufwand und die Abhängigkeit vom zentralen Switch.

Zusätzlich wird der Sicherheitsverbund erwähnt, bei dem Daten zur Sicherung auf anderen Computern gespiegelt werden.

Vokabular: CSMA/CD steht für Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection und ist ein Zugriffsverfahren, das Kollisionen bei der Datenübertragung erkennt und behandelt.

Definition: Eine Netzwerktopologie beschreibt die physische oder logische Anordnung von Netzwerkkomponenten und deren Verbindungen zueinander.

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Betriebsarten und Netzwerkstrukturen

Diese Seite erläutert verschiedene Betriebsarten in Computernetzwerken und stellt unterschiedliche Netzwerkstrukturen vor.

Betriebsarten:

Multitasking: Scheinbar gleichzeitige Ausführung mehrerer Anwendungen.
Multiuser: Ermöglicht mehreren Nutzern die gleichzeitige Verwendung von Anwendungen.
Multithreading: Erlaubt die parallele Ausführung von Teilen eines Anwendungsprogramms.
Multiprocessing: Mehrere Prozessoren eines Computers arbeiten parallel zusammen.

Netzwerkstrukturen:

Peer-to-Peer-Netzwerk: Alle Computer sind gleichberechtigt und teilen Ressourcen direkt miteinander.
Client-Server-Netzwerk: Ein zentraler Server stellt Dienste für mehrere Clients bereit.

Die Seite listet Vor- und Nachteile beider Netzwerkstrukturen auf. Peer-to-Peer-Netzwerke bieten beispielsweise ein erweitertes Suchsystem und einfache Dateiverteilung, leiden aber unter Sicherheitsproblemen und potenziell illegalen Dateitausch. Client-Server-Netzwerke bieten bessere Sicherheit und zentrale Datensicherung, sind aber anfällig für Serverausfälle und haben höhere Anschaffungskosten.

Highlight: Multithreading ermöglicht es einem Programm, mehrere Aufgaben gleichzeitig auszuführen, wie zum Beispiel das Eingeben neuer Daten während der Berechnung in einem Tabellenkalkulationsprogramm.

Beispiel: In einem Client-Server-Netzwerk könnte ein zentraler Dateiserver allen angeschlossenen Computern Zugriff auf gemeinsam genutzte Dateien gewähren, während in einem Peer-to-Peer-Netzwerk jeder Computer seine eigenen Dateien direkt mit anderen teilt.