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Ver­net­zung von Rech­nern

Worum geht es hier?

Die ein­fa­che Auf­ga­be, meh­re­re Rech­ner per Netz­werk­ka­bel zu einem lo­ka­len Netz­werk zu ver­bin­den, führt zu ver­schie­de­nen Lö­sun­gen. In die­sem Ab­schnitt kannst du ver­schie­de­ne Lö­sungs­ide­en ver­glei­chen, das Ver­net­zen von Rech­nern in Fi­li­us selbst aus­pro­bie­ren und erste Ver­bin­dungs­tests durch­füh­ren.

Hier lernst du ...

  • ... wie man Rech­ner in einem lo­ka­len Netz­werk adres­siert.

  • ... wie man tes­ten kann, ob ein ent­fern­ter Rech­ner er­reich­bar ist.

  • ... was eine To­po­lo­gie eines lo­ka­len Netz­werks ist.

  • ... wel­che Auf­ga­be ein Switch in einem lo­ka­len Netz­werk über­nimmt.

Ver­net­zung von zwei Rech­nern

Adres­sie­rung von Rech­nern

IP und MAC

© Screen­shot des Pro­gramms FI­LI­US. Die Rech­te lie­gen bei den Ent­wick­lern.

Um ein­zel­ne Rech­ner in einem Rech­ner­netz di­rekt an­spre­chen zu kön­nen, ord­net man ihnen ein­deu­ti­ge Adres­sen zu. Es haben sich zwei Arten der Adres­sie­rung eta­bliert:

  • Die MAC-Adres­se ist eine Hard­ware-Adres­se, die einer Netz­werk­kar­te eines Rech­ners zu­ge­ord­net ist. In der Regel wird diese Adres­se bei der Her­stel­lung der Netz­werk­kar­te fest­ge­legt und kann im Nach­hin­ein nicht mehr ver­än­dert wer­den.

  • Die IP-Adres­se ist eine ver­än­der­ba­re Adres­se, die einer Netz­werk­kar­te (≙einem Com­pu­ter) vom Ad­mi­nis­tra­tor zu­ge­ord­net wird.

Zwei Rech­ner ver­bin­den und kon­fi­gu­rie­ren

Mit dem Si­mu­la­ti­ons­pro­gramm Fi­li­us lässt sich di­rekt ein ein­fa­ches Rech­ner­netz be­ste­hend aus zwei Rech­nern, die mit einem Kabel ver­bun­den sind, rea­li­sie­ren.

Auf­ga­be 1 (Video: run­_­fi­li­us_a1_zwei­rech­ner.mp4)

Schaue dir das Video an und er­stel­le in Fi­li­us ein Rech­ner­netz mit zwei "Note­book"-Rech­nern. Gib den bei­den Rech­nern Namen (hier: "Rech­ner 1" und "Rech­ner 2") sowie die IP-Adres­sen 192.​168.​0.​1 und 192.​168.​0.​2. Be­hal­te die wei­te­ren Vor­ein­stel­lun­gen bei.

Soft­ware in­stal­lie­ren und ein ers­ter Ver­bin­dungs­test: der Ping-Be­fehl

Ping-Pong

Ping-Pong, Clker, auf Pixabay, ( CC0-Li­zenz )

Die si­mu­lier­ten Note­book­rech­ner kön­nen noch nichts. Um mit den Rech­nern "ar­bei­ten" zu kön­nen, muss auf ihnen erst ein­mal Soft­ware in­stal­liert wer­den. Ein grund­le­gen­des Pro­gramm ist die Be­fehls­zei­le. Diese stellt eine Reihe von Be­feh­len zum Tes­ten der Netz­werk­kon­fi­gu­ra­ti­on be­reit.

Der Be­fehl "ping" wird auf einem Rech­ner ver­wen­det, um zu tes­ten, ob ein be­stimm­ter an­de­rer Rech­ner er­reich­bar ist.

An­schau­lich ent­spricht der Ab­lauf eines sol­chen ping-Tests einem Ball­wech­sel beim Ping-Pong-Spiel (ein Syn­onym für Tisch­ten­nis): Der Rech­ner, auf dem der ping-Be­fehl aus­ge­führt wird, schickt nach­ein­an­der vier mal ein Da­ten­pa­ket zu einem an­de­ren Rech­ner (ping) und er­hält von die­sem – wenn alles gut geht – vier­mal ein Ant­wort­pa­ket (pong).

Auf­ga­be 2: Die Be­fehls­zei­le und der Ping-Be­fehl (Video: run­_­fi­li­us_a2_ping.mp4)
Datenaustausch

Ab­bil­dung 1: Da­ten­aus­tausch­fens­ter bei einem Ping-Be­fehl
© Screen­shot des Pro­gramms FI­LI­US. Die Rech­te lie­gen bei den Ent­wick­lern.

Ver­net­zung von meh­re­ren Rech­nern

Stuhl

Ab­bil­dung 2: Stuhl Inf-De­signs
Ur­he­ber: NM - Li­zenz: Crea­ti­ve Com­mons BY-SA 2.0 unter Ver­wen­dung von: Rib­bon Chair-2 - Ur­he­ber: Hank Woo - Li­zenz: Crea­ti­ve Com­mons BY-SA 2.0

Ein Rech­ner­netz für ein Start-Up-Un­ter­neh­men

Das neu ge­grün­de­te Un­ter­neh­men INF-DE­SIGNS ent­wirft com­pu­ter­ge­stützt Mö­bel­stü­cke mit be­son­de­rem De­sign. Mit sei­nen in­no­va­ti­ven De­sign-Ideen und dem Ziel, schnell zu wach­sen, sieht es sich als klas­si­sches Star­t­up-Un­ter­neh­men.

INF-DE­SIGNS hat mit sei­nen fünf Mit­ar­bei­tern mitt­ler­wei­le einen ei­ge­nen Bü­ro­raum an­ge­mie­tet. Um große Gra­fi­ken und an­de­re Da­tei­en zwi­schen den Rech­nern der Mit­ar­bei­ter schnell und un­kom­pli­ziert aus­tau­schen zu kön­nen, sol­len diese per Netz­werk­ka­bel mit­ein­an­der ver­bun­den wer­den.

Deine Auf­ga­be ist es, INF-DE­SIGNS beim Ver­bin­den der Rech­ner zu un­ter­stüt­zen.

Auf­ga­be 3: Rech­ner ver­bin­den

Skiz­zie­re zwei Mög­lich­kei­ten, wie die fünf Rech­ner der Mit­ar­bei­ter mit Netz­werk­ka­beln ver­bun­den wer­den kön­nen, so dass ein Da­ten­aus­tausch zwi­schen ihnen mög­lich ist.

Topologie


Bild: To­po­lo­gie-Skiz­ze (Li­zenz: Crea­ti­ve­Com­mons BY-SA 4.0) von inf-schu­le

Die To­po­lo­gie eines lo­ka­len Netz­wer­kes

Meh­re­re Rech­ner las­sen sich über ge­eig­ne­te Schnitt­stel­len mit Netz­werk­ka­beln oder an­de­ren Me­di­en zu einem lo­ka­len Netz­werk (eng­lisch: Local Area Net­work, kurz LAN) ver­bin­den. Die Struk­tur einer sol­chen Ver­ka­be­lung nennt man To­po­lo­gie des lo­ka­len Netz­werks.

Üb­lich sind fol­gen­de Ver­ka­be­lun­gen. Dabei kann ein grü­ner Punkt ein Rech­ner oder ein Netz­werk­ver­tei­ler (Switch) sein.

Stern

Ab­bil­dung 4: Stern-To­po­lo­gie

Baum

Ab­bil­dung 5: Baum-To­po­lo­gie

vermascht

Ab­bil­dung 3: Ver­masch­ter Graph

Bild­quel­le: To­po­lo­gi­en lo­ka­ler Netz­wer­ke - Ur­he­ber: foo­baz (Li­zenz: Pu­blic Do­main). über Wi­ki­me­dia

Eine Schnitt­stel­le pro Rech­ner - Ver­wen­dung von Swit­ches

Wenn meh­re­re Rech­ner in­tui­tiv mit­ein­an­der ver­netzt wer­den sol­len, ent­steht das Pro­blem, dass ei­ni­ge Rech­ner viele Schnitt­stel­len be­nö­ti­gen wür­den. In Wirk­lich­keit je­doch be­sit­zen die meis­ten Rech­ner - wie auch alle "Note­book"-Rech­ner in Fi­li­us - nur eine Netz­werk-Schnitt­stel­le. Daher ent­hal­ten lo­ka­le Netz­wer­ke von Rech­nern un­ab­hän­gi­ge Ver­tei­ler, so­ge­nann­te Swit­ches, die meh­re­re Netz­werk­ka­bel an einem Punkt mit­ein­an­der ver­bin­den.

Auf­ga­be 4: Switch
vermascht

© Screen­shot des Pro­gramms FI­LI­US.
Die Rech­te lie­gen bei den Ent­wick­lern.

 

Fi­li­us – Si­mu­la­ti­on von Rech­ner­net­zen: Her­un­ter­la­den [odt][593 KB]

Fi­li­us – Si­mu­la­ti­on von Rech­ner­net­zen: Her­un­ter­la­den [pdf][505 KB]

 

Wei­ter zu Cli­ent-Ser­ver-An­wen­dun­gen