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Definition und Arten von Rechner-Netzen

Unter einem Rechner - Netzwerk verstehen wir hier eine verbundene Ansammlung mehrerer autonomer Computer. Man nennt zwei Rechner verbunden, wenn sie in der Lage sind, irgendwelche Informationen auszutauschen. Diese Verbindung muß keinesfalls über Kupferdraht zustande kommen, heutzutage tauschen Computer Informationen über optische Fasern, Mikrowellen und/oder Satelliten aus. Aufgrund der Forderung autonomer Computer in unserer Definition, schließen wir Systeme aus, die eine klare Master/Slave - Konfiguration aufweisen. Wenn ein Computer einen anderen eindeutig startet, herunterfährt und kontrolliert, sind die Computer eindeutig nicht autonom (=selbständig). Wir grenzen hier auch Rechnernetze eindeutig gegen sogenannte verteilte Systeme ab. Das Unterscheidungskriterium zwischen einem Rechnernetz und einem verteilten System besteht darin, daß in einem verteilten System die Existenz vieler autonomer Computer für den Anwender völlig transparent (= nicht sichtbar) ist. Der Benutzer/Die Benutzerin gibt bei der Arbeit in einem verteilten System ein adäquates Kommando ein und es obliegt dann dem Betriebssystem herauszufinden, welches die optimale Maschine ist, die den Befehl ausführt. Die Maschine entscheidet dann, auf welcher Festplatte (eventuell auf einer anderen Maschine) die Daten abgespeichert werden. Wichtig ist, daß der Anwender in einem verteilten System überhaupt nicht merkt, daß bei der Verarbeitung der Daten mehrere Rechner beteiligt sind. In einem Rechnernetz hingegen muß sich der Anwender explizit an einem anderen Rechner anmelden, muß explizit Daten von einem Rechner auf einen anderen Rechner kopieren und muß sich dann auch wieder explizit bei dem entfernten Rechner abmelden. Mit anderen Worten, in einem Rechnernetz muß der Anwender das Netzwerkgeschehen höchstpersönlich steuern, während bei diese Aufgabe bei verteilten Systemen vom Betriebssystem übernommen wird. Es gibt keine allgemeingültige Taxonomie, nach der sich alle bestehenden Rechnernetze einteilen lassen. Jedoch lassen sich zwei Kriterien angeben, die in diesem Zusammenhang herausragen: Übertragungstechnologie und Größe. Ganz grob gibt es zwei Arten der Übertragungstechnologie: Broadcast Netzwerke haben einen einzigen Kommunikationskanal, den sich alle am Netz hängenden Rechner teilen. Kurze Nachrichten - die man üblicherweise Pakete nennt - die von irgendeiner Maschine ausgesendet werden, werden von allen Rechnern am Netz empfangen. Ein Adressfeld innerhalb des Paketes spezifiziert den Empfänger im Netz. Empfängt eine Maschine ein Paket, wird die Adresse überprüft. Falls das Paket an der richtigen Adresse angelangt ist, verarbeitet die Maschine das Paket, andernfalls wird das Paket schlichtweg ignoriert. Diese Art der Übertragungstechnologie läßt sich mit folgendem Szenario verdeutlichen. Man stelle sich einen langen Korridor mit vielen geöffneten Bürotüren vor und jemand ruft den Korridor entlang: Meier, antreten !. Obwohl alle Mitarbeiter dieses Paket hören, ignorieren die meisten die Nachricht, nur Mitarbeiter Meier beginnt, die Nachricht zu verdauen. Ähnlich gelagert ist eine Flughafenansage der Form: Alle Passagiere des Fluges 4711 bitte an Tor 0815. Broadcast Netzwerke erlauben es, eine Nachricht an alle am Netz hängenden Stationen zu senden. Dafür wird ein spezieller Code im Adressfeld des Paketes benutzt. Wird ein Paket mit diesem Code übertragen, wird es von jeder Maschine am Netz empfangen und verarbeitet. Diesen Operationsmodus nennt man Broadcasting. Im Gegensatz dazu bestehen Punkt-zu-Punkt Netzwerke aus einer Vielzahl von Verbindungen zwischen Paaren von Maschinen. Um vom Ausgangspunkt zum Endpunkt zu gelangen, muß ein Paket in dieser Form der Netzwerke in der Regel über mehrere Zwischenstationen laufen. Diese Übertragungstechnologie bietet in der Regel mehrere alternative Strecken - unterschiedlicher Länge - vom Anfangspunkt zum Endpunkt. Aus diesem Grund spielen sogenannte Routing-Algorithmen bei Punkt-zu-Punkt Netzwerken eine große Rolle. Als Faustregel kann man sich merken (es gibt natürlich jede Menge Ausnahmen):
Kleine, geographisch begrenzte Netzwerke benutzen das Broadcasting - Verfahren während weite Netze das Punkt-zu-Punkt Verfahren einsetzen.
Ein weiteres Kriterium, über das sich Rechnernetze klassifizieren lassen, ist, welche Ausbreitung ein Rechnernetz hat. Dabei haben sich bis heute vier Typen herauskristallisiert:

Tabelle 1.1: Klassifikation verknüpfter Prozessorsysteme nach Entfernung.
Distanz Lokation Beispiel
0,1 m Motherboard Parallelrechner
1 m System Multiprozessormaschine
10 m Zimmer  
100 m Gebäude Lokale Netzwerke
1.000 m Campus  
10 km Stadt MAN
100 km Land WAN
1.000 km Kontinent WAN
10.000 km Globus Internet




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Yasar Arman
2000-05-15