Netzwerke. Teil 1. Funktionen Architekturen. Folie 1. Warum Netzwerke?

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1 Netzwerke Teil 1 Funktionen Architekturen BS-T- HGW Folie 1 Warum Netzwerke? Die Idee lokaler Netze basiert auf dem Konzept, gleichberechtigte und in ihrer Grundfunktion autonome Rechner über eine Kommunikationseinrichtung zu verbinden. Dazu definiert die International Standards Organization (ISO): Ein lokales Netz (Local Area Network, LAN) dient der bitseriellen Informationsübertragung zwischen miteinander verbundenen, unabhängigen Geräten. Es befindet sich vollständig im rechtlichen Entscheidungsbereich des Benutzers und ist auf sein Gelände beschränkt. Folie 2 1

2 Erste Netzwerke ALOHAnet: Das ALOHAnet wurde 1970 unter an der Universität von Hawaii entwickelt und im selben Jahr in Betrieb genommen. Es diente reinen Forschungszwecken. Es war das erste lokale Netzwerk, das es erlaubte, über Funkstrecken auf einen Zentralrechner zuzugreifen. Es hatte eine Übertragungsrate von 9600 bps und verband den Zentralrechner auf der Insel Oahu mit sieben Standorten auf vier Inseln. Cambridge-Ring: Von der Cambridge-Universität entwickeltes, 1974 installiertes Lokales Netz. Ziel dieses LANs war es, an bestehenden Betriebssystemen möglichst verschiedenartige Knoten anschließen zu können, ohne umfangreiche Änderungen durchführen zu müssen. Folie 3 Nutzungsmöglichkeiten Servicefunktionen 1 Netzwerke ermöglichen Ressource-Sharing, als den gemeinsamen Zugriff aller Netzwerkbenutzer auf Ressourcen des Netzes wie Drucker, Plotter, Massenspeicher, Rechenleistung usw. Data-Sharing eine wichtige Funktion im Netz, damit alle Benutzer auf dieselben Datengrundlagen zurückgreifen können, die für alle auch gleich aktuell sind und nicht untereinander abgeglichen werden müssen. Beispiele: - Kundendaten, Planungsunterlagen, - Artikelstammdaten, Lagerbestände, - Mustertexte usw. Folie 4 2

3 Nutzungsmöglichkeiten Servicefunktionen 2 Netzwerke ermöglichen: Software-Sharing erlaubt zentrale Installation, Pflege und Wartung von Software, die somit nicht auf jedem Einzelplatzrechner installiert werden muß. Ein Server, der speziell für Software-Sharing eingesetzt wird, heißt auch Program-Server oder Application-Server. Multi-User-Nutzung Verschiedene Benutzer können bei entsprechender Einrichtung des Netzwerkes verschiedene Arbeitsumgebungen vorfinden und stören sich dabei gegenseitig nicht. Wechselt ein Benutzer seinen Rechner, findet er seine gewohnte Arbeitsumgebung dennoch wieder vor. Folie 5 Nutzungsmöglichkeiten Kommunikationsfunktion Kommunikation zwischen unterschiedlichen, evtl. sogar inkompatiblen Systemen wird möglich. Informationstransport Durch die Möglichkeit, Daten schnell von einem Punkt zu einem anderen zu befördern, ist das Netzwerk ein ideales Instrument für die moderne betriebliche Organisation, da es den Informationsfluß und die Kommunikation unterstützt Folie 6 3

4 Nutzungsmöglichkeiten Lastverbund Verarbeitungsaufträge können innerhalb des Netzes auf andere Rechner verlagert werden, entweder ganz (remote computing) oder teilweise (decentralized computing). Bei Client-Server-Applikationen stellt die Arbeitsstation als Client eine Anforderung an den Server, der diese bearbeitet und das Ergebnis an den Client zurückgibt. Als Beispiel ist eine Datenbankabfrage denkbar, bei der nicht der Client selbst in der Datenbank sucht, sondern seine Suchkriterien mitteilt und alle passenden Datensätze vom Server ausgeliefert bekommt. Bei verteilten Anwendungen werden von verschiedenen gleichwertigen Rechnern Teilaufgaben gelöst und dann zu einer Gesamtlösung zusammengeführt. Folie 7 Die Arten des LAN Peer-to-Peer-LANs Sind alle Rechner in einem LAN gleichwertig und gleichberechtigt, spricht man von einem Peer-to-Peer- Netz (abk. P2P), weil Gleiche mit Gleichen kommunizieren. Dazu muß jeder einzelne der Rechner festlegen, welche der Ressourcen von anderen genutzt werden dürfen. Daraus ergibt sich eine verteilte Verwaltung. Folie 8 4

5 Peer-to-Peer-LAN Quelle: Brandt, Otten: Net IT; Verlang Handwerk und Technik; Hamburg 2009; S. 18 Folie 9 P2P Vor- und Nachteile Vorteile Einfache Einrichtung Umfangreiche Nutzungsmöglichkeiten Einfache Erweiterbarkeit Geringe Kosten (es ist z. B. kein Serverbetriebssystem notwendig) Nachteile Geringer Zugriffsschutz Hoher Administrationsaufwand Hohe Störanfälligkeit Komplexe Fehlersuche Folie 10 5

6 Die Arten des LAN Serverbasiertes LAN Ein serverbasiertes LAN hat mindestens einen Rechner mit herausragender Rolle, den Server. Auf diesem Server erfolgt eine eventuelle Benutzerverwaltung, er ist der Zentralpunkt des Netzes und stellt alle Ressourcen bereit. Es gibt dedizierte Server, die nur ihre Rolle als Server wahrnehmen können, es gibt aber auch Server, auf denen ähnlich wie auf den anderen Rechnern im Netz (Workstations) Anwendungen laufen können. Folie 11 Serverbasierte Netzwerke Client-Server-Netzwerk Client-Server-Netzwerke sind streng hierarchisch organisiert. Auf dem Server erfolgt eine eventuelle Benutzerverwaltung, er ist der Zentralpunkt des Netzes und stellt Dienste bereit, z. B. Programme, Daten, Druckverwaltung oder Kommunikationsverbindungen. Benutzer und Benutzergruppen müssen sich zentral am Server anmelden. Ihnen werden dann die entsprechenden Zugriffsrechte auf die Systemressourcen zugewiesen. Folie 12 6

7 Client-Server-Netzwerk Quelle: Brandt, Otten: Net IT; Verlang Handwerk und Technik; Hamburg 2009; S. 19 Folie 13 Client-Server-Netzwerke Vorteile Zentrale Administration Zentrales Angebot von Dienstleistungen Hoher Zugriffsschutz Einfache Erweiterbarkeit Nachteile Hohe Kosten (Clientund Serverlizenzen) Aufwendige Einrichtung Folie 14 7

8 Serverbasierte Netzwerke Mittlere Datentechnik In der Mittleren Datentechnik (MDT) werden Zentralrechner eingesetzt, an die sternförmig Terminals (Bedienkonsolen) angeschlossen werden. Die Anwendung bietet sich dort an, wo es nicht auf schnelle Bearbeitung vor Ort ankommt. Die Terminals fungieren lediglich als Ein- und Ausgabegeräte. Die Verarbeitung der Daten erfolgt durch den Zentralrechner oder einen Rechnerverbund. Folie 15 Mittlere Datentechnik Quelle: Brandt, Otten: Net IT; Verlang Handwerk und Technik; Hamburg 2009; S. 20 Folie 16 8

9 Mittlere Datentechnik Vorteile Zentrale Administration Zentrales Angebot von Dienstleistungen Hoher Zugriffsschutz Einfache Erweiterbarkeit der Stationen Hohe Verfügbarkeit Nachteile Hohe Kosten (Lizenzen, Hardware) Inkompatible Standards Aufwendige Einrichtung Folie 17 Serverbasierte Netzwerke Terminal-Server-Netzwerk Eine Terminal-Server-Lösung ist eine Zwischenlösung zwischen einem Client-Server-Netzwerk und der Verwendung der Mittleren Datentechnik. Die Clients (Terminals) enthalten nur noch ein minimales Betriebssystem für die Kommunikation mit dem Terminalserver. Alle Programme und Dienste laufen auf dem Terminalserver ab. Dieser stellt den Terminals nur noch ein Abbild der Benutzeroberfläche zur Verfügung. Folie 18 9

10 Terminal-Server-Netzwerke Vorteile Zentrale Administration Zentrales Angebot von Dienstleistungen Hoher Zugriffsschutz Einfache Erweiterbarkeit Hohe Verfügbarkeit Hoher Investitionsschutz Geringe Geräuschentwicklung der Terminals Nachteile Hohe Kosten (Lizenzen, Serverhardware) Große Serverleistung nötig Hohe Netzwerkauslastung Aufwendige Einrichtung Folie 19 Cluster Serverbasierte Netzwerke In der Mittleren Datentechnik (MDT) werden Zentralrechner eingesetzt, an die sternförmig Terminals (Bedienkonsolen) angeschlossen werden. Die Anwendung bietet sich dort an, wo es nicht auf schnelle Bearbeitung vor Ort ankommt. Die Terminals fungieren lediglich als Ein- und Ausgabegeräte. Die Verarbeitung der Daten erfolgt durch den Zentralrechner oder einen Rechnerverbund. Folie 20 10

11 Cluster Quelle: Brandt, Otten: Net IT; Verlang Handwerk und Technik; Hamburg 2009; S. 21 Folie 21 Cluster Vorteile Hohe Leistungsfähigkeit Hohe Verfügbarkeit Einfacher Ausbau Kostengünstige Einzelsysteme Nachteile Hohe Kosten (Lizenzen, Netzwerk-Hardware) Aufwendige Einrichtung Folie 22 11

12 Zuammenfassung Folie 23 12