Netz­werk­technik: Swit­ches, Router und Fire­walls regeln den Datenverkehr

In unserer Reihe „Netz­werk­technik“ beleuchten wir Fach­be­zeich­nungen und tech­ni­sche Zusam­men­hänge aus den Berei­chen Netz, Standort­vernetzung und Netz­werk-Sicher­heit. Im letzten News­letter hatten wir Backup-Lösungen in der Standort­vernetzung vorge­stellt (hier nach­lesen). Heute erläu­tern wir die Funk­ti­ons­weise von Routern, Swit­ches und Fire­walls, die inte­grale Bestand­teile moderner Netz­werk-Infra­struk­turen sind.
In den 80er Jahren war zwar nicht alles besser als heute – gebräuch­liche Netz­werke funk­tio­nierten aber auch ohne Router, Swit­ches und Fire­walls. Mittels eines durch­lau­fenden 10BASE2-Kabels mit T-Stücken und Endwi­der­ständen konnten bis zu 30 PCs in einer soge­nannten Bus-Topo­logie verbunden werden. Eine einfache, aber nicht mehr zeitgemäße Lösung – Ausfälle und Defekte waren an der Tages­ord­nung, Erwei­te­rungen des Netz­werks ließen sich nur mit größerem Aufwand reali­sieren. Heute nutzen die meisten kabel­ge­bun­denen Netz­werke 10BASE-T-Kabel (auch „Twisted Pair“ genannt) und sind in einer Stern-Topo­logie ange­ordnet, in deren Mitte ein Switch den Daten­ver­kehr regelt.

Daten­ver­tei­lung per Switch

Ein Switch sorgt dafür, dass jeder an einem Netz­werk betei­ligte Empfänger nur die Daten­pa­kete erhält, die für ihn bestimmt sind. Swit­ches wirken als Netz­werk-Weichen, die Daten anhand der Hard­ware-Adressen aller betei­ligten Geräte weiter­ver­teilen. Durch diese selek­tive Weiter­lei­tung werden „Staus“ vermieden und hohe Über­tra­gungs­raten erreicht. Sollen viele Netz­werk-Geräte mitein­ander verbunden werden, ist unter Umständen der Einsatz mehrerer Swit­ches erfor­der­lich, die mittels eines Uplinks gekop­pelt werden können. Selbst im Consumer-Bereich sind so Netz­werke aus 500 oder mehr Endge­räten realisierbar.

Sorgt für Verbin­dung: Der Router

Sobald Daten zwischen verschie­denen Netzen ausge­tauscht werden sollen, ist ein Switch über­for­dert – er kann nur zwischen IP-Adressen vermit­teln, die zum lokalen Subnetz gehören.  Abhilfe schafft ein Router, der über mehrere Schnitt­stellen an die zu verbin­denden Netze ange­schlossen ist. Mittels einer soge­nannten Routing-Tabelle bestimmt der Router, welchen Weg Daten­pa­kete nehmen müssen, um möglichst schnell an ihrem Zielort anzu­kommen. Klas­si­sche Einsatz­be­reiche für einen Router sind die Weiter­lei­tung von Daten­pa­keten zwischen dem Internet und dem lokalen Netz­werk oder zwischen verschie­denen Standortnetzen.

Türsteher im Netz­werk: Die Firewall

Sobald ein lokales Netz­werk eine Verbin­dung zum Internet hat, entsteht ein erheb­li­ches Gefähr­dungs­po­ten­zial – statis­tisch gesehen ist jeder Computer täglich mehreren Online-Angriffen ausge­setzt. Damit solche Atta­cken keine schwer­wie­genden Konse­quenzen haben, kommen Fire­walls zum Einsatz. Eine Fire­wall über­wacht den Daten­ver­kehr in beide Rich­tungen und verhin­dert uner­wünschte Netz­werk­zu­griffe, indem sie fest­ge­legte Regeln für erlaubte Absender- und Ziel­adressen sowie Daten­paket-Inhalte durchsetzt.

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