PDF-Version - am Institut für Baustatik

7 Rechnernetze - Arbeiten im Netz
7.1 Rechnernetze
Über Leitungen verbundene Rechner werden auch Rechnernetze oder Netzwerk genannt, der
einzelne Rechner in einem Netzwerk auch Knoten. Direkte Nachbarn sind solche Rechner, zwischen
denen eine direkte Leitungsverbindung existiert. Mittelbare Nachbarn sind indirekt über andere
Rechner verbunden. Kommunizieren mittelbare Nachbarn miteinander, so muß die Information über
die Zwischenrechner weitergereicht werden, die davon ihrerseits belastet werden.
Rechner werden aus verschiedenen Gründen vernetzt. Je nach Zweck unterscheidet man:
• Datenverbund: gemeinsame Nutzung von Daten. Grundlage der Rechnernetze als
Informations- und Kommunikationsmedium z.B. im Internet. Austausch von
Datensätzen, z.B. von CAD- oder FEM-Modellen. Administrative Aspekte, wie
z.B. Backup oder Netzwerkinstallation.
• Funktionsverbund: Zugriff auf spezielle Funktionen in einem Netzwerk, z.B. starke Rechner für
die Berechnung („number cruncher“), besondere Drucker, usw.
• Lastverbund: gleichmäßige Auslastung aller Rechner im Netz. Stark belastete Rechner
geben Arbeit an weniger ausgelastete ab. Beschleunigung zeitaufwendiger
Prozesse durch paralleles Rechnen.
Netze werden nach ihrer Größe klassifiziert:
LAN: bezeichnet kleine Netze (Local Area Network), die typischerweise ein Büro, ein Institut, ein
oder mehrere Gebäude bei Rechnerabständen von wenigen hundert Metern vernetzen.
Typische Übertragungsraten von 1 bis 100 Mbit/Sekunde.
MAN: Metropolitan Area Network. Ein spezielles WAN, das sich typischerweise auf eine Stadt,
ein Stadtteil oder eine größere Firma beschränkt. Unterscheidet sich vom traditionellen
WAN durch eine vergleichsweise hohe Datenübertragungsrate: 100MBit/s bis 1GBit/s.
WAN: Wide Area Network, verbindet Rechner über größere Entfernungen innerhalb eines oder
mehrerer Länder über öffentliche Datenübertragungseinrichtungen. Die
Übertragungsraten liegen z.Zt. zwischen 64 kBit/s und 2MBit/s, werden aber schon in
naher Zukunft deutlich bis über 600 MBit/s ansteigen.
GAN Global Area Network, verbindet Rechner weltweit. Ein globales Netz ist die logische
Zusammenfassung verschiedener LANs, MANs usw. Beispiele sind globale Netze
internationaler Firmen oder öffentliche Netze, wie z.B. das Internet.
Die Übergänge zwischen den einzelnen Kategorien sind fließend: Ist das Campus-Netz ein großes
LAN, ein MAN oder schon ein kleines WAN?
Die am Netzwerk beteiligten Systeme sind durch ein Übertragungsmedium, in der Regel ein Kabel,
miteinander verbunden. Netze sind in Netzwerksegmente gegliedert. In Netzwerkprotokollen ist
festgelegt, wie die Rechner miteinander kommunizieren. Beispielsweise welche elektrische Spannung
am Kabel welchem Signal entspricht, wie Daten zu Paketen zusammengefaßt werden, wie
sichergestellt wird, daß alle Pakete richtig beim Empfänger ankommen oder im Fehlerfall neu
gesendet werden, wie auf Basis dieser Pakete Files transferiert werden oder wie die Anwendungen
auf anderen Rechnern genutzt werden können.
Werden die Bits einer Botschaft nacheinander übertragen, handelt es sich um eine serielle
Übertragung. Besteht die Leitung aus mehreren Kanälen (bzw. Drähten) können die Bits parallel
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