Grundbegriffe Netzwerktechnik

Die Reihenfolge der folgenden Grundbegriffe hat didaktische Gründe, weshalb hier auf eine alphabetische Sortierung verzichtet wurde.

Node

Ein Node ist ein allgemeiner Begriff für eine phyisikalisch vorhandene Komponente in einem Netzwerk. Es handelt sich um ein Gerät, dass an einem oder mehreren Netzwerken angeschlossen ist. Dazu verfügt es über eine oder mehrere Schnittstellen.
Ein Node kann ganz allgemein ein Host, ein Router oder ein Gateway sein.

Link

Ein physikalisches Netzwerk bezeichnet man manchmal auch als Link (Verbindung). Zum Netzwerk gehören alle Nodes, die an dem selben Link angeschlossen sind.

Site

Ein Netzwerk und die daran angeschlossenen Nodes bilden eine Site, wenn sie einer gemeinsamen und zusammenhängenden Verwaltung unterstellt sind.

Host

Ein Host ist ein Node ohne Router-Eigenschaft, die damit eine Endstelle in einem Netzwerk darstellt. Typischerweise wird ein Client oder Server als Host bezeichnet.

Knoten

Allgemein formuliert ist ein Netzknoten ein Verzweigungspunkt in einem Kommunikationsnetzwerk. Knoten sind im Telefonnetz die Vermittlungsstellen oder auch Telefonanlagen. In einem IP-Netzwerk sind Router und in einem Ethernet-Netzwerk sind Switche die Netzknoten.
Zugangspunkte zu einem Netzwerk werden häufig auch als Knoten bezeichnet.

Client

Der Client ist als Teil der Client-Server-Architektur in größere Zahl in allen Netzwerken zu finden. Ein Client ist ein Endgerät oder auch nur eine Software-Komponente, die von einer zentralen Stelle Dienste oder Daten anfordert oder über einen zentralen Zugang am Netzwerk teilnimmt.
Typische Hardware-Clients sind PCs, Smartphones, Tablets und Notebooks. Auf diesen laufen dann mehrere Software-Clients für unterschiedliche Dienste. WWW, E-Mail, Messaging, usw.

Server

Ein Server ist ein Computer, der Rechenleistung, Speicher, Daten und Dienste in einem Netzwerk bereitstellt und Zugriffsrechte verwaltet. Auf dem Server laufen mehrere Dienste und Anwendungen, die von anderen Netzwerk-Teilnehmern mit einem Software-Client über das Netzwerk anfordern werden.

Router

Ein Router ist ein Node, der Pakete weiterleitet, die nicht an ihn selbst gerichtet sind. In einem dezentralen Netzwerk ist der Übertragungsweg der Datenpakete nicht fest vorgegeben. Genau genommen weiß niemand in einem dezentralen Netzwerk über alle Verbindungen Bescheid. Deshalb entscheiden sogenannte Router bei jedem Datenpaket aufs Neue, welchen Weg das Datenpaket geht.

Routing

Die Art und Weise, wie Datenpakete in einem dezentralen Netzwerk oder IP-Netzwerk verarbeitet werden, bezeichnet man als Routing. Man könnte das als Wegfindung bezeichnen. Dabei wird der Weg zum Ziel anhand mehrerer Kriterien (metric) ermittelt. Je mehr Kriterien berücksichtigt werden müssen, desto genauer und gezielter ist der Weg zum Ziel. Aber desto (zeit-)aufwendiger ist die Bestimmung oder Berechnung des Wegs.
In der Regel ist das maßgebliche Kriterium die Zieladresse und damit der kürzeste bzw. schnellste Weg zum Ziel. In gewisser Weise suchen sich die Datenpakete ihren Weg zum Empfänger selber. Beim Routing geht darum den optimalen Weg vom Sender zum Empfänger zu finden.
Das maßgebliche Hilfsmittel beim Routing ist die Routing-Tabelle, die in jedem Router mögliche Wege festlegen.

Gateway

Ein Gateway ist eine Hardware oder Software oder eine Kombination daraus, die eine Schnittstelle zwischen zwei inkompatiblen Netzwerken darstellt. Das Gateway kümmert sich darum, dass die Form und Adressierung der Daten in das jeweilige andere Format oder Protokoll des anderen Netzes konvertiert werden.

Bridge

In den Anfangszeiten von Ethernet stand der Begriff "Bridge" (Brücke) für ein Gerät zur Kopplung zweier Ethernet-Segmente. Die Bridge war eine wichtige Komponente, um große lokale Netzwerke zu betreiben. Die Segmentierung begrenzt die Größen der Kollisions-Domänen und das Risiko einer Schleifenbildung.
Heute hat der Name Bridge eine zweite Bedeutung. Eine Bridge verbindet zwei Teilnetze, die auf der Schicht 1 und 2 des OSI-Schichtenmodells arbeiten. Für die Stationen im Netzwerk ist die Bridge transparent, sie können sie nicht sehen.

Switching

In einem geswitchten Netzwerk bestimmt ein konstanter Pfad mit einer definierten Bandbreite, welchen Weg die Datenpakete gehen. Wenn ein Datenpaket abgeschickt wird, steht der Weg durch das Netzwerk praktisch schon fest. Switching eignet sich für Anwendungen, die eine definierte Bandbreite benötigen.

Protokoll

In der Netzwerktechnik ist ein Protokoll der Ablauf einer Kommunikation zwischen zwei Systemen. In der Netzwerktechnik sind die Protokolle meist einer bestimmten Schicht des OSI-Schichtenmodells zugeordnet.

Domäne

Ein Domäne bezeichnet in der Netzwerktechnik ein logisches Subnetz, einen Namensbereich oder ein Objekt, das an der Spitze eines Verwaltungsbereichs steht.
Im Zusammenhang mit Verzeichnisdienste und großen lokalen Netzwerken spricht man öfter von einer Domäne.

Ressourcen

In der Netzwerktechnik spricht man häufig von Ressourcen. In der Hauptsache meint man damit Speicher, auf dem man Daten ablegen kann. Dazu zählen aber auch Drucker, Server und andere Netzwerkgeräte, die einen Dienst bereitstellen, der zentral in einem Netzwerk zur Verfügung steht.

Datenpaket / Paket

In der Netzwerktechnik werden einzelne Übertragungseinheiten als Paket oder Datenpaket bezeichnet. Datenpakte werden neben den Daten mit eine Sender- und Empfänger-Adresse ausgestattet. Fehlerkorrektur und Verschlüsselung sind zusätzliche Merkmale.

Frame

Ein Frame ist ein logischer Rahmen, in dem sich ein Bit-Strom befinden. Frames werden von einer Netzwerkkarte oder einem Netzwerk-Interface über ein Übertragungsmedium gesendet und empfangen. Das Frame ist jeweils mit Daten und einem Protokoll-Header und einem Ethernet-Header versehen. Darin sind Start- und Endsequenzen, Kontrollzeichen, Adressen und Prüfsummen enthalten. Frames werden auch Pakete bzw. Datenpakete genannt. In Zusammenhang mit Ethernet ist die Bezeichnung Frame für ein Datenpaket korrekt.

Datagramm

Ein Datagramm ist eine in sich geschlossene Einheit. Ein IP-Paket, das an den Netzwerk-Adapter (NIC, Network Interface Card) übergeben wird, wird als Datagramm bezeichnet.

Datenstrom / Datastream / Stream

Datastream oder Stream ist ein Datenstrom aus logisch zusammenhängenden Datenpaketen, die über ein Netzwerk übertragen werden. Die logische Verbindung der Datenpakete ist üblicherweise die Empfänger-Adresse. Auf IP-Ebene wäre das die IP-Adresse. Auf TCP- oder UDP-Ebene wäre das die Portnummer.
Die Datenpakete können aber auch auf der Anwendungsebene eine logische Verbindung zueinander haben.

Port

In der Netzwerktechnik kann ein Port eine Steckverbindung an einem Switch, Router, etc. oder eine logische Assoziation sein. Zum Beispiel der Zugang zum Netzwerk für einen WLAN-Client an einem WLAN-Access-Point.
Der Port bei den Protokollen TCP und UDP ist eine Art Adresse, die die Zuordnung zwischen einem Protokoll und einer Anwendung oder zwischen einem Datenstrom und einer Anwendung definiert.
Ein Port, egal ob logisch oder physisch, wird häufig durch eine Nummer oder Adresse gekennzeichnet.

Unidirektionale Kommunikation

Unidirektional bedeutet "in eine Richtung". Bei der unidirektionalen Kommunikation oder Übertragung steht nur ein Kanal zur Verfügung, der nur in eine Richtung genutzt werden kann. Einen Rückkanal gibt es nicht.

Bidirektionale Kommunikation

Bidirektional bedeutet "in beide Richtungen". Bei der bidirektionalen Kommunikation oder Übertragung können Signale, Daten oder Informationen in beide Richtungen fließen. Es gibt zwischen Sender und Empfänger zwei Kanäle. Einen Hin- und einen Rückkanal. Manchmal spricht man auch von Upstream und Downstream bzw. Uplink und Downlink.
Bei der bidirektionalen Übertragung unterscheidet man zwischen Halbduplex, bei der nur jeweils ein Kommunikationspartner senden und empfangen darf, und Vollduplex, bei der beide Kommunikationspartner gleichzeitig senden und empfangen dürfen.

Anycast / Anycasting

Bei Anycast geht die Nachricht an einen Empfänger aus einer Gruppe von Empfängern. An wen aus der Gruppe ist hierbei egal. Hinter Anycast steckt das Verständnis, dass es eine Adresse mehrfach gibt bzw. geben kann (Anycast-Adresse). Das bedeutet dann aber, dass kein wechselseitiger Dialog möglich ist, weil nicht sicher ist, ob man immer mit der selben Maschine verbunden ist.

Anycast wird bspw. für Root-Nameserver benutzt. Hier gibt es nicht nur einen Root-Server, sondern in der Regel ganz viele davon, die auf der ganzen Welt verteilt sind. Aber alle haben die selbe Adresse. Ein Router kennt die Route zu einem von diesen Root-Servern und reicht das Anycast-Paket an diesen weiter.

Unicast / Unicasting

Bei Unicast sind zwei Stationen miteinander verbunden. Sie können direkt oder über ein Netzwerk miteinander kommunizieren. Die Verbindung kann sowohl unidirektional als auch bidirektional sein.
Beim Unicasting steigt die notwendige Bandbreite bei jedem zusätzlichen Host im Netzwerk an. Dabei kann die Netzlast soweit steigen, dass die Informationen bei keinem Host mehr in ausreichender Geschwindigkeit ankommt. So kommt es beim Audio- und Video-Streaming zu Aussetzern beim Abspielen.

Broadcast / Broadcasting

Der Broadcast ist ein Datenpaket, dass an einem Punkt ins Netzwerk eingespeist und von dort an alle Hosts übertragen wird. Dabei empfängt jeder Host die Daten, ob er will oder nicht. Es handelt sich dabei um das klassische Gießkannenprinzip bei der Verteilung von Informationen, wie es zum Beispiel beim Rundfunk (UKW/DAB) oder Fernsehen (Satellit, Kabel, Funk) gemacht wird.

Multicast / Multicasting

Bei Multicast gibt es einen Sender, der zu einer definierten Gruppe von Empfängern Signale, Daten und Informationen überträgt. Hier spielt es keine Rolle, wie viele Empfänger die Daten empfangen. Die Bandbreite wird nur für einen Teilnehmer verbraucht. Die letzte Verteilstelle (Router) ist dann für die Verteilung an die einzelnen Empfänger verantwortlich. Die Daten werden beim letzten Router dupliziert.

Tunneling

Tunneling bezeichnet ein Verfahren, wenn ein Protokoll-Frame mit allen seinen Eigenschaften als Nutzdaten innerhalb eines anderen Protokolls eingebettet ist.

Topologie

Die Struktur des Netzwerks wird als Topologie bezeichnet. Bus, Ring und Stern sind typische Netzwerk-Topologien. Die Verbindungen innerhalb der Topologie erfolgt über Funk, Kupfer- oder Glasfaserkabel.

Backbone

Backbone ist eine Bezeichnung für die Hauptübertragungsstrecke in einem Netzwerk. Der Backbone verbindet in der Regel mehrere Netzknoten. Die Netzknoten sind die Zugangspunkte zum Backbone. Man spricht in dem Zusammenhang auch vom Kernnetz oder Core Network.
Bei größeren Vernetzungen mit mehreren Netzwerkstrukturen bildet ein Backbone die Infrastruktur im Hintergrund. Zum Beispiel um lokale Netze und Hochleistungssysteme miteinander zu verbinden. Ein Backbone wird dabei redundant ausgelegt.

Leitungen und Kabel

Die Begriffe Leitungen und Kabel werden häufig gleichwertig verwendet. Doch das ist nicht ganz richtig. Leitungen und Kabel kann man folgender Maßen unterscheiden. Kabel sind Leitungen, die im Boden oder auf hoher See (Meeresboden) verlegt werden. Was man sehen kann sind Leitungen, Kabel sieht man nicht wenn sie genutzt werden.

Umgangssprachlich sagen die meisten Menschen zur Leitung ein Kabel, was falsch (unfachlich) ist. Es ist die häufigste Fehlbenennung in der Elektrotechnik und Informationstechnik, noch vor der Glühbirne.

Kabel ist kürzer und damit das schneller gesprochene Wort. Daher ist der Begriff "Kabel" in vielen Bereichen üblich, auch wenn es falsch ist. So befinden sich auf der Kabeltrommel kein Kabel, sondern eine Leitung. Aber den Begriff Leitungstrommel wird man im Fachhandel sicher nicht finden. Netzwerkleitung sagt auch niemand, obwohl das korrekt wäre.

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