Telekommunikationstechnik
Bei der TK handelt es sich um die Telekommunikationstechnik. Sie beinhaltet die Übertragung von Sprache und Daten über unterschiedliche Medien. Sie dient also dem Datenaustausch zwischen Systemen.
Was ist Telekommunikation?
Die Telekommunikation (TK) ist der Austausch von Informationen und Daten über eine räumliche Distanz hinweg. Die Informationen können als Sprache oder als Datenform übertragen werden.
Grundsätzlich befasst sich die Telekommunikation nicht mit der Verarbeitung, sondern mit der Übertragung von Sprache und Daten. Die Quelle kann als Sender, während der Empfänger auch als Quelle bezeichnet werden.
Allgemeines über Netzwerke
Einführung in Netzwerke
Ohne Netzwerke funktionieren die meisten unserer heutigen technischen Annehmlichkeiten nicht. Sie bilden die Grundlage und damit die Infrastruktur für private, betriebliche und kritische Kommunikation zwischen Menschen und Geräten. Dabei gewinnen der Aufbau, die Erweiterung, Wartung und Sicherheit von Netzwerken immer mehr an Bedeutung.
Die Basis moderner Netzwerke bildet eine Vielzahl von Protokollen und Schnittstellen, die in den Netzelementen implementiert sind. Viele dieser Protokolle finden sich in internationalen Normen, beispielsweise in den ITU‑T-Empfehlungen oder in den RFCs (Request for Comments).
OSI-Schichtenmodell
Um klare Regeln in der Kommunikation vorzugeben, werden Schichtenmodelle definiert. Sie stellen Schritte einer Kommunikation grafisch dar und verdeutlichen die Arbeit von Protokollen untereinander. Dabei ist das OSI-Schichtenmodell der ITU und ISO das wichtigste und definiert die Basis für viele heutige fest implementierte Protokolle und Protokollfamilien. Wie das OSI-Schichtenmodell aufgebaut ist erfährst du in diesem Beitrag.
TCP/IP-Schichtenmodell
Das TCP/IP-Schichtenmodell orientiert sich stark an der TCP/IP-Protokollfamilie. Es wird häufig auch als TCP/IP-Referenzmodell bezeichnet, da es auf das OSI-Schichtenmodell referenziert und die darin enthaltenen Schichten beinhaltet, aber anders darstellt.
Größter Unterschied im Vergleich zum OSI-Schichtenmodell ist jedoch die Verschmelzung von mehreren Schichten des OSI-Modells.
Netzelemente
In Netzwerken befinden sich viele verschiedene Elemente und Geräte. Ebenfalls befinden sich in Netzwerken viele verschiedene Anwendungen bzw. Dienste und die Verbindungen zwischen den Elementen. Wie diese Elemente eingeteilt werden und welche zu ihnen gehören, erfährst du in folgendem Beitrag.
Arten/Typen von Netzwerken
Netzwerke gibt es in unterschiedlichen Ausprägungen, welche sich meist durch die Anzahl der Teilnehmer und der geografischen Ausdehnung unterscheiden.
Client / Server
In Netzwerken ist der Informationsaustausch streng geregelt. Jeder Teilnehmer dieser Kommunikation nimmt eine Rolle ein. Diese heißen Client und Server. Wie sich diese Rollen unterscheiden, erfährst du in diesem Artikel.
Physische Netzwerkverbindungen
Physische Netzwerkverbindungen bilden das Rückgrat moderner Kommunikationssysteme, indem sie den Datenaustausch zwischen Geräten ermöglichen. Je nach Einsatzzweck und spezifischen Anforderungen kommen unterschiedliche Übertragungstechnologien zum Einsatz.
Allgemeines zu Netzwerkverbindungen
Physische Netzwerkverbindungen bilden das Rückgrat moderner Kommunikationssysteme, indem sie den Datenaustausch zwischen Geräten ermöglichen. Je nach Einsatzzweck und spezifischen Anforderungen kommen unterschiedliche Übertragungstechnologien zum Einsatz.
Elektrisch leitende Verbindungen
Lichtwellenleiter (Glasfaser)
Funkverbindungen
Koaxialkabel
In einer Welt, in der hohe Datenübertragungsraten und drahtlose Kommunikation als Mindestmaß gelten, muten Koaxialkabel wie Relikte vergangener Zeiten an. Ursprünglich in den 1940er und 1950er-Jahren als revolutionäre Lösung zur Signalübertragung entwickelt, markierten sie einen Meilenstein in der Netzwerktechnologie. Ihre robuste Bauweise und die Fähigkeit, Störungen effektiv zu dämpfen, machten sie für viele Anwendungen zur ersten Wahl. Mit dem Einzug moderner Technologien wie Twisted-Pair und Glasfaser, die höhere Geschwindigkeiten und größere Flexibilität bieten, geriet das einst allgegenwärtige Koaxialkabel zunehmend ins Hintertreffen. Heute findet man sie nahezu ausschließlich in Altanlagen.
Twisted-Pair-Kabel
Twisted Pair-Kabel (TP) sind eine weitverbreitete Art von Verkabelung, die vor allem in der Netzwerktechnik und Telekommunikation eingesetzt wird.
Sie bestehen aus isolierten, paarweise verdrillten Kupferadern (im Fernmeldewesen verseilt). Diese Verdrillung trägt dazu bei, elektromagnetische Störungen zu minimieren und die Signalqualität zu verbessern. Twisted Pair-Kabel werden in verschiedenen Kategorien hergestellt, um den spezifischen Anforderungen der Datenübertragung gerecht zu werden. Zu den bekanntesten Kategorien gehören Cat.5, Cat5.e, Cat.6, Cat.7 und Cat.8, die unterschiedliche Geschwindigkeiten und Bandbreiten unterstützen.
Lichtwellenleiter
Lichtwellenleiter (LWL)-Kabel sind das Rückgrat moderner Kommunikationsnetze. Sie ermöglichen eine gegenüber elektrischen Einflüssen ungestörte Übertragung großer Datenmengen – und das mit Lichtwellen statt elektrischen Signalen. Wie funktionieren sie genau, und welche Vorteile bieten sie? Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die faszinierende Welt der LWL-Technologie.
Funk
Die Datenübertragung per Funk, auch als drahtlose Kommunikation bekannt, ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Technologie. Sie ermöglicht die Übertragung von Informationen über elektromagnetische Wellen. Obwohl Funknetzwerke primär auf drahtlose Übertragung setzen, werden Kabel weiterhin zur Anbindung von Basisstationen und Netzwerkknoten verwendet.
Sicherungsschicht
Die zweite Schicht des OSI-Modells, die sogenannte Sicherungsschicht (Data Link Layer), spielt eine zentrale Rolle in der Datenkommunikation über Ethernet-Netzwerke. Sie sorgt dafür, dass Datenpakete zuverlässig von einem Gerät zum anderen übertragen werden, indem sie physische Adressen (MAC-Adressen) verwendet, Fehler erkennt und Kollisionen vermeidet. Diese Schicht ist essenziell für die Organisation des Datenflusses innerhalb eines Netzwerks und bildet die Basis für die höhere Netzwerkkommunikation. In Ethernet-Umgebungen wird sie durch Protokolle wie IEEE 802.3 definiert und gewährleistet eine stabile und effiziente Datenübertragung.
Physikalische Adressen (MAC-Adressen)
Die physikalische Adresse, besser bekannt als MAC-Adresse (Media Access Control-Adresse), ist eine essenzielle Komponente des Ethernet nach IEEE802.3. Sie bildet als Bestandteil von Schicht 2 die Grundlage für die Kommunikation innerhalb des OSI-Schichtenmodells zwischen Geräten innerhalb eines Netzwerksegments.
MAC-Adresse ermitteln unter Windows, Linux und Cisco IOS
Wer die MAC-Adresse eines Geräts benötigt – sei es für die Netzwerkkonfiguration, die Fehleranalyse oder aus Sicherheitsgründen – steht oft vor der Frage: Wie finde ich sie schnell und zuverlässig? In diesem Artikel erfährst anschaulich, wie du unter Windows, Linux und Cisco IOS die MAC-Adresse ermitteln kannst – Schritt für Schritt und mit praktischen Tipps für den Alltag.
Anpassung von MAC-Adressen unter Windows, Linux und Cisco IOS
In vielen Szenarien kann es sinnvoll sein, die MAC-Adresse eines Netzwerkadapters anzupassen – etwa zur Wahrung der Privatsphäre, zum Umgehen von MAC-Filterlisten oder beim Testen von Netzwerkkonfigurationen. Dieser Beitrag zeigt Schritt für Schritt, wie unter Windows, Linux und Cisco IOS die MAC-Adresse angepasst werden kann.
Bridges in Netzwerken – Funktionsweise, Einsatz und Vorteile
Eine Bridge (auf Deutsch: „Brücke“) ist ein Gerät oder eine Software-Komponente, die zwei oder mehr Netzwerksegmente miteinander verbindet. Sie arbeitet auf Schicht 2 des OSI-Modells (Sicherungsschicht) und dient dazu, Datenpakete gezielt zwischen den Segmenten weiterzuleiten.
Switches erklärt: Grundlagen, Funktionen und Einsatzgebiet
Switches sind aus modernen Netzwerken nicht wegzudenken. Sie verbinden Geräte wie Computer, Drucker und Server effizient miteinander und sorgen dafür, dass Daten gezielt an den richtigen Empfänger weitergeleitet werden – schnell, zuverlässig und sicher. Ob im kleinen Heimnetzwerk oder im hochkomplexen Unternehmensnetz: Switches bilden das Rückgrat der Kommunikation.
In diesem Beitrag erfährst du, wie Switches funktionieren, welche Arten es gibt und worauf man bei der Auswahl achten sollte. So kannst du künftig fundierte Entscheidungen für dein eigenes Netzwerk treffen.
Virtual Local Area Network (VLAN)
Ein Virtual Local Area Network (VLAN) ist eine Schlüsseltechnologie in modernen Netzwerken, die für Sicherheit, Effizienz und Flexibilität sorgen kann. VLAN ermöglichen es, ein physisches Netzwerk in mehrere logische Segmente zu unterteilen – unabhängig von den tatsächlichen Kabeln oder Geräten.
Ein VLAN arbeitet auf OSI‑Schicht 2 und nutzt VLAN‑Tags nach IEEE 802.1Q, um Frames einem virtuellen Netzwerk zuzuordnen.
Switch-zu-Switch-Verbindungen - Link Aggregation
Ob im Rechenzentrum, im Unternehmensnetz oder im Heimlabor: Switches sind die Knotenpunkte, über die Datenströme gelenkt und verteilt werden. Sobald mehrere Switches miteinander verbunden werden, entsteht das eigentliche Rückgrat des Netzwerks. Dabei geht es nicht nur darum, „ein Kabel einzustecken“.
Von einfachen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen bis hin zu gebündelten Hochgeschwindigkeitslinks gibt es verschiedene Verfahren, um Switches effizient miteinander zu koppeln. Diese Verfahren ermöglichen es, mehrere physische Leitungen zu einer leistungsstarken logischen Verbindung zusammenzufassen, für mehr Geschwindigkeit und Redundanz.
Netzwerk-Redundanz ohne Risiko – Spanning Tree verständlich erklärt
Schleifenbildung tritt auf, wenn zwei Switches über mehrere Verbindungen miteinander kommunizieren. Was zunächst nach „guter Redundanz“ klingt, kann ohne geeignete Schutzmechanismen fatale Folgen haben: Datenpakete wie Broadcasts, Multicasts oder unbekannte Unicasts kreisen ungebremst im Netz, MAC-Tabellen werden ständig neu beschrieben, und es kommt zu massiven Broadcast-Stürmen – das Netzwerk ist praktisch lahmgelegt.
Internetschicht
Die Internetschicht – auch als Vermittlungsschicht oder Network Layer bekannt – bildet im OSI-Modell die dritte Schicht und spielt eine zentrale Rolle in der Kommunikation zwischen Rechnern über Netzwerkgrenzen hinweg.
Sie ist dafür verantwortlich, Datenpakete von ihrem Ursprungsort zum Ziel zu transportieren – auch über mehrere Netzwerke hinweg. Zu ihren Aufgaben gehören unter anderem das Routing, die logische Adressierung (z. B. über IP-Adressen) sowie die Fragmentierung und Wiederzusammensetzung von Datenpaketen. Bekannte Protokolle dieser Schicht sind etwa IP (Internet Protocol), ICMP oder ARP, wobei IP das Rückgrat des heutigen Internets bildet.
Internetprotokoll (IP)
Das Internetprotokoll, kurz IP, bildet die Grundlage der modernen digitalen Kommunikation und ist unverzichtbar für den Datenaustausch über das Internet. Es ermöglicht, dass Informationen in Form von Datenpaketen zwischen verschiedenen Geräten auf der ganzen Welt übertragen werden können. Ohne IP wäre die heutige vernetzte Welt, wie wir sie kennen, undenkbar.
Doch was genau steckt hinter diesem Protokoll, wie funktioniert es, und warum ist es so essenziell für unsere digitale Infrastruktur? In diesem Beitrag tauchen wir tiefer in die Welt des Internetprotokolls ein und beleuchten seine Funktionsweise, die verschiedenen Versionen sowie seine Bedeutung für die heutige Technologie.
IP Version 4 (IPv4)
IPv4 ist eine 1981 in RFC 791 definierte Version des Internetprotokolls (IP). In dieser RFC sind die Grundmechanismen der IP-Kommunikation beschrieben, darunter:
Aufbau von IPv4-Paketen (Header und Nutzdaten)
Felder im IPv4-Header (z. B. Version, IHL, TTL, Protokoll, Prüfsumme)
Adressierungsschema
IP Version 6 (IPv6)
Die fortschreitende Digitalisierung und das rasante Wachstum vernetzter Geräte haben in den letzten Jahren zu einem kritischen Engpass im IPv4-Adressraum geführt. Während IPv4 mit seinen rund 4,3 Milliarden Adressen (4.294.967.296) die Anfänge des Internets maßgeblich geprägt hat, ist dieser Adresspool bei der heutigen Nachfrage nicht mehr ausreichend. IPv6 wurde daher als zukunftssichere Weiterentwicklung konzipiert, um das Adresslimit zu überwinden und gleichzeitig neue Protokollfunktionen zu integrieren.
Zeroconf
Zero Configuration Networking (kurz Zeroconf) ermöglicht es Geräten, sich in Netzwerken selbstständig mit Netzwerkadressen zu konfigurieren und Dienste zu entdecken – ganz ohne manuelle Einrichtung oder zentrale Server. Gerade in Heim- und kleinen Firmennetzen erspart Zeroconf aufwendige Eingriffe und sorgt für Plug-and-Play-Komfort.
Localhost / Localnet / Loopback
Localnet, oft auch als Localhost bezeichnet, spielt in modernen Netzwerken eine zentrale Rolle bei der Entwicklung, Fehlersuche und Absicherung von Systemen. Es handelt sich um den internen Adressraum eines Rechners, über den Netzwerkdienste lokal angesprochen werden können, ohne das physische Netzwerk zu belasten. Entwickler nutzen ihn für Testumgebungen, während Systemadministratoren darüber Verbindungsprobleme isolieren und analysieren. Localhost ist plattformunabhängig und funktioniert unter Windows ebenso wie unter Linux.
IPv4 in IPv6: Mapped vs. Embedded
Die schrittweise Migration vom klassischen IPv4-Netz zum modernen IPv6-Internet bringt zahlreiche technische Herausforderungen mit sich. Zwei zentrale Konzepte helfen dabei, die Kluft zwischen den Protokollen zu überbrücken: IPv4-mapped IPv6-Adressen und IPv4-embedded IPv6-Adressen. Beide ermöglichen die Einbindung von IPv4-Adressen in den IPv6-Adressraum – allerdings mit grundlegend unterschiedlicher Funktion und Zielsetzung.
Während IPv4-mapped-Adressen primär in Dual-Stack-Systemen zur Vereinfachung der Host-Kommunikation verwendet werden, dienen IPv4-embedded-Adressen der algorithmischen Übersetzung in NAT64-Umgebungen und sind für die Weiterleitung in IPv6-Netzen geeignet.
Tunneln von IPv4- und IPv6-Adressen durch IPv4- und IPv6-Netzwerke
In diesem Beitrag erfährst du, warum und wie man IPv4- bzw. IPv6-Adressen durch bestehende IPv4- oder IPv6-Netzwerke „tunnelt“. Es werden gängige Protokolle vorgestellt, ihre Eigenschaften vergleichen und Konfigurationsschritte für ein Linux System aufgezeigt.
IP-Adressen von Netzwerk-Interfaces ermitteln
In diesem Beitrag erfährst du, wie du unter Windows, Linux und Cisco IOS ganz einfach die IP-Adressen deiner Netzwerk-Interfaces ausliest. Die Anleitungen sind jeweils als Schritte aufgebaut und mit den wichtigsten Befehlen versehen.
IP-Adressen anpassen unter Windows, Linux (Ubuntu) und Cisco IOS
In diesem Beitrag erfährst du Schritt für Schritt, wie du die IP-Adresse eines Netzwerkinterfaces unter Windows, Ubuntu und Cisco IOS änderst. Egal ob du einen Desktop, Server oder Router konfigurierst – nach dieser Anleitung beherrschst du temporäre und permanente Anpassungen ganz leicht.
Routing und Router einfach erklärt – Das Rückgrat der digitalen Kommunikation
Ob beim Abrufen einer Website, dem Versenden einer E‑Mail oder dem Streamen eines Videos: Datenpakete legen einen Weg durch ein komplexes Netz aus Verbindungen und Knotenpunkten zurück. Damit diese Pakete zuverlässig und effizient ankommen, braucht es Routing – und dafür sind Router die zentralen Akteure.
Anwendungsschicht
Die Anwendungsschicht bildet die siebte und oberste Ebene des OSI-Modells (Open Systems Interconnection) und stellt die Schnittstelle zwischen Benutzer und Netzwerk dar. Im Gegensatz zu den darunterliegenden Schichten arbeitet sie nicht direkt auf der Ebene der Datenübertragung, sondern bietet Funktionen, mit denen Anwendungen auf Netzwerkdienste zugreifen können.
Mögliche Dienste auf welche man in Netzwerken aus dieser Schicht trifft sind:
HTTP/HTTPS, SMTP, POP3/IMAP, FTP/SFTP, DNS und DHCP.
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
DHCP steht für Dynamic Host Configuration Protocol und ist ein Netzwerkprotokoll, das Computern, Smartphones oder Druckern automatisch wichtige Netzwerkinformationen wie IP-Adresse, Subnetzmaske und Gateway zuweist (bzw. mitteilt) und so die manuelle Konfiguration eines jeden Teilnehmers überflüssig macht.
Einführung in Rechnernamen und die hosts-Datei
Rechnernamen (meist Hostnamen oder Hostnames genannt) sind die menschlich lesbaren Bezeichnungen von Geräten in einem Netzwerk. Statt sich IP-Adressen wie 192.168.1.10 zu merken, verwendet man Namen wie Laptop-Kerstin oder server01.
Du wirst doch sicherlich noch nie die IP-Adresse des Google.de-Webservers eingegeben haben, oder?
Domain Name System (DNS) – das unsichtbare Rückgrat des Internets
Ob beim Surfen, im Web, beim Versenden einer E-Mail oder beim Streamen eines Films – jedes dieser digitalen Erlebnisse wäre ohne dass Domain Name System (DNS) kaum möglich. DNS ist ein fester Bestandteil moderner Netzwerke, doch oft bleibt seine Rolle im Hintergrund verborgen. Es sorgt dafür, dass menschenlesbare Adressen wie technik-kiste.de blitzschnell in die passenden IP-Adressen umgewandelt werden, sodass die Kommunikation zwischen Geräten reibungslos funktioniert.
In diesem Artikel werfen wir einen Blick hinter die Kulissen: Was genau ist DNS, wie funktioniert es, und warum ist es so essenziell für unsere vernetzte Welt? Außerdem schauen wir uns an, wie DNS in lokalen Netzwerken eingesetzt wird und wie man durch gezielte Einstellungen mehr Sicherheit und Geschwindigkeit erreicht.