Die Grundlagen von Netzwerken

Unter Netzwerken versteht man heute im Zusammenhang mit dem Internet hauptsächlich Rechnernetze. Ein Rechnernetz ist ein Zusammenschluss von verschiedenen Rechnereinheiten, zum Beispiel PCs. In der Regel handelt es sich bei diesen Einheiten um selbstständige Maschinen, die dieses Netz hauptsächlich zur Übertragung von Daten und zur Kommunikation nutzen. Natürlich können auch andere Komponenten integriert werden, die speziellere Dienste übernehmen, wie zum Beispiel Videokameras, Sensoren oder Speichereinheiten.

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Um ein solches Netzwerk zu organisieren, sind verschiedene Voraussetzungen notwendig, wie zum Beispiel die Protokolle, die die Form der übertragenen Daten festlegen, damit der Empfänger mit ihnen weiterarbeiten kann. Die meisten dieser Protokolle im Internet bauen auf das ISO/OSI-Schichtenmodell auf, welches zum internationalen Standard gewählt wurde. Bei diesem Modell handelt es sich um sieben verschiedene Schichten, bei denen die jeweils höhere Schicht auf die Funktionalitäten der unteren zugreift. Ganz unten befindet sich natürlich die physische Schicht, auf der die einzelnen Bits übertragen werden, während die höchste Abstraktionsebene dem Anwender vorbehalten ist. Die dazwischenliegenden Schichten stellen weitere Funktionalitäten bereit, die zum Beispiel die Übertragung und die Sicherheit betreffen.

Das Internet ist sozusagen die globale Vernetzung von einzelnen Rechnernetzen und hat in heutiger Zeit gewaltige Ausmaße angenommen. Um dieses Netz zu organisieren wurde die TCP/IP Protokollgruppe entwickelt. Hierbei wird jedem Rechner eine eindeutige IP-Adresse zugewiesen, die diesem zur Identifikation dient. Anhand dieser Adresse können die einzelnen Rechner nun untereinander kommunizieren und Daten austauschen. In jedes Datenpaket werden die IP-Adressen von Sender und Empfänger eingetragen, damit jedes davon sein Ziel erreichen kann. Im Internet werden hauptsächlich die IPv4 Adressen verwendet. Diese bestehen aus 32 Bits und werden in der Regel als vier Bytes dargestellt (zum Beispiel 192.168.2.1). Der große Nachteil von IPv4 ist die geringe Anzahl der Adressen, die uns hier zur Verfügung stehen. Es sind ganz genau nur 2 hoch 32, also in etwas 4,3 Milliarden Stück. Als die IP-Adressräume aufgeteilt wurden, hatte niemand mit einem derartigen Wachstum gerechnet, weshalb große Bereiche für Zwecke reserviert wurden, die heute weniger gebraucht werden. Uns stehen heute also weit weniger Adressen zur Verfügung, als es theoretisch gäbe. Durch den gewaltigen Boom, den das Internet in den 90er Jahren erlebte, wuchs die Gefahr einer Adressknappheit und Lösungen wurden gesucht. Aus diesem Umstand heraus wurde IPv6 entwickelt, um insgesamt mehr Adressen zur Verfügung zu stellen.