Wie funktioniert das Internet?

Category: Allgemein

  • IPv4

    IPv4 ist ein System, das im Internet dafür sorgt, dass jedes Gerät eine eigene Adresse bekommt, damit es mit anderen Geräten kommunizieren kann. Diese Adresse nennt man IP-Adresse. Sie sieht aus wie eine Reihe von vier Zahlen, die durch Punkte getrennt sind, z.B. 192.168.1.1.

    Dank dieser Adressen können Geräte, wie Computer oder Smartphones, Daten miteinander austauschen, so wie man eine Postadresse braucht, damit Briefe richtig zugestellt werden.

    Es gibt etwa 4 Milliarden mögliche IPv4-Adressen. Aber weil immer mehr Geräte das Internet nutzen, sind die Adressen fast alle vergeben, weshalb ein neues System namens IPv6 entwickelt wurde, um mehr Adressen bereitzustellen.

    Die Zahlen in einer IPv4-Adresse dürfen zwischen 0 und 255 liegen. Jede der vier Zahlen in einer Adresse entspricht einem 8-Bit-Wert, also einer Zahl von 0 bis 255.

    Die IP-Adresse ist einzigartig (es gibt keine exakt gleichen )

    IP-Adressen können statisch oder dynamisch vergeben werden.

    Beispiel:
    „192.168.0.1“ ist eine typische IPv4-Adresse.

    Wikipedia

  • IPv6

    IPv6 (Internet Protocol Version 6), ist ein seit 1998 standartisiertes Verfahren zur Übertragung von Daten in Rechennetzen insbesonders dem Internet.

    Die Daten werden in Paketen versendet, und mit der Empfänger und Absende Adresse versehen .

    IPv6 ermöglicht die direkte Kommunikation jeder Endadresse, vereinfacht Routing, und vieles mehr.

    Aufbau: Sie enthält Zahlen, (klein)Buchstaben und Sonderzeichen -> besteht aus 8 Viererblöcken aus Zahlen/Buchstaben. Die Blöcke sind durch Doppelpunkte getrennt.

    (Wikipedia)

  • Dynamische & Statische Adressierung

    https://matob.web.id/random/wp-content/uploads/sites/2/2021/11/DHCP-Server-Function.jpg

    Die statische IP-Adresse

    Statische IP-Adressen sind fest und ändern sich nicht. Einmal zugewiesen, ändert sich eine statische IP-Adresse in der Regel erst dann, wenn der Besitzer oder die Besitzerin der IP dies veranlasst.

    Die statische IP-Adresse wird also an Computer oder Server von Webseiten vergeben, damit sie stets unter einer Nummer verfügbar sind. Vergleichbar ist eine statische IP-Adresse mit einer Telefonnummer. Die wird auch nur sehr selten geändert, damit Sie für Ihre Freunde stets unter einer Nummer erreichbar sind.

    Die dynamische IP-Adresse

    Wie der Name schon sagt, können sich dynamische IP-Adressen mitunter kurzfristig ändern. Dynamische Adressen werden nach Bedarf von DHCP-Servern (Dynamic Host Configuration Protocol) zugewiesen.

    Nutzung:

    Wir verwenden dynamische Adressen, da IPv4 nicht genügend statische IP-Adressen bietet. So hat beispielsweise ein Hotel wahrscheinlich eine statische IP-Adresse, aber jedes einzelne Gerät in seinen Zimmern eine dynamische IP-Adresse.

    Unterschiede

    Dynamische und statische IP-Adressen (DHCP) unterscheiden sich in ihrer Zuweisung und Verwaltung:

    • Dynamische IP-Adressen werden automatisch vom DHCP-Server zugewiesen, was bedeutet, dass neue Geräte ohne manuelle Konfiguration eine IP-Adresse erhalten können. 
    • Statische IP-Adressen werden manuell zugewiesen und bleiben konstant, was sie ideal für Server oder Geräte macht, die eine stabile Verbindung benötigen. 
    • Vorteile von DHCP: Automatisierte Verwaltung, Flexibilität für neue Geräte und einfache Netzwerkverwaltung. 
    • Vorteile von statischen IP-Adressen: Zuverlässigkeit für Server und Remote-Verbindungen, weniger anfällig für Hacking. 

    Diese Unterschiede machen es wichtig, die Art der IP-Adresse je nach Netzwerkbedarf zu wählen.

    Quellen:

    Dynamic Host Configuration Protocol – Wikipedia

    DHCP vs. Static IP: Was ist besser?

    Statische vs. dynamische IP-Adressen: Worin besteht der Unterschied? (avast.com)

  • Bus Topologie

    Bus Topologie

    Source: Click Me 😀

    Definition:

    “Topologie beschreibt in der Informatik die Anordnung und Vernetzung von Komponenten sowie deren Nachbarschafts- und Erreichbarkeitsbeziehungen.”

    Definition:

    Bus Topologie

    Bei der Bus-Topologie sind alle Computer an ein einziges gemeinsames Kabel angeschlossen – den Bus

    Beispiel:

    Jede Firma schickt an der Busstation einen Bus los

    Vor und Nachteile?

    ✅Vorteile der Bus-Topologie

    • Geringe Kosten → wenig Kabel nötig
    • Einfacher Aufbau

    ❌ Nachteile der Bus-Topologie

    • Fehlersuche schwierig
    • Leistung sinkt, wenn viele Geräte gleichzeitig senden

  • Stern-Topologie

    Die Sterntopologie ist eine Netzwerktopologie, bei der jeder Knoten mit einem zentralen Knoten verbunden ist, der oft als “Hub” oder “Switch” bezeichnet wird. Diese Topologie zeichnet sich durch ihre Struktur aus, in der alle Geräte direkt an den zentralen Knoten angeschlossen sind, was die Verwaltung und Fehlersuche erleichtert. Ein Hauptmerkmal der Sterntopologie ist die Verwendung von Switches oder Hubs, die eine effiziente Kommunikation zwischen den Knoten ermöglichen.  

    (infotech web)

    Quelle:https://www.comparitech.com/net-admin/network-topologies-advantages-disadvantages/

    Vorteile:

    • Einfache Fehlerdiagnose
    • Erweiterbarkeit
    • Zentrale Verwaltung
    • Weniger Kollisionen (bei Switch)
    • Hohe Sicherheit (Ausfall einzelner Knoten ohne Netzwerkausfall)

    Nachteile:

    • Abhängigkeit vom zentralen Gerät
    • Hoher Kabelaufwand
    • Kosten für zentrale Geräte
    • Begrenzte Skalierbarkeit (Portanzahl)
    • Leistungsprobleme bei hohem Datenverkehr

    Quelle: “Netzwerktechniken und Protokolle” von Klaus K. (Springer Vieweg, 2015)

  • Baum-Topologie

    Wie funktioniert die Baumtopologie?

    Bei diesem Aufbau dient der Stammknoten als zentraler Knotenpunkt, der häufig mit einem Hauptnetz oder Server verbunden ist. Jeder untergeordnete Knoten kann sich zu weiteren untergeordneten Knoten verzweigen, wodurch mehrere Ebenen entstehen. Durch diese Verzweigung können die Daten auf einem kontrollierten Pfad von einem Knoten zum anderen fließen.

    Vorteile

    Die Baumtopologie kombiniert Bus- und Stern-Topologie, bietet hohe Skalierbarkeit, zentrale Verwaltung und ermöglicht einfache Fehlererkennung sowie kontrollierte Datenpfade von Stamm- zu Unterknoten.

    Nachteile

    Zu den Nachteilen der Baumtopologie zählen zentrale Anfälligkeiten: Störungen am Root/Hub blockieren Teilbereiche des Netzwerks, Fehlererkennung erfordert sorgfältige Sicherheitsmaßnahmen, und die hierarchische Struktur erschwert Ausfälle auf höheren Ebenen sowie Skalierung und Wartung.

  • Ring-Topologie Netzwerk

    Ring-Topologie Netzwerk

    Die Ringtopologie ist eine Netzwerktopologie, bei der jedes Gerät mit zwei weiteren Geräten verbunden ist, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden. Datenpakete bewegen sich in einer Richtung von einem Gerät zum nächsten, bis sie ihr Ziel erreicht haben. Diese Struktur ist besonders effizient bei der Datenübertragung und bietet eine gute Ausfallsicherheit, da eine Verbindung ausfallen kann, ohne dass das gesamte Netzwerk betroffen ist. Ein Problem würde allerdings entstehen wenn mehrere Ausfallen würden da die Geräte zwischendrin dann keine Verbindungsmöglichkeit mehr hätten.

    Vorteile und Nachteile:

    Vorteile:

    • Gleichberechtigter Datenfluss: Keine Bevorzugung einzelner Knoten
    • Deterministische Kommunikation: Besonders in industriellen Netzen wichtig (z. B. Profibus oder Token Ring)
    • Einfache Erweiterung: Zusätzliche Knoten lassen sich ohne große Umstrukturierung einfügen
    • Geringe Kollisionen: Durch den Token-Passing-Mechanismus (bei aktiven Ringnetzen)

    Nachteile:

    • Anfälligkeit bei Ausfall einzelner Knoten (außer bei redundanter Auslegung)
    • Fehlersuche kann aufwendig sein, wenn die Topologie nicht dokumentiert ist
    • Leistungseinbußen bei hohem Datenaufkommen

  • Router

    Ein Router ist ein Gateway, das Daten zwischen lokalen Netzwerken weiterleitet und den Internet- oder Intranet-Verkehr über IP-Pakete zu Geräten in separaten LANs ermöglicht; er kann sowohl kabelgebundene als auch kabellose Verbindungen bereitstellen.

    Eine Grafik die Routing erklärt
  • Glasfaser Kabel

    Glasfaser Kabel

    Glasfaserkabel Bilder - Kostenloser Download auf Freepik

    Ein Glasfaser Kabel ist ein moderneres Datenkabel das Daten deutlich schneller überträgt wie ein altmodisches Kupfer Kabel. Der unterschied ist bemerkenswert vor allem beim Streaming und beim Online -Gaming.

    Ein Glasfaser Kabel ist wie im Namen enthalten aus Quarzglas als Kern deshalb kann es deutlich leichter kaputt gehen bei Biegung.

    Bei Brüchen können die Glaskerne nicht einfach wieder verbunden werden sie müssen verschweißt werden. Eine Kupferleitung kann im leichtesten Fall einfach wieder mit Klemmen zusammengefügt werden. Deshalb ist es deutlich aufwendiger diese zu reparieren.

    #Begriffe

    Quellen:

    Glasfaserkabel: Aufbau und Funktion | Deutsche Telekom

  • WLAN

    “WLAN (Wireless Local Area Network) ist ein drahtlose Funknetz, das Geräten wie Smartphones,Laptops oder Smart-Tvs ermöglicht, kabellos über Funkwellen mit dem Internet und dem Heimnetzwerk zu kommunizieren, anstatt über Kabel.”

    Fazit:

    WLAN ist ein unverzichtbarer Bestandteil unserer modernen Welt, der uns ermöglicht, sich ohne Kabelverbindung mit dem Internet oder anderen Netzwerken zu verbinden. Die verschiedenen WLAN Generationen bieten unterschiedliche Geschwindigkeiten, Reichweite und Sicherheitsmerkmale, die je nach Bedarf und Nutzung variieren.