Im heutigen digitalen Zeitalter sind Computernetzwerke im täglichen Leben sehr wichtig. Fast alle Aspekte des modernen Lebens, wie Kommunikation, Bildung und Wirtschaft, sind auf Netzwerke angewiesen, um Geräte zu verbinden, Informationen auszutauschen und verschiedene Online-Aktivitäten zu unterstützen.
Dieser Bardimin-Artikel soll Ihnen helfen, die grundlegenden Konzepte von Computernetzwerken und ihren Anwendungen zu verstehen, die von TCP/IP-Protokollen und DNS bis hin zu verschiedenen Arten von Internetverbindungen wie Wi-Fi und kabelgebundenen Verbindungen reichen. Durch das Verständnis dieser grundlegenden Dinge hoffen wir, dass die Leser sich besser mit der Funktionsweise von Netzwerken vertraut machen und ihre Nutzung im täglichen Bedarf maximieren können.
Wie funktioniert das Internet?
Das Internet ist ein globales Netzwerk, das Millionen von Geräten auf der ganzen Welt verbindet und einen schnellen und effizienten Informationsaustausch ermöglicht. Diese Technologie sendet Daten in Form von kleinen Paketen über verschiedene Kommunikationskanäle an die vorgesehene Adresse. Das Internet verwendet ein Kommunikationsprotokoll, das als TCP/IP bekannt ist, um die Übertragung und den Empfang von Daten zwischen verbundenen Geräten zu regeln.
In diesem System zerlegt TCP (Transmission Control Protocol) die Daten für die Übertragung in kleine Pakete, während IP (Internet Protocol) sicherstellt, dass jedes Paket die richtige Adresse erreicht. Darüber hinaus spielt das DNS (Domain Name System) eine wichtige Rolle, indem es Domainnamen, wie z. B. contoh.com, in IP Adressen übersetzt, die für die Kommunikation der Geräte untereinander erforderlich sind, damit Benutzer auf Websites zugreifen können, ohne sich komplizierte IP-Adressen merken zu müssen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Ihr Gerät mit dem Internet zu verbinden, jede mit ihren Vorteilen. Dial-up nutzt Telefonleitungen für den Internetzugang, die zwar begrenzt sind, aber in ländlichen Gebieten immer noch genutzt werden, obwohl ihre Geschwindigkeit begrenzt ist. Kabelgebundene Verbindungen sind schneller und stabiler und werden normalerweise in kleinen Häusern oder Büros verwendet. DSL verwendet auch Telefonleitungen, die die Verwendung des Telefons ermöglichen, wenn es mit dem Internet verbunden ist, mit besseren Geschwindigkeiten als bei der Einwahl. Schließlich ermöglicht Wi-Fi drahtlose Verbindungen, solange sie sich innerhalb des Signalbereichs befinden.
Technische Begriffe für das Internet
TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ist eine Reihe von Regeln, die regeln, wie Geräte wie Computer, Router und Modems verbunden und kommuniziert werden. Dieses Protokoll unterteilt die Daten für die Zustellung in kleine Pakete, so dass die Daten über verschiedene Wege zum endgültigen Ziel gesendet werden können.
Jedes Paket hat eine Ursprungs- und eine Zieladresse, so dass die Pakete beim Eintreffen in der richtigen Reihenfolge neu angeordnet werden können. Auf diese Weise sorgt TCP/IP dafür, dass die Kommunikation zwischen den Geräten effizient und präzise abläuft. Dieses Protokoll umfasst auch verschiedene andere Protokolle wie UDP, PPP und FTP, die verschiedene Arten der Kommunikation im Internet unterstützen.
Subnet Mask
A Subnet Mask ist die Zahl, die verwendet wird, um den Host zu konfigurieren, indem das Netzwerk in kleinere Subnetzwerke unterteilt wird. Dies hilft, den Datenverkehr effizienter zu verwalten.
In einem Netzwerk der Klasse C ist beispielsweise die am häufigsten verwendete Subnetzmaske 255.255.255.0, mit der das Netzwerk in mehrere Subnetze unterteilt werden kann, ohne dass zusätzliche physische Router erforderlich sind. In einer Geschäftsumgebung helfen Subnetzmasken, den Datenverkehr in physisch isolierte Netzwerke zu trennen, um die Leistung und Sicherheit des Zugriffs auf lokale Geräte und Server zu verbessern.
DNS (Domain Name System)
DNS (Domain Name System) wandelt einen einprägsamen Domainnamen in eine IP-Adresse um, die Geräte zur Kommunikation im Netzwerk verwenden. Wenn jemand einen Domainnamen wie “bardimin.com” in einen Browser eingibt, wird diese Anfrage an den DNS-Server gesendet, um nach der richtigen IP-Adresse zu suchen.
DNS führt kaskadierende Suchvorgänge durch, um IP-Adressen mithilfe einer Liste registrierter Domänennamen zu finden. Wenn der lokale DNS-Server die gesuchte IP-Adresse nicht findet, sucht er den übergeordneten DNS-Server, bis er den richtigen Eintrag findet. Dieser Prozess macht es Benutzern leicht, auf Websites zuzugreifen, ohne sich IP-Adressen merken zu müssen.
Netzwerkprotokolle in TCP/IP
UDP (User Datagram Protocol)
UDP ist ein Protokoll, das auf IP im TCP/IP-System arbeitet. Im Gegensatz zu TCP, das sicherstellt, dass Daten gesendet und sortiert werden, bietet UDP diese Garantie nicht. Dadurch wird UDP schneller und effizienter für Anwendungen, die keine hohe Zuverlässigkeit erfordern, wie z. B. Videostreaming, Online-Spiele und Sprach-Apps. Ohne den Prozess des Aufbaus einer Verbindung ist UDP ideal für die Echtzeitkommunikation, bei der Geschwindigkeit wichtiger ist als Genauigkeit.
PPP (Point-to-Point Protocol)
PPP ist ein Protokoll, das verwendet wird, um zwei Punkte in einem Netzwerk zu verbinden, das häufig bei DFÜ- und DSL-Verbindungen verwendet wird. PPP bietet eine Möglichkeit zur Authentifizierung, Verschlüsselung und Datenkomprimierung. Dieses Protokoll ermöglicht eine sichere und effiziente Kommunikation von Geräten und unterstützt verschiedene Arten von Netzwerken wie Ethernet und serielle Netzwerke. Mit PPP können Benutzer über den Authentifizierungsprozess eine sicherere Verbindung zum Internet herstellen.
SLIP (Serial Line Internet Protocol)
SLIP ist ein einfacheres Protokoll als PPP und wird verwendet, um Computer über serielle Kanäle mit dem Internet zu verbinden. SLIP verfügt über keine Authentifizierungs- oder Datenkomprimierungsfunktionen, was es weniger sicher und effizient als PPP macht. Obwohl SLIP im modernen Gebrauch weitgehend durch PPP ersetzt wurde, wird SLIP in einigen Anwendungen immer noch für einfache Verbindungen ohne zusätzliche Last verwendet.
VoIP (Voice over Internet Protocol)
VoIP handelt es sich um eine Technologie, die es ermöglicht, Ton über ein IP-Netzwerk zu senden. Mit VoIP können wir Anrufe über das Internet tätigen, anstatt über ein normales Telefonnetz. Dadurch werden die Kommunikationskosten günstiger, insbesondere bei langen Gesprächen. VoIP verwendet eine Vielzahl von Protokollen zur Verwaltung von Sprachanrufen, z. B. SIP (Session Initiation Protocol) und RTP (Real-time Transport Protocol). Die Vorteile von VoIP sind die Flexibilität bei der Nutzung des Geräts und die Möglichkeit, weitere Dienste, wie z. B. Videokonferenzen, hinzuzufügen.
FTP (File Transfer Protocol)
FTP ist ein Protokoll, das zum Verschieben von Dateien zwischen Computern in einem Netzwerk verwendet wird. FTP ermöglicht es Benutzern, Dateien von einem Server mit zwei Kanälen hoch- oder herunterzuladen: einen für Befehle und einen für Daten. Dieses Protokoll ist sehr nützlich für die gemeinsame Nutzung großer Dateien oder die Durchführung von Datensicherungen. FTP unterstützt auch die Benutzerauthentifizierung mit einem Benutzernamen und einem Passwort, obwohl es sicherere Versionen wie SFTP (SSH File Transfer Protocol) gibt, um die Sicherheit von Datenübertragungen zu verbessern.
Internet-Service-Plan
Faktoren, die bei der Auswahl eines Internetdienstes zu berücksichtigen sind
1. Preis
Der Preis ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Internetdienstes. Benutzer sollten das Budget berücksichtigen und verschiedene Pläne des Internet Service Providers (ISP) vergleichen. Einige ISPs bieten möglicherweise niedrigere Preise für bestimmte Geschwindigkeiten an, aber es ist wichtig, zusätzliche Kosten wie Installations- oder Gerätemietgebühren zu berücksichtigen.
2. Internetgeschwindigkeit
Die Internetgeschwindigkeit gibt an, wie schnell Daten heruntergeladen und hochgeladen werden können, in der Regel gemessen in Megabit pro Sekunde (Mbit/s). Die Benutzer müssen eine Geschwindigkeit wählen, die ihren Bedürfnissen entspricht, z. B. beim Ansehen von Videos, beim Spielen von Online-Spielen oder bei der Arbeit von zu Hause aus. Höhere Geschwindigkeiten sorgen für ein besseres Erlebnis, insbesondere bei Aktivitäten, die eine große Bandbreite erfordern.
3. Vom ISP bereitgestellte Geräte
Viele ISPs bieten Geräte wie Modems und Router in ihren Serviceplänen an. Es ist wichtig zu wissen, ob dieses Gerät in der monatlichen Gebühr enthalten ist oder ob eine zusätzliche Gebühr für die Miete anfällt. Darüber hinaus sollten Benutzer auf die Qualität und die Fähigkeiten des jeweiligen Geräts achten, da dies die Leistung des Netzwerks beeinträchtigen kann.
4. Kundendienst
Der Kundenservice ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Auswahl eines ISP. Benutzer müssen sicherstellen, dass der ISP schnellen und effektiven technischen Support bietet, insbesondere wenn es Probleme mit der Internetverbindung gibt. Der Zugang zum Kundenservice über verschiedene Kanäle wie Telefon, E-Mail oder Live-Chat trägt wesentlich zur schnellen Lösung von Problemen bei.
Methode der Internetverbindung
1. DFÜ-Verbindung
Bei einer DFÜ-Verbindung wird eine normale Telefonleitung verwendet, um einen Computer mit dem Internet zu verbinden. Obwohl die Geschwindigkeit sehr begrenzt ist und als veraltet gilt, werden Einwahlverbindungen in einigen abgelegenen Gebieten aufgrund ihrer geringeren Kosten immer noch verwendet. Benutzer benötigen ein DFÜ-Modem, das mit einem Telefonanschluss verbunden ist, um auf das Internet zugreifen zu können. Der Hauptnachteil dieser Verbindung ist die langsame Geschwindigkeit und die Tatsache, dass Sie das Telefon nicht gleichzeitig verwenden können, während Sie online sind.
2. Kabelverbindung
Eine kabelgebundene Verbindung ist eine der gängigsten Möglichkeiten, auf das Internet zuzugreifen, insbesondere in Städten. Durch die Verwendung des gleichen Koaxialkabels, das auch für Fernseher verwendet wird, können Benutzer ein Kabelmodem an das Heimnetzwerk anschließen. Diese Verbindungen bieten hohe und stabile Geschwindigkeiten und sind oft in Paketen zusammen mit Fernseh- und Telefondiensten erhältlich. Die Vorteile von kabelgebundenen Verbindungen sind die einfache Installation und die bessere Geschwindigkeit im Vergleich zur Einwahlverbindung.
3. DSL-Anschluss (Digital Subscriber Line)
DSL verwendet die gleichen Telefonleitungen wie die Einwahl, bietet aber viel höhere Geschwindigkeiten. Einer der Hauptvorteile von DSL besteht darin, dass die Benutzer das Telefon weiterhin verwenden können, wenn sie mit dem Internet verbunden sind, da die Daten über höhere Frequenzen gesendet werden. DSL-Verbindungen bieten außerdem einen Rund-um-die-Uhr-Zugang, sodass sich Benutzer keine Gedanken über Verbindungszeiten machen müssen, wie dies bei DFÜs der Fall ist.
4. Drahtlose Verbindung (Wi-Fi)
Drahtlose Verbindungen ermöglichen es Geräten, sich ohne Kabel mit dem Internet zu verbinden, indem Funksignale verwendet werden. Um Wi-Fi verwenden zu können, benötigen Benutzer einen Wireless-Router, der mit einem Modem verbunden ist, und ein Wi-Fi-fähiges Gerät. Die Vorteile von drahtlosen Verbindungen sind ihre Flexibilität und Bequemlichkeit, die es ermöglicht, mehrere Geräte gleichzeitig innerhalb der Netzwerkabdeckung zu verbinden. Die Signalqualität kann jedoch durch die Entfernung zum Router und physische Barrieren wie Wände beeinträchtigt werden.
Network Address Translation (NAT)
Network Address Translation (NAT) ist eine Methode, die verwendet wird, um interne IP-Adressen von Geräten zu verbergen, die mit lokalen Netzwerken verbunden sind. Die Hauptfunktion von NAT besteht darin, mehreren Geräten in einem privaten Netzwerk die Verwendung einer einzigen öffentlichen IP-Adresse zu ermöglichen, wenn sie mit dem Internet verbunden sind.
Wenn ein Gerät in einem lokalen Netzwerk, z. B. ein Computer oder ein Mobiltelefon, eine Datenanforderung an das Internet sendet, ersetzt NAT die private IP-Adresse des Geräts durch die öffentliche IP-Adresse des Routers oder Gateways. Dieser Prozess verbirgt nicht nur die interne IP-Adresse, sondern verbessert auch die Netzwerksicherheit, indem er die Möglichkeit eines direkten Zugriffs auf Geräte im lokalen Netzwerk von außen reduziert.
NAT protokolliert Informationen über laufende Verbindungen, sodass NAT diese Datenpakete an die entsprechenden Geräte im lokalen Netzwerk umleiten kann, wenn Daten aus dem Internet zurückgegeben werden. Auf diese Weise dient NAT als Bindeglied zwischen dem lokalen Netzwerk und dem Internet und sorgt für eine sichere und organisierte Kommunikation.
Beispiele für die Verwendung von NAT in Heimnetzwerken
In Heimnetzwerken wird NAT häufig verwendet, um mehrere Geräte über eine einzige Breitbandverbindung mit dem Internet zu verbinden. Wenn Sie z. B. mehrere Geräte in Ihrem Zuhause haben, z. B. Laptops, Smartphones und Tablets, die mit einem WLAN-Router verbunden sind, hat jedes Gerät eine andere private IP-Adresse (z. B. 192.168.1.2, 192.168.1.3 usw.).
Wenn eines der Geräte auf eine Website wie Google.com zugreift, wird eine Datenanfrage an den Router gesendet. Der Router verwendet NAT, um die private IP-Adresse des Geräts durch seine öffentliche IP-Adresse (z. B. 203.0.113.5) zu ersetzen und eine Anfrage an Google.com zu senden.
Nachdem Google.com die Daten zurückgesendet hat, verwendet der Router die aufgezeichneten Informationen, um diese Daten an das entsprechende Gerät im Heimnetzwerk umzuleiten (z. B. einen Laptop mit der privaten IP-Adresse 192.168.1.2). Dieser Prozess ermöglicht es allen Geräten zu Hause, eine einzige Internetverbindung zu verwenden und gleichzeitig die Sicherheit und Privatsphäre ihrer internen IP-Adressen zu wahren.
Privates Netzwerk
Ein privates Netzwerk ist ein Netzwerk, das für die Verwendung durch eine bestimmte Person oder Gruppe erstellt wird, in der Regel an einem begrenzten Ort, z. B. zu Hause, im Büro oder in einer Institution. Dieses Netzwerk ermöglicht es Geräten, eine sichere Verbindung herzustellen und Ressourcen wie Dateien, Drucker und Internetzugang gemeinsam zu nutzen.
Zu den Hauptmerkmalen eines privaten Netzwerks gehören:
- Sicherheit: Private Netzwerke sind in der Regel mit strengeren Sicherheitsmaßnahmen ausgestattet, wie z. B. der Verwendung von Passwörtern und Verschlüsselung, um Daten vor unerwünschtem Zugriff zu schützen.
- Zugriffskontrolle: Benutzer haben die volle Kontrolle darüber, wer eine Verbindung zum Netzwerk herstellen kann und auf welche Ressourcen sie zugreifen können.
- Leistung: Da diese Netzwerke in der Regel auf eine begrenzte Anzahl von Geräten beschränkt sind, können sie im Vergleich zu öffentlichen Netzwerken mit vielen Benutzern eine bessere Leistung erbringen.
- Flexibilität: Benutzer können bei Bedarf problemlos Geräte zum Netzwerk hinzufügen oder daraus entfernen.
Private IP-Adresse und ihre Funktion
Eine private IP-Adresse ist eine Adresse, die in einem privaten Netzwerk verwendet wird und auf die nicht direkt aus dem Internet zugegriffen werden kann. Diese Adressen sind für lokale Netzwerke konzipiert und helfen, die Verwendung öffentlicher IP-Adressen zu sparen. Einige der am häufigsten verwendeten privaten IP-Adressbereiche sind:
- 10.0.0.0 bis 10.255.255.255
- 172.16.0.0 bis 172.31.255.255
- 192.168.0.0 bis 192.168.255.255
Die Verwendung einer privaten IP-Adresse bietet mehrere Vorteile:
- Sicherheit: Private IP-Adressen machen Geräte im Netzwerk von außen unzugänglich, wodurch das Risiko von Angriffen aus dem Internet verringert wird.
- Einsparungen bei öffentlichen IP-Adressen: Mit einer privaten IP-Adresse können sich mehrere Geräte in einem lokalen Netzwerk eine einzige öffentliche IP-Adresse teilen, wenn sie über NAT (Network Address Translation) mit dem Internet verbunden sind.
- Einfachere Netzwerkverwaltung: Private IP-Adressen erleichtern die Verwaltung von Geräten innerhalb eines lokalen Netzwerks, ohne dass komplizierte Konfigurationen erforderlich sind.
Schlussfolgerung
In diesem Artikel werden die Grundlagen der Internettechnologie und die Möglichkeiten der Verbindung erläutert. TCP/IP ist ein Protokoll, das die Kommunikation zwischen Geräten regelt, indem es Daten in kleine Pakete aufteilt. Subnet mask dient dazu, das Netzwerk in Subnetzwerke zu unterteilen, während DNS Domainnamen in IP-Adressen übersetzt, die vom Gerät verstanden werden können.
Bei der Auswahl eines Internetdienstes ist es wichtig, auf den Preis, die Geschwindigkeit, die vom ISP bereitgestellten Geräte und den Kundendienst zu achten. Zu den bestehenden Verbindungsmethoden gehören Einwahl, Kabel, DSL und Wireless (Wi-Fi), jede mit ihren Vor- und Nachteilen.
