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Grundlagen der Computernetzwerke

Bei Computernetzwerken werden Computer miteinander verbunden, um Kommunikation und Datenaustausch zwischen ihnen zu ermöglichen. Im Allgemeinen ist ein Computernetzwerk eine Ansammlung von zwei oder mehr Computern. Es hilft Benutzern, einfacher zu kommunizieren. In diesem Artikel besprechen wir die Grundlagen, die jeder kennen muss, bevor er sich eingehend mit Computernetzwerken beschäftigt.

Computernetzwerke

Computernetzwerke



Wie funktioniert ein Computernetzwerk?

Grundbausteine ​​eines Computernetzwerks sind Knoten und Links. Ein Netzwerkknoten kann als Ausrüstung für die Datenkommunikation wie ein Modem, Router usw. oder als Ausrüstung eines Datenterminals wie die Verbindung von zwei oder mehr Computern dargestellt werden. Verbindungen in Computernetzwerken können als Drähte oder Kabel oder als freier Raum drahtloser Netzwerke definiert werden.

Die Funktionsweise von Computernetzwerken kann einfach als Regeln oder Protokolle definiert werden, die beim Senden und Empfangen von Daten über die Verbindungen helfen, die die Kommunikation von Computernetzwerken ermöglichen. Jedes Gerät verfügt über eine IP-Adresse, die bei der Identifizierung eines Geräts hilft.

Grundlegende Terminologien von Computernetzwerken

  • Netzwerk: Ein Netzwerk ist eine Ansammlung von Computern und Geräten, die miteinander verbunden sind, um Kommunikation und Datenaustausch zu ermöglichen.
  • Knoten: Knoten sind Geräte, die mit einem Netzwerk verbunden sind. Dazu können Computer, Server, Drucker usw. gehören. Router, Schalter und andere Geräte.
  • Protokoll: Ein Protokoll ist eine Reihe von Regeln und Standards, die regeln, wie Daten über ein Netzwerk übertragen werden. Beispiele für Protokolle sind: TCP/IP , HTTP , Und FTP .
  • Topologie: Unter Netzwerktopologie versteht man die physische und logische Anordnung von Knoten in einem Netzwerk. Zu den gängigen Netzwerktopologien gehören Bus, Stern, Ring, Mesh und Baum.
  • Service-Provider-Netzwerke: Diese Arten von Netzwerken geben die Erlaubnis, Netzwerkkapazität und -funktionalität vom Anbieter zu leasen. Zu den Netzwerken von Dienstanbietern gehören drahtlose Kommunikation, Datenträger usw.
  • IP Adresse : Eine IP-Adresse ist eine eindeutige numerische Kennung, die jedem Gerät in einem Netzwerk zugewiesen wird. IP-Adressen werden verwendet, um Geräte zu identifizieren und die Kommunikation zwischen ihnen zu ermöglichen.
  • DNS: Der Domain Name System (DNS) ist ein Protokoll, das verwendet wird, um für Menschen lesbare Domainnamen (z. B. www.google.com) in IP-Adressen zu übersetzen, die Computer verstehen können.
  • Firewall: A Firewall ist ein Sicherheitsgerät, das zur Überwachung und Steuerung des ein- und ausgehenden Netzwerkverkehrs dient. Firewalls werden verwendet, um Netzwerke vor unbefugtem Zugriff und anderen Sicherheitsbedrohungen zu schützen.

Arten von Unternehmenscomputernetzwerken

  • UND: A Lokales Netzwerk (LAN) ist ein Netzwerk, das einen kleinen Bereich abdeckt, beispielsweise ein Büro oder ein Zuhause. LANs werden typischerweise zum Verbinden von Computern und anderen Geräten innerhalb eines Gebäudes oder Campus verwendet.
  • VAN: A Wide Area Network (WAN) ist ein Netzwerk, das ein großes geografisches Gebiet abdeckt, beispielsweise eine Stadt, ein Land oder sogar die ganze Welt. WANs werden verwendet, um LANs miteinander zu verbinden und werden typischerweise für die Kommunikation über große Entfernungen verwendet.
  • Cloud-Netzwerke: Cloud-Netzwerke können mit einem Wide Area Network (WAN) visualisiert werden, da sie bei öffentlichen oder privaten Cloud-Dienstanbietern gehostet werden können und Cloud-Netzwerke bei Bedarf verfügbar sind. Cloud-Netzwerke bestehen aus virtuellen Routern, Firewalls usw.

Dies sind nur einige grundlegende Konzepte der Computervernetzung. Vernetzung ist ein weites und komplexes Feld, und es gibt viele weitere Konzepte und Technologien, die beim Aufbau und der Wartung von Netzwerken eine Rolle spielen. Jetzt werden wir einige weitere Konzepte zum Thema Computernetzwerke besprechen.



  • Offenes System: Ein System, das mit dem Netzwerk verbunden und zur Kommunikation bereit ist.
  • Geschlossenes System: Ein System, das nicht mit dem Netzwerk verbunden ist und mit dem nicht kommuniziert werden kann.

Arten der Computernetzwerkarchitektur

Computernetzwerk fällt in diese großen Kategorien:

Baum- und Graphentheorie
  • Client-Server-Architektur: Client-Server-Architektur ist eine Art Computernetzwerkarchitektur, in der Knoten Server oder Clients sein können. Hier kann der Serverknoten das Verhalten des Clientknotens verwalten.
  • Peer-to-Peer-Architektur: In P2P-Architektur (Peer-to-Peer). Es gibt kein Konzept für einen zentralen Server. Jedes Gerät kann entweder als Client oder als Server arbeiten.

Netzwerkgeräte

Eine Verbindung mehrerer Geräte, auch Hosts genannt, die über mehrere Pfade zum Senden/Empfangen von Daten oder Medien verbunden sind. Computernetzwerke können auch mehrere Geräte/Medien umfassen, die bei der Kommunikation zwischen zwei verschiedenen Geräten helfen; diese sind bekannt als Netzwerkgeräte Dazu gehören Dinge wie Router, Switches, Hubs und Bridges.

Netzwerkgeräte

Netzwerkgeräte



Netzwerktopologie

Der Netzwerktopologie ist die Anordnung der verschiedenen Geräte in einem Netzwerk. Gängige Beispiele sind Bus-, Stern-, Mesh-, Ring- und Daisy-Chain.

Netzwerktopologie

Netzwerktopologie

OSI-Modell

OSI steht für Offene Systemverbindung . Es handelt sich um ein Referenzmodell, das Standards für Kommunikationsprotokolle und auch die Funktionalitäten jeder Schicht spezifiziert. Das OSI wurde von der International Organization For Standardization entwickelt und ist eine 7-Schichten-Architektur. Jede OSI-Schicht hat unterschiedliche Funktionen und jede Schicht muss unterschiedliche Protokolle befolgen. Die 7 Schichten sind wie folgt:

  • Physikalische Schicht
  • Netzwerkschicht
  • Transportschicht
  • Sitzungsschicht
  • Präsentationsfolie
  • Anwendungsschicht

Protokoll

Ein Protokoll ist eine Reihe von Regeln oder Algorithmen, die die Art und Weise definieren, wie zwei Einheiten über das Netzwerk kommunizieren können. Auf jeder Ebene des OSI-Modells ist ein anderes Protokoll definiert. Einige dieser Protokolle sind TCP, IP, UDP, ARP, DHCP, FTP und so weiter.

Eindeutige Kennungen des Netzwerks

Hostname: Jedem Gerät im Netzwerk ist ein eindeutiger Gerätename zugeordnet, der als Hostname bekannt ist. Geben Sie den Hostnamen in die Eingabeaufforderung ein (Administratormodus) und drücken Sie die Eingabetaste. Daraufhin wird der Hostname Ihres Computers angezeigt.

Hostname

Hostname

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IP-Adresse (Internetprotokolladresse): Die IP-Adresse, auch als logische Adresse bekannt, ist die Netzwerkadresse des Systems im gesamten Netzwerk. Um jedes Gerät im World Wide Web zu identifizieren, weist die Internet Assigned Numbers Authority (IANA) jedem Gerät im Internet eine IPV4-Adresse (Version 4) als eindeutige Kennung zu. Die Länge einer IPv4-Adresse beträgt 32 Bit, wir haben also 232IP-Adressen verfügbar. Die Länge einer IPv6-Adresse beträgt 128 Bit.

In Windows Geben Sie ipconfig in die Eingabeaufforderung ein und drücken Sie die Eingabetaste. Dadurch erhalten wir die IP-Adresse des Geräts. Für Linux, Geben Sie ifconfig in das Terminal ein und drücken Sie die Eingabetaste. Dadurch erhalten wir die IP-Adresse des Geräts.

MAC-Adresse (Media Access Control-Adresse): Auch als physische Adresse bekannt MAC-Adresse ist die eindeutige Kennung jedes Hosts und ist diesem zugeordnet NIC (Netzwerkschnittstellenkarte) . Zum Zeitpunkt der Herstellung wird der Netzwerkkarte eine MAC-Adresse zugewiesen. Die Länge der MAC-Adresse beträgt: 12 Nibble/6 Byte/48 Bit. Geben Sie ipconfig/all in die Eingabeaufforderung ein und drücken Sie die Eingabetaste. Dadurch erhalten wir die MAC-Adresse.

Hafen: Ein Port kann als logischer Kanal bezeichnet werden, über den Daten an eine Anwendung gesendet/empfangen werden können. Auf jedem Host können mehrere Anwendungen ausgeführt werden, und jede dieser Anwendungen wird anhand der Portnummer identifiziert, auf der sie ausgeführt wird.

Fehler: Hauptklasse konnte nicht gefunden oder geladen werden

Eine Portnummer ist eine 16-Bit-Ganzzahl, daher haben wir 216Verfügbare Ports, die wie unten gezeigt kategorisiert sind:

Porttypen Reichweite
Bekannte Häfen 0 – 1023
Registrierte Häfen 1024 – 49151
Vergängliche Häfen 49152 – 65535

Anzahl der Häfen: 65.536
Bereich: 0 – 65535
Typ netstat -a Geben Sie in der Eingabeaufforderung ein und drücken Sie die Eingabetaste. Daraufhin werden alle verwendeten Ports aufgelistet.

Liste der Häfen

Liste der Häfen

Steckdose: Die einzigartige Kombination aus IP-Adresse und Portnummer zusammen wird als Socket bezeichnet.

Andere verwandte Konzepte

DNS Server: DNS steht für Domain-Name-System . DNS ist im Grunde ein Server, der Webadressen oder URLs (z. B. www.google.com) in die entsprechenden IP-Adressen übersetzt. Wir müssen uns nicht alle IP-Adressen jeder einzelnen Website merken. Der Befehl ' nslookup „gibt Ihnen die IP-Adresse der gesuchten Domain. Hier erhalten Sie auch Informationen zu unserem DNS-Server.

Domain-IP-Adresse

Domain-IP-Adresse

ARP: ARP steht für Adressauflösungsprotokoll . Es wird verwendet, um eine IP-Adresse in die entsprechende physische Adresse (d. h. MAC-Adresse) umzuwandeln. ARP wird von der Datenverbindungsschicht verwendet, um die MAC-Adresse des Empfängercomputers zu identifizieren.

RARP: RARP steht für Reverse Address Resolution Protocol . Wie der Name schon sagt, liefert es die IP-Adresse des Geräts mit einer physischen Adresse als Eingabe. Aber RARP ist veraltet, seit DHCP ins Spiel gekommen ist.