Was sind Computernetzwerke? Grundlegendes Konzept.

Beschreibung

Computernetzwerk - ein Kommunikationssystem zwischen zwei oder mehr Computern. Im weitesten Sinne ist ein Computernetzwerk ein Kommunikationssystem über ein Kabel oder ein drahtloses Medium, Computer mit verschiedenen Funktionszwecken und Netzwerkgeräte.

Zur Informationsübertragung können in der Regel verschiedene physikalische Phänomene genutzt werden – verschiedene Arten von elektrischen Signalen oder elektromagnetische Strahlung.

Übertragungsmedien in Computernetzwerken können Telefonkabel und spezielle Netzwerkkabel sein: Koaxialkabel, Twisted Pair, Glasfaserkabel, Radiowellen, Lichtsignale.

Schichten und Protokolle verstehen

Netzwerkprotokoll - eine Reihe von Regeln für die Interaktion zwischen Computern. Protokolle definieren Format, Synchronisation, Sequenzierung und Fehlerkontrolle. Ohne diese Regeln erkennt der Computer die Bedeutung des Stroms der Eingabebits nicht.

OSI (Open System Interconnection) Modell - enthält eine Reihe von Protokollen, die den Datenkommunikationsprozess definieren und standardisieren. Das Modell unterteilt diesen Prozess in 7 Gruppen, sogenannte Schichten.

Netzwerkschichten:

• Application layer (Programm) - sorgt für die Interaktion zwischen der auf dem Computer ausgeführten Software und dem Netzwerk.
• Presentation layer (präsentativ) - führt Codekonvertierung und Datenformatänderung (Syntaxübersetzung) durch. Dabei handelt es sich um einen Netzwerkübersetzer, der prüft, ob die Daten für die Anwendung, die sie empfangen soll, in der richtigen Form vorliegen.
• Session layer (Sitzung) - entscheidet, wann die Kommunikation zwischen zwei Computern aktiviert oder deaktiviert wird.
• Transport layer (Transport) - prüft, ob Daten erfolgreich an den beiden Endknoten gesendet und empfangen wurden. Wenn die Daten falsch gesendet werden, ist diese Schicht für das erneute Senden der Daten verantwortlich.
• Network layer (Netzwerk) - stellt logische und physische Verbindungen zwischen vielen Zwischennetzwerken her, unterhält sie und unterbricht sie. Verantwortlich für die Übersetzung (Konvertierung) logischer Adressen oder Namen in physische Adressen. Es übernimmt die Funktionen des Netzwerkroutings und der Flusskontrolle über die Computer-Netzwerk-Schnittstelle.
• Data-Link - kümmert sich um die physische Übertragung, das Framing (Zusammenfügen von Daten zu einem einzelnen Block), die Flusskontrolle und die Fehlerkontrolle während einer einzelnen Datenübertragung.
• Physical layer (Physisch) - Bietet eine elektrische oder mechanische Schnittstelle für ein Netzwerkkabel. Diese Schicht gibt der Datenverbindungsschicht die Möglichkeit, einen Strom von Datenbits zwischen zwei interagierenden Systemen zu übertragen. Überträgt zu verschiebende Datenbits.

Verständnis des TCP/IP-Modells und der Protokolle

Verallgemeinerte Gruppen von Netzwerkschichten:

• Application layer (Programm) - Bietet Programme zur Fehlerbehebung im Netzwerk, zur Dateiübertragung, zur Fernsteuerung und für Internetaktivitäten. Es unterstützt auch APIs (Application Programming Interfaces), die es Programmen ermöglichen, die für bestimmte Betriebssysteme geschrieben wurden, auf das Netzwerk zuzugreifen.
• Transport layer (Transport) - bietet Flusskontrolle, Fehlerkontrolle und Authentifizierungsdienste für das Internet. Dient als Schnittstelle für Netzwerkanwendungen.
• Internet layer (Internet) - Bietet logische, hardwareunabhängige Adressierung, sodass Daten zwischen Subnetzen mit unterschiedlichen physischen Architekturen übertragen werden können. Bietet Routing zur Reduzierung des Datenverkehrs und unterstützt die Netzwerkbereitstellung. Ordnet physische Adressen (die auf der Netzwerkzugriffsebene verwendet werden) logischen Adressen zu.
• Network Access layer (Netzwerkzugang) - stellt eine Schnittstelle zum physischen Netzwerk bereit. Formatiert die Daten für die Übertragung und adressiert die Daten für das Subnetz basierend auf den physischen Hardwareadressen. Bietet Fehlerkontrolle für Daten, die über ein physisches Netzwerk übertragen werden.

Verständnis der Protokolle und Geräte der physikalischen Schicht

Körperliche Ebene bestimmt die elektrischen, zeitlichen und anderen Eigenschaften von Netzwerken, über die Informationsbits in Form elektrischer Signale übertragen werden. Die Leistung von Datenübertragungskanälen (ihre Bandbreite, Verzögerungszeit und Fehlerrate) wird durch verschiedene Eigenschaften physikalischer Träger bestimmt.

Verständnis von Software-Layer-Protokollen (HTTP, FTP, Telnet)

Softwareschicht steht an der Spitze der TCP/IP-Protokollsuite. Kommuniziert mit unteren Schichten über TCP- oder UDP-Ports.

Verständnis HTTP Und WWW

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) dient der Kommunikation zwischen Browser und Webserver. NTTR unterstützt die Übertragung von HTML-Dokumenten. Für den Verbindungsaufbau wird das Transportprotokoll TCP verwendet.

NTTR ist für Folgendes verantwortlich:

• Stellt eine Verbindung zwischen dem Browser und dem Server her
• Parameter für die Sitzung festlegen
• Sorgt für eine ordnungsgemäße Übertragung von HTML-Inhalten
• Schließen der Verbindung mit dem Server
• Nach dem Aufbau einer TCP-Verbindung ruft der Browser mit dem HTTP-GET-Befehl die Webseite vom Server ab.

UDP (User Datagram Protocol) - ein Protokoll im TCP/IP-Stack, das im Gegensatz zum TCP-Protokoll ohne Verbindungsaufbau funktioniert. Tauscht Nachrichten ohne Bestätigung und Zustellungsgarantie aus. Bei Verwendung des UDP-Protokolls wird die Verantwortung für die Fehlerbehandlung und die erneute Datenübertragung der darüber liegenden Protokollschicht zugewiesen. Effektiv für Server, die kleine Antworten an eine große Anzahl von Clients senden.

Tools zum Verfolgen und Lösen von Problemen (ICMP, ping, traceroute)

Ping - ein Dienstprogramm, das die Netzwerkverbindung testet.

Traceroute – ein Dienstprogramm, das den Pfad eines Datagramms (einer Nachricht) zwischen Netzwerken verfolgt.

ICMP (Internet Control Message Protocol) - ein Netzwerkprotokoll zur Übermittlung von Meldungen über Fehler, die bei der Datenübertragung aufgetreten sind. Der Betrieb von Versorgungsunternehmen basiert auf diesem Protokoll ping Und traceroute .

Client-Server-Modell

Kundenserver - eine Netzwerkarchitektur, bei der die Aufgabe bzw. Netzwerklast zwischen Dienstleistern (Servern) und Kunden (Clients) aufgeteilt wird.

Sockets, IP- und Portadressierung

Netzwerksteckdose - der letzte abstrakte Verbindungspunkt in einem Computernetzwerk.

API-Socket - eine Softwareschnittstelle zur Steuerung und Nutzung von Netzwerk-Sockets.

Socket-Adresse - Kombination aus IP-Adresse und Portnummer.

Verwendung von Proxyservern

Proxy Server - ein Server (Computer oder Programm), der es Ihnen ermöglicht, indirekte (und manchmal Proxy-)Anfragen an Netzwerkdienste durchzuführen. Es dient dem Zugriff von Computern aus dem lokalen Netzwerk auf das Internet, der Datenzwischenspeicherung, der Datenkomprimierung, dem Schutz des lokalen Netzwerks vor Zugriffen von außen, der Einschränkung des Internetzugangs und der Verkehrskontrolle sowie für anonymen Zugriff.

Dateiübertragungsdienste: FTP, TFTP

FTP (File Transfer Protocol) - Client/Server-Dienstprogramm und Protokoll zum Übertragen von Dateien zwischen zwei Computern in einem TCP/IP-Netzwerk. Kann auch Verzeichnisse erstellen und löschen sowie den Inhalt von Verzeichnissen anzeigen.

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) – ein Client/Server-Dienstprogramm und -Protokoll, das auf UDP basiert und für einfache Dateiübertragungsvorgänge verwendet wird.

Namensumwandlungsdienste: DNS, whois

DNS (Domain Name System) - ein System zur Benennung von Ressourcen in TCP/IP-Netzwerken.

WHOIS - ein Netzwerkprotokoll/-dienst (basierend auf dem TCP-Protokoll), das es ermöglicht, den Besitzer eines Domainnamens/einer IP-Adresse zu ermitteln.

Fernzugriffsdienste: Telnet, SSH, rdesktop, VNC

Telnet - eine Reihe von Komponenten, die den Terminalzugriff auf einen Remotecomputer ermöglichen. Für eine Telnet-Sitzung sind ein Telnet-Client und ein Telnet-Server erforderlich. Telnet ist ebenfalls ein Protokoll, ein Regelsystem, das die Interaktion zwischen dem Telnet-Server und dem Client definiert.