Ein Computernetzwerk ist ein Satz miteinander verbundener Computer, die drahtlos^{(computers that are connected wirelessly )} oder über Kabel miteinander verbunden sind, um Medien oder Daten gemeinsam zu nutzen. Die Computer in einem Netzwerk, auch bekannt als Knoten, können Ressourcen gemeinsam nutzen, einschließlich des Zugriffs auf das Internet^{(access to the internet)} , Drucker und Dateiserver, oder elektronische Kommunikation ermöglichen.

Ein Computernetzwerk besteht aus mindestens zwei Computern, die über Funkwellen, Kabel, Satelliten, Telefonleitungen oder Infrarotlichtstrahlen verbunden sein können. Es gibt andere Medien oder Geräte, die den verschiedenen Geräten bei der Kommunikation helfen, wie z. B. Switches, Router, Bridges oder Hubs, die als Netzwerkgeräte bezeichnet werden.

Zusammen ermöglichen diese Hardware und Software Computernetzwerke, sodass die miteinander verbundenen Geräte Informationen^{(share information)} , Daten, Ressourcen und andere Netzwerkgeräte gemeinsam nutzen können.

Arten von Computernetzwerken^{(Types of Computer Networks)}

Es gibt zwei Haupttypen von Computernetzwerken: kabelgebunden und drahtlos.

Kabelgebundene^(Wired) Netzwerke verwenden ein Medium, um Daten zwischen den Computern (Knoten) zu transportieren, während drahtlose Netzwerke Funkwellen verwenden, um Daten und Informationen über die Luft zu übertragen, sodass sich Geräte ohne Kabel mit dem Netzwerk verbinden können.

Während kabelgebundene Netzwerke mehr Geschwindigkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit bieten, bieten drahtlose Netzwerke mehr Flexibilität, Skalierbarkeit und Mobilität.

Netzwerke können jedoch auch anhand ihrer Topologie, ihres Designs, ihres Aufbaus, ihrer Größe und ihrer Umgebung klassifiziert werden.

Topologie von Computernetzwerken^{(Computer Network Topology)}

Die Topologie ist einfach das Layout der angeschlossenen Geräte, eher eine Struktur oder virtuelle Form des Netzwerks, die nicht dem physischen Layout entspricht, das Sie sehen.

Beispielsweise können die Computer in einem Heim- oder Büronetzwerk quadratisch oder kreisförmig angeordnet sein, aber die Topologie ist nicht unbedingt dieselbe.

Computernetzwerktopologien^(Computer) werden in fünf Grundtypen eingeteilt: Bus, Stern, Ring, Maschen und Baum, aber es gibt Hybridaufbauten, die zwei oder mehr dieser Topologien kombinieren, um ein komplexeres Netzwerk zu bilden.

Topologie des Busnetzwerks

Diese Art von Computernetzwerk teilt sich ein Backbone – ein einzelnes Kabel – das alle Netzwerkgeräte miteinander verbindet. Das Kabel fungiert als Medium für die gemeinsame Kommunikation, das die Geräte anzapfen oder mit einem Schnittstellenanschluss verbinden. Jedes Gerät, das mit einem anderen im selben Netzwerk kommuniziert, sendet eine Nachricht, die andere Geräte sehen^{(other devices will see)} , aber nur vom beabsichtigten Empfänger akzeptiert und verarbeitet werden.  

Dieser Typ eignet sich am besten für wenige Geräte, da seine Leistung beeinträchtigt wird, wenn mehr als ein paar Dutzend Computer hinzugefügt werden. Außerdem können Sie das Netzwerk nicht verwenden, wenn das Kabel ausfällt.

Sternnetzwerktopologie

Diese Netzwerktopologie verfügt über einen Hub-Knoten, mit dem alle Geräte verbunden sind. Es kann entweder ein Netzwerk-Switch, -Hub oder -Router sein, erfordert jedoch im Gegensatz zur Bustopologie mehr Kabel. 

Im Falle eines Kabelausfalls ist jedoch nicht das gesamte lokale Netzwerk betroffen; es nimmt nur den Zugriff für einen der angeschlossenen Computer herunter. Wenn jedoch der Hub-Knoten ausfällt, ist das gesamte Netzwerk betroffen.

Mesh-Netzwerk-Topologie

Diese Netzwerktopologie verbindet die Modi durch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Daten^(Data) werden über Routen übertragen, wobei die Knoten mithilfe von Routing-Logik die kürzeste Entfernung ermitteln, die die Pakete verwenden können, um an ihr Ziel zu gelangen.  

Es verwendet auch die Flooding-Methode, die keine Routing-Logik benötigt, sondern Daten an alle Knoten im Netzwerk sendet.

Maschentopologie^(Mesh) wird häufig für drahtlose Netzwerke verwendet und im Vergleich zur Bustopologie verursacht der Ausfall eines Computers keine Unterbrechung der Datenübertragung oder des Netzwerks selbst. Dieser Typ ist normalerweise in Büros oder auf Schulgeländen zu finden.

Ringnetzwerktopologie

In dieser Netzwerktopologie sind Computer in einem Ring- oder Kreisformat verbunden, wobei jedes Gerät zu Kommunikationszwecken zwei Nachbarn hat. Der erste und der letzte Knoten sind verbunden, um die Schleife so miteinander zu verbinden, dass alle Nachrichten auf dem Weg zu ihrem Ziel in derselben Richtung durch einen Ring laufen. Diese Topologie kann große effektiv unterstützen

Baumnetzwerktopologie

Die Baumnetzwerktopologie ist eine Netzwerkstruktur, die eine Mischung aus Bus- und Sterntopologie ist. Es besteht aus mehreren Sterntopologien, die zu einem Bus verbunden sind, um mit seinen vielen Verzweigungen eine baumähnliche Form zu bilden, und wird häufig mit Weitverkehrsnetzen verwendet, um verteilten Geräten und einer zukünftigen Netzwerkerweiterung standzuhalten.

Hybride Netzwerktopologie

Diese Computernetzwerktopologie besteht aus zwei oder mehr Topologien und wird üblicherweise in größeren Unternehmen verwendet, deren Abteilungen unterschiedliche Netzwerktopologien haben. Wenn alle miteinander verbunden sind, spricht man von einer Hybridtopologie. Was sie gemeinsam haben, ist Flexibilität und Skalierbarkeit, die sie für größere Netzwerke geeignet macht.

Wenn Sie die Art der Netzwerktopologien und Netzwerkkonzepte wie Hubs, Routen und Broadcasts verstehen, wird es Ihnen leichter fallen, ein Computernetzwerk zu Hause oder im Büro aufzubauen.

Wie ein Computernetzwerk funktioniert^{(How a Computer Network Works)}

Ein Computernetzwerk wird in zwei Grundformen entworfen: Client-Server und Peer-to-Peer.

Das Client-Server-Netzwerk umfasst zentralisierte Servercomputer, die Dateien, Webseiten, E-Mails und Anwendungen speichern, auf die Clientgeräte zugreifen. Diese werden häufig im Geschäftsleben verwendet.

Umgekehrt unterstützen in einem Peer-to-Peer-Netzwerkdesign alle Geräte ähnliche Funktionen und werden üblicherweise in Haushalten verwendet.

Damit ein Computernetzwerk ordnungsgemäß funktioniert, benötigen Sie eine physische Infrastruktur wie Router, Switches und drahtlose Zugriffspunkte, die Firmware zum Betrieb der Geräte und die Software zur Verwaltung, Überwachung und Sicherung.

Netzwerke verlassen sich auch auf Standardprotokolle, um unterschiedliche Datentypen zu kommunizieren oder diskrete Funktionen unabhängig von der Ausrüstung einheitlich auszuführen. Zu den gängigen Protokollen gehört TCP/IP , das in Heimnetzwerken^{(found in home networks)} und im Internet zu finden ist.

Nicht alle Geräte können jedoch einem Netzwerk beitreten, außer denen mit spezieller Kommunikationshardware, die eine physische Verbindung zu anderen Geräten herstellen, während andere überhaupt kein Netzwerk unterstützen.

Geräte arbeiten im Allgemeinen entweder als Client oder als Server. Beispielsweise kann Ihr Telefon, Tablet, PC oder Netzwerkdrucker^{(network printer)} als Netzwerkclient fungieren.

Ein Server hingegen enthält die Daten, die der Client im Allgemeinen anfordert und verarbeitet. Es kann ein Spielserver oder Webserver sein und besteht normalerweise aus großem Festplattenspeicher, viel Arbeitsspeicher und Hochleistungsprozessoren.

Damit das Netzwerk ordnungsgemäß funktioniert, benötigen Sie jedoch einen Netzwerk-Hub, der es Knoten ermöglicht, Daten direkt an andere Knoten zu senden, und einen Netzwerk-Switch, um mehrere Pfade für die Kommunikation zwischen verbundenen Knoten zu öffnen.

Sie benötigen außerdem einen Netzwerk-Router^{(network router)} , um die Netzwerk-Switch-Fähigkeiten zu erweitern, einen Repeater, um Signale zu empfangen, die über die Netzwerkverbindung gesendet werden, und es ihnen zu ermöglichen, weiter zu reisen, und eine Netzwerkbrücke, die inkompatible Netzwerkverbindungen miteinander verbindet.

Verbessern Sie die gemeinsame Nutzung von Daten^{(Enhance Data Sharing)}

Da Computer heute in mehreren Bereichen eingesetzt werden, verbessert sich die Internetnutzung sporadisch, sodass alle Klassen von Menschen von den darin enthaltenen nützlichen Informationen profitieren. 

Es besteht daher ein Bedarf, Computer miteinander zu vernetzen, insbesondere für Organisationen und Unternehmen, um das Abrufen und Teilen von Daten weiter zu unterstützen und Rechenressourcen effizient zu nutzen und zu verwalten.

HDG Explains: What Is a Computer Network?

A computer network is a set of interconnectеd computers that are connected wirelessly or via cabling for the purpose of sharing media or data. The computers on a network, also known as nodes, can share resources including access to the internet, printers, and file servers, or allow electronic communications.

A computer network consists of at least two computers that may be linked via radio waves, cables, satellites, telephone lines, or infrared light beams. There are other mediums or devices that help the different devices communicate such as a switch, router, bridge or hub, which are known as network devices.

Altogether, these hardware and software combine to make computer networking possible such that the interconnected devices can share information, data, resources, and other network devices.

Types of Computer Networks

There are two main types of computer networks: wired and wireless.

Wired networks use a medium to transport data between the computers (nodes), while wireless networks use radio waves to transport data and information over the air so that devices can connect to the network without cables.

While wired networking offers greater speed, security and reliability, wireless networks offers more flexibility, scalability and mobility.

However, networks can also be classified based on their topology, design, build, scale and environment.

Computer Network Topology

The topology is simply the layout of the connected devices, more like a structure or virtual shape of the network that doesn’t correspond to the physical layout you see.

For instance, the computers in a home or office network may be arranged in a square or circular style, but the topology isn’t necessarily the same.

Computer network topologies are classified into five basic types: bus, star, ring, mesh and tree, but there are hybrid builds that combine two or more of these topologies to form a more complex network.

Bus Network Topology

This type of computer network shares a backbone – a single cable – that connects all the network devices together. The cable acts as a medium for shared communication that the devices tap into or attach to with an interface connector. Any device that communicates with another on the same network broadcasts a message, which other devices will see, but it’ll only be accepted and processed by the intended recipient.  

This type is best with few devices, as its performance is affected when more than a few dozen computers are added to it. Plus, if the cable fails, you can’t use the network.

Star Network Topology

This network topology features a hub node to which all devices connect. It can be either a network switch, hub or router, but requires more cable, unlike the bus topology. 

In case of a cable failure though, it doesn’t affect the entire local area network; it just takes down access for one of the connected computers. However, if the hub node fails, then the whole network gets affected.

Mesh Network Topology

This network topology interconnects the modes through a point-to-point connection. Data is transmitted via routes, where the nodes work out the shortest distance the packets can use to get to their destination, by using routing logic.  

It also uses the flooding method, which doesn’t need any routing logic but sends data to all the nodes in the network.

Mesh topology is commonly used for wireless networks and compared to the bus topology, failure of one computer doesn’t cause a break in data transmission or in the network itself. This type is usually found in offices or school campuses.

Ring Network Topology

In this network topology, computers are connected in a ring or circular format, with each device having two neighbors for communication purposes. The first and last nodes are connected to link the loop together such that all messages travel in the same direction through a ring on the way to their destination. This topology can effectively sustain large

Tree Network Topology

The tree network topology is a network structure that’s a hybrid of the bus and star topologies. It consists of multiple star topologies joined onto a bus to form a tree-like shape with its many branches, and is commonly used with wide area networks to withstand spread-out devices and future network expansion.

Hybrid Network Topology

This computer network topology comprises of two or more topologies, and is commonly used in larger enterprises whose departments have different network topologies from one another. When all are connected together, it is referred to as a hybrid topology. The common thing they have is flexibility, and scalability that makes them suitable for larger networks.

By understanding the type of network topologies and networking concepts like hubs, routes, and broadcasts, it’ll be easier for you to build a home or office computer network.

How a Computer Network Works

A computer network is designed in two basic forms: client-server and peer-to-peer.

The client-server network comprises centralized server computers that store files, web pages, email, and applications that client devices access. These are commonly used in business.

Conversely, in a peer-to-peer network design, all the devices support similar functions, and are commonly used in homes.

For a computer network to work properly, you’ll need physical infrastructure such as routers, switches, and wireless access points, the firmware to operate the equipment, and the software to manage, monitor and secure it.

Networks also rely on standard protocols to communicate different data types or perform discrete functions uniformly, regardless of the equipment.  The common protocols include TCP/IP that’s found in home networks and on the internet.

Not all devices can join a network though, except those with special communications hardware that physically connect to other devices, while others don’t support networking at all.

Devices generally work as either a client or a server. For example, your phone, tablet, PC or network printer can function as a network client.

A server, on the other hand, holds the data that the client generally makes requests for and consumes. It can be a game server or web server, and usually consists of large disk storage, lots of memory and high performance processors.

For the network to run properly though, you’re going to need a network hub, which enables nodes to send data directly to other nodes, network switch to open up multiple paths for connected nodes to communicate with each other.

You’ll also need a network router to expand the network switch capabilities, repeater to receive signals sent across the network connection and enable them to travel further, and network bridge that connects incompatible network links together.

Enhance Data Sharing

With computers today being applied to multiple fields, and internet usage is sporadically improving such that all classes of people benefit from the useful information therein. 

There’s therefore a need to inter-network computers, especially for organizations and enterprises, to further help in data retrieval and sharing, plus efficiently using and managing computing resources.

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