Heim-Netzwerken: Grundlagen


Dieser Artikel bietet eine kurze Einführung in das Home-Networking, und deckt sowohl Networking mit LAN als auch WLAN ab. Er ist für völlige Anfänger gedacht, aber wir denken, dass sogar erfahrenere Leser etwas Neues daraus mitnehmen können.

Kabelgebundener Netzwerkbetrieb



Ein verdrahtetes Netzwerk besteht aus Geräten, die über Netzwerkkabel physikalisch miteinander verbunden sind. Heutzutage benutzt man für die meisten kabelgebundenen Netzwerke Ethernet-Kabel, die in verschiedenen unterschiedlichen Kategorien für eine Vielzahl von Zwecken erhältlich sind.

Die vielleicht einfachste Art eines kabelgebundenen Netzwerks, der Sie begegnen können, besteht aus zwei Personal Computern, die durch ein Ethernet-Kabel miteinander verbunden sind. Um einem solchen Netzwerk mehr Computer hinzuzufügen, kann man einen Router benutzen, um die Kommunikation zwischen allen Mitgliedern des Netzwerks zu erleichtern. Ein Router ist ein Netzwerk-Gerät, der Datenpakete zwischen Computer-Netzwerken befördert, bis die Pakete ihr Ziel erreichen.


Sehr große Kabel-Netzwerke beinhalten oft mehrere Router oder Switches, wobei letztere Networking-Geräte sind, die in einem Computer-Netzwerk Datenpakete erhalten, verarbeiten und an Zielgeräte weiterleiten. Mindestens ein Router oder Switch ist typischerweise mit einem Modem verbunden, dass allen mit dem Netzwerk verbundenen Geräten Internetzugang bietet.

Rein kabelgebundene Netzwerke werden manchmal aus Sicherheits- und Privatsphäre-Gründen genutzt. Da Datenpakete in solchen Netzwerken nur durch Netzwerkkabel fließen, ist es für Angreifer viel schwieriger, unautorisierten Zugang zu erhalten oder sensible Daten abzugreifen.

Wireless Networking - Drahtloser Netzwerkbetrieb


Drahtloser Netzwerkbetrieb stellt eine moderne Alternative zum traditionellen kabelgebundenen Netzwerkbetrieb dar, einer, der den kostenintensiven Vorgang vermeidet, Kabel in einem Gebäude zu verlegen, und zudem eine viel größere Flexibilität bietet, wenn es darum geht, eine Verbindung zwischen verschiedenen Geräten im Netzwerk herzustellen.


Was ist ein Drahtloses Netzwerk?

Ein Drahtloses Netzwerk ist jedes Computer-Netzwerk, das drahtlose Datenverbindungen zwischen individuellen Netzwerk-Knoten nutzt. Die Abwesenheit einer physikalischen Verbindung zwischen Knoten, auch Nodes genannt, führt zu mehreren Problemen. Im Gegensatz zu Kabel-Netzwerken die typischerweise abgeschirmte Ethernet-Kabel nutzen, sind drahtlose Netzwerke häufig von elektromagnetischen Interferenzen betroffen.

Diese Interferenzen können von anderen Drahtlos-Netzwerken in derselben Gegend verursacht werden und auch von normalen Haushaltsgeräten oder anderer Art von Ausrüstung, die Radiowellen generiert. Elektromagnetische Interferenzen beeinflussen die Signalstärke und -qualität negativ, was oft zum Verlust von Datenpaketen oder plötzlichen Verbindungsabbrüchen führt.

Wireless-Netzwerke sind in ihrer Reichweite beschränkt, und es mag nicht sofort offensichtlich sein, wie weit ein WLAN-Netzwerk reicht. Aus diesem Grund nutzen viele Netzwerkadministratoren und normale Heimanwender gleichermaßen Apps für Netzwerk-Kartierung und Fehlerbehebung wie NetSpot.

Mit ein paar Klicks kann NetSpot eine visuelle Karte erstellen, die genau zeigt, wie weit ein WLAN-Netzwerk reicht und alle Bereiche mit schwacher Signalstärke markiert. NetSpot kann auch nahegelegene Netzwerke erkennen und analysieren, um Ihnen zu helfen, Probleme zu eliminieren, die durch Signalinterferenzen verursacht werden. Und das Beste daran, der Download von NetSpot ist kostenlos, und seine Benutzeroberfläche ist so einfach und durchdacht, dass einfach jeder diese beliebte Lösung für Fehlerbehebung in WLAN-Netzwerken nutzen kann, um sein Netzwerk zu verbessern.


Arten von Drahtlos-Netzwerken

Es gibt mehrere Arten von Wireless-Netzwerken und auch von zugrundeliegenden Drahtlos-Technologien. Manche Arten der Drahtlos-Netzwerke, wie beispielsweise PAN (Personal Area Network), haben eine begrenzte Reichweite, während andere Arten von drahtlosen Netzwerken, zum Beispiel WAN (Wide Area Network), sich über große geografische Distanzen erstrecken.

Die bei weitem allgegenwärtigste Art von Drahtlos-Netzwerken ist das LAN (Local Area Network), welches auf einem Set aus MAC (media access control)- und PHY (physical layer)-Spezifikationen beruht, auch bekannt als IEEE 802.11 oder WiFi.

Wie funktioniert WiFi?


WiFi-Netzwerke kommunizieren auf den 2,4, 3,6, 5, and 60 GHz-Frequenzbändern nach dem IEEE 802.11 Standard, der entwickelt und unterhalten wird vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) LAN/MAN Standards Committee (IEEE 802).

Ein typisches WiFi-Netzwerk besteht aus einem WLAN-Router und einem oder mehreren drahtlosen Clients. Der Router bietet Zugang zum Internet, oder auch nicht. Wenn er es tut, ist er über den Internet-Port, auch als WAN (Wide-Area Network)-Port bekannt, mit einem Kabelmodem verbunden.

Wenn ein drahtloser Client Daten sendet, so wie eine Anfrage, eine bestimmte Webseite zu laden, werden die Daten verschlüsselt zu einer Radiofrequenz, die vom Drahtlos-Router unterstützt wird, und über die Luft übertragen. Der Wireless-Router verarbeitet dann die Anfrage, indem er das Signal wieder zu den binären Daten entschlüsselt.

WiFi-Standards


Die neueste Generation von WiFi-Geräten nutzt den Standard IEEE 802.11ac, der im Dezember 2013 veröffentlicht wurde. Verglichen mit manchen der vorherigen Wireless-Networking-Standards, beispielsweise 802.11n (manchmal auch Wireless N genannt), oder 802.11g (welches noch immer der einzige von vielen älteren Geräten unterstütze Drahtlos-Netzwerk-Standard ist), bietet der 802.11ac-Standard viel höhere Geschwindigkeiten, Unterstützung für Beamforming (gerichtete Signalübertragung- oder empfang) und MIMO mit bis zu acht räumlichen Streams für die simultane Übertragung von drahtlosen Signalen von verschiedenen Antennen.

WiFi-Sicherheit


Weil jeder mit einem WLAN-fähigen Computer versuchen kann, drahtlos übertragene Datenpakete abzugreifen sensible Daten daraus zu erlangen, ist WLAN-Sicherheit ein Thema von entscheidender Bedeutung.

Die häufigsten Arten von WLAN-Sicherheits-Algorithmen sind Wired Equivalent Privacy (WEP) und Wi-Fi Protected Access (WPA). Ersterer Algorithmus wurde 1997 eingeführt und wird mittlerweile als unsicher betrachtet. In der Tat kann man sehr einfach Apps finden, die jedem mit einem Smartphone erlauben, alle Kommunikation zu entschlüsseln, die in einem mit dem WEP-Algorithmus gesicherten WLAN-Netzwerk übertragen werden, einfach indem man ein paar Mal aufs Display tippt.

Wegen seiner unzureichenden Sicherheit wurde WEP 2003 von WPA abgelöst. Ein Jahr später wurde WPA2 als Algorithmus, der noch mehr Sicherheit und Komplexität bietet, eingeführt und ist bis heute der Standard für WiFi-Sicherheit geblieben.

So wichtig wie WiFi-Sicherheit für private drahtlose Netzwerke ist, seine Bedeutung ist sogar noch größer, wenn es um öffentliche WiFi-Hotspots geht, welche physikalische Orte sind, wo Leute Internetzugang erhalten können, indem sie sich mit einem WLAN (wireless local area network) verbinden, unter Nutzung eines mit dem Internet verbundenen WiFi-Routers, der als ein Zugangspunkt (Access Point oder AP) dient, ein Gerät, dass es Clients erlaubt, sich drahtlos mit einem kabelgebundenen Netzwerk zu verbinden.

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