Netzwerktypen im Überblick: WAN, MAN, LAN & GAN
Unter einem Netzwerk versteht man eine beliebige Anzahl selbständiger Computersysteme, die so miteinander verbunden sind, dass ein Datenaustausch möglich wird. Dazu muss neben einer physischen Verbindung auch eine logische Verbindung der zu vernetzenden Systeme vorhanden sein. Letztere wird durch spezielle Netzwerkprotokolle wie TCP (Transmission Control Protocol) hergestellt. Bereits zwei miteinander verbundene Rechner können als Netzwerk betrachtet werden.
Netzwerke werden mit dem Ziel eingerichtet, Daten von einem System auf eine anderes zu übertragen oder gemeinsame Ressourcen wie Server, Datenbanken oder Drucker im Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Je nach Größe und Reichweite des Rechnerverbunds werden verschiedene Netzwerkdimensionen unterschieden. Zu den wichtigsten Netzwerktypen gehören:
- Local Area Networks (LAN)
- Wide Area Networks (WAN)
- Metropolitan Area Networks (MAN)
- Personal Area Networks (PAN)
- Global Area Networks (GAN)
Die physische Verbindung, die diesen Netzwerktypen zugrunde liegt, kann kabelgebunden oder auf Basis von Funktechnik realisiert werden. Oft stellen physische Kommunikationsnetze die Grundlage für mehrere logische Kommunikationsnetze, sogenannte Virtual Private Networks (VPN). Diese nutzen bei der Datenübertragung zwar ein gemeinsames physisches Übertragungsmedium, beispielsweise ein Glasfaserkabel, werden mittels Tunneling-Software jedoch logisch unterschiedlichen virtuellen Netzen zugeordnet.
Jeder Netzwerktyp wurde für spezielle Anwendungsbereiche entwickelt, beruht auf jeweils eigenen Techniken und Standards und bringt somit unterschiedliche Vorteile und Beschränkungen mit sich.
Diese Erklärung ist natürlich nur eine sehr einfache Zusammenfassung. In diesem Artikel werden wir nicht auf alle einzelnen technischen Details eingehen, da man damit ganze Bücher füllen könnte. Im Prinzip besteht die Frage „Wie funktioniert das Internet“ aber aus zwei wichtigen Teilfragen:
- Wie ist das Internet aufgebaut?
- Wie finden die Daten den richtigen Weg zum Ziel?
So sieht die Infrastruktur des Internets aus
Das Internet besteht aus vielen einzelnen Netzwerken, also Rechnern, die untereinander verbunden sind. Dazu zählen beispielsweise:
- Netzwerke von Providern
- Firmennetzwerke
- Forschungs- oder Universitätsnetzwerke.
Die einzelnen Rechner werden auch Server genannt – sie speichern die Webseiten, die ihr mit dem Browser aufruft. Die Netzwerke sind untereinander in der Regel mit Glasfaserkabeln und Routern verbunden. Der Zusammenschluss der unterschiedlichen Netzwerke findet an sogenannten Internet-Knoten statt. Dort laufen die Daten aus mehreren hundert Netzwerken zusammen. Dadurch kommt der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Netzwerken zu Stande. Um eine wirklich störungsfreie internationale Vernetzung zu ermöglichen wurden die Glasfaserkabel als Land- und als Seekabel verlegt. Die Kabel haben ihre enormen Übertragungskapazitäten und sind zudem gut geschützt, sodass eine verlässliche Kommunikation zwischen den einzelnen Internet-Knoten zustande kommt. Außerdem sind noch Satelliten und Richtfunkstrecken ins Internet eingebunden, allerdings läuft nur ein geringer Teil des Datenverkehrs darüber.
Wie kommen die Daten im Internet ans Ziel?
Jedes Mal wenn ihr eine Internet-Adresse in den Browser eingebt, verbindet sich euer Rechner mit einem Server und lädt die Daten der Webseite herunter. Anschließend stellt er sie auf dem Bildschirm dar. Um Zugang ins Internet zu bekommen, benötigt ihr also einen sogenannten Internet-Provider.
Beim Einloggen wählt ihr euch über diesen Anbieter ins Internet ein und erhaltet dabei eine spezielle Zahlenkombination, die IP-Adresse. Diese Adresse ist sozusagen eure „Anschrift“ im Internet. Sie erlaubt es anderen Nutzern, euren Rechner zu finden und ermöglicht den Datenaustausch, z.B. beim Herunterladen von Dateien.
Einige technische Details zur Veranschaulichung
Da sich die Rechner im Internet an ihrer IP-Adresse erkennen, müsstet ihr rein theoretisch jedes Mal eine Zahlenkombination eingeben, wenn ihr eine Webseite aufrufen wollt: Statt taucix.jimdo.com also die Ziffernfolge 80.86.80.169. Im Alltag ist das natürlich nicht besonders praktisch. Schließlich kann sich niemand alle Zahlenkombinationen für die Vielzahl der Seiten im Internet merken. Genau hier kommen die DNS-Server ins Spiel (DNS steht für Domain Name System). Diese speziellen Server speichern die Domain-Namen aller Webseiten und wandeln sie in IP-Adressen um. Wenn ihr also taucix.jimdo.com in den Browser eingebt, passiert Folgendes:
- Euer Rechner fragt beim DNS-Server die IP-Adresse für die die Adresse www.xyz.de ab.
- Der DNS-Server teilt eurem Computer mit: Die IP-Adresse für taucix.jimdo.com lautet 80.86.88.189.
- Euer Computer verbindet sich mit dem Server mit der IP-Adresse 80.86.88.189 und bittet um Zusendung der Startseiten-Daten.
- Der Server schickt die entsprechenden Daten an euren Computer.
So funktioniert die Datenübertragung im Netz
Beim Hin- und Herschicken von Daten im Internet wird ein spezielles Protokoll namens HTTP verwendet. Die Abkürzung steht für Hypertext Transfer Protocol, was auf Deutsch einfach „Übertragungsprotokoll für miteinander verbundene Texte“ bedeutet. Genau das passiert nämlich, wenn ihr im Internet surft: Ihr ruft untereinander verbundene oder verlinkte Seiten auf, die wieder auf andere Seiten verweisen. Daneben gibt es auch noch das Protokoll HTTPS. Das S steht für Secure und bedeutet, dass die Verbindung über HTTPS verschlüsselt ist. Gerade wenn ihr sensible Daten übers Internet sendet (persönliche Informationen, Bankdaten, etc.), solltet ihr darauf achten, dass die Verbindung immer über HTTPS erfolgt.
Wie viele Webseiten gibt es eigentlich?
An dieser Frage scheiden sich die Geister. Hauptproblem ist, dass es keine zentrale Instanz gibt, die alle Seiten im Internet listet. Außerdem befinden sich viele Seiten, beispielsweise von Firmen oder Regierungsinstitutionen, im Deep Web und sind überhaupt nicht öffentlich zugänglich. Dazu kommt, dass das Internet ständig im Wandel ist und es inzwischen zahlreiche „tote“ Seiten im Internet gibt. Diese Seiten wurden irgendwann mal angemeldet, werden aber nicht mehr auf den neuesten Stand gebracht und sind deshalb auch inaktiv, obwohl sie immer noch erreichbar sind. Einer Untersuchung der Firma zufolge gibt es derzeit rund 1 Milliarde angemeldete Webseiten – ungefähr die Hälfte dieser Seiten gilt als inaktiv.
Deep Web - Was ist das? Leicht erklärt Suchmaschinen wie Google benutzen spezielle Algorithmen um alle Webseiten von Rechnern, die im World Wide Web (WWW) miteinander verbunden sind, auffindbar zu machen. Das Deep Web (engl: tiefes Netz) ist dagegen ein Bereich des Internets, der für Suchmaschinen nicht auffindbar ist und daher für Google und Co. quasi nicht existiert. Ein Teil des Deep Webs besteht aus Intranetzen und Firmennetzen von Unternehmen oder Großorganisationen. Daneben machen Datenbanken etwa von Bibliotheken, Universitäten oder Forschungseinrichtungen einen Großteil des Deep Webs aus. Viele der Seiten und Datenbanken im Deep Web sind bewusst nicht frei zugänglich, weil man z.B. einen Login benötigt um Zugriff zu erlangen. Andere Seiten werden nicht bei Google und Co. gelistet, weil sie nirgendwo verlinkt sind und daher nicht gefunden werden können. In ein Firmennetzwerk kann man sich etwa nur dann einloggen, wenn man Mitarbeiter des Unternehmens ist - bei Google hätten diese Seiten nichts verloren. Das Deep Web ist der weitaus größere Teil des Internets - Schätzungen gehen davon aus, dass das „tiefe Netz“ 400-500 mal größer als das Oberflächen-Netz ist.