Node (Netzwerkknoten)

Was ist ein Computernetzwerk und was haben Netzwerkknoten damit zu tun?

Ein Computernetzwerk ist ein System von Computern und EDV-Geräten, die über Kommunikationsverbindungen miteinander verbunden sind. Diese Verbindungen ermöglichen es den Computern und anderen Geräten, Informationen über das Netzwerk zu senden.

Netzwerkprotokolle legen fest, wie Informationen gesendet und empfangen werden. Netzwerke lassen sich durch ihren geografischen Standort, die verwendeten Protokolle, die physische Anordnung der Netzwerkkomponenten und ihren Zweck definieren.

Computernetzwerke können physisch oder logisch sein. Ein physisches Computernetzwerk ist ein reales Netzwerk, das aus Kabeln und Geräten besteht, die Daten hin- und herschicken. Logische Netzwerke sind Software-Repräsentationen eines physischen Netzwerks. Sie werden auf einem physischen Netzwerk aufgebaut.

Computernetzwerke dienen der gemeinsamen Nutzung von Informationen und Ressourcen durch mehrere digitale Geräte. Das Internet ist ein Beispiel für ein Computernetzwerk. Es setzt sich aus vielen kleineren Netzwerken zusammen. Computernetzwerke machen Dinge wie Video-Streaming, soziale Netzwerke und Cloud-Netzwerke möglich.

Ein Netzwerkknoten ist ein Verbindungspunkt in einem Kommunikationsnetzwerk. Jeder Knoten ist ein Endpunkt für Datenübertragungen oder -weiterleitungen. Die Knoten sind entweder programmiert oder technisch in der Lage, Übertragungen zu erkennen, zu verarbeiten und an andere Netzwerkknoten weiterzuleiten.

Das Konzept der Netzwerkknoten entstand mit dem Einsatz von verteilten Netzwerken und der Paketvermittlung. Je nach Anwendung erfüllen Netzwerkknoten eine Vielzahl von Funktionen.

Was macht ein Netzwerkknoten?

Ein Netzwerkknoten befindet sich an einem Punkt im Netzwerk, an dem er Informationen sendet, empfängt, speichert oder erstellt. Er überträgt Daten, um mit anderen Knoten im Netzwerk zu kommunizieren.

In einem Computernetzwerk kann es sich bei den Knoten um physisch vernetzte Geräte handeln, zum Beispiel Modems, PCs und Drucker. Diese Geräte erkennen Übertragungen von anderen Knoten und leiten sie an weitere Knoten fort. Ein Knoten prüft auf eine Identifikation, zum Beispiel eine IP-Adresse, um den Zugriff auf den Knoten zu ermöglichen.

Knoten vernetzen sich über eine Verbindung oder einen Kommunikationskanal. In einem Computernetzwerk können dies Kabel-, Glasfaser- oder drahtlose Verbindungen sein.

Welche Arten von Netzwerk-Knoten gibt es?

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Knoten zu kategorisieren. Eine Möglichkeit ist der Netzwerktyp, eine andere die Netzwerktopologie.

Netzwerktyp

• Datenkommunikation: Bei der Datenkommunikation gehören zu den physischen Netzwerkknoten die Datenkommunikationsgeräte oder -vorrichtungen, die zwischen den Datenendgeräten (DTE) und den Datenübertragungsleitungen sitzen. Dazu gehören Switches, Bridges, Modems oder Hubs, die Signalumwandlung, Kodierung und Leitungstaktung durchführen. Zu diesen Knotenpunkten gehören auch DTE, zum Beispiel digitale Telefonendgeräte, Drucker, Router, Server und Workstations.
• Internetnetzwerk: Im Internet und bei Intranets sind die meisten physischen Netzwerkknoten Host-Computer, die durch eine IP-Adresse identifiziert werden. Einige Datenverbindungsgeräte, wie zum Beispiel Access Points für WLANs, haben jedoch keine IP-Hostadressen. Sie werden als physische Netzwerk- oder LAN-Knoten und nicht als Internet-Knoten oder Hosts betrachtet.
• LANs und Weitverkehrsnetzwerke: Diese Knoten sind Geräte, die eine bestimmte Funktion erfüllen. Sie müssen über eine MAC-Adresse (Media Access Control) für jede Netzwerkkarte verfügen. Beispiele dafür sind Modems mit Ethernet-Schnittstellen, drahtlose Access Points und Computer.
• Telekommunikationsnetzwerk: In festen Telefonnetzen können die Knotenpunkte öffentliche oder private Telefonzentralen oder ein Computer sein, der einen intelligenten Netzwerkdienst anbietet. In der zellularen Kommunikation (Mobilfunk) gehören zu den Knotenpunkten Basisstationscontroller, die eine oder mehrere Basisstationen steuern. Basisstationen von zellularen Netzwerken gelten nicht als Knotenpunkte.
• Kabelsystem: In Kabelsystemen verwenden die Knoten Glasfaserkabel, um sich mit Unternehmen und Haushalten zu verbinden, die von einem gemeinsamen Glasfaserempfänger innerhalb eines geografischen Standorts versorgt werden. Ein Glasfaserknoten beschreibt die Anzahl der Haushalte oder Unternehmen, die ein bestimmter Glasfaserknoten bedienen kann.

Netzwerktopologien

Eine andere Möglichkeit, Knoten zu kategorisieren, besteht darin, wie sie in einem physischen Netzwerk angeordnet sind. Dies wird als Ansatz der Netzwerktopologie bezeichnet. Einige gängige Netzwerk-Topologien sind die folgenden vier:

• Die Bustopologie verbindet einzelne Knoten direkt mit einem Hauptkabel.
• Bei der Ringtopologie sind die Knoten in einer Schleife oder einem Ring verbunden; jeder Knoten hat auf jeder Seite einen Nachbarn.
• Die Sterntopologie verbindet alle Knoten mit einem zentralen Knotenpunkt.
• Bei der Mesh-Topologie ist jeder Knoten mit jedem anderen Knoten verbunden.

Was sind Beispiele und Anwendungen von Netzwerkknoten?

Einige Beispiele für die Verwendung von Netzwerkknoten sind:

Druckauftrag: Ein Mitarbeiter sendet einen Druckauftrag von einem Computer an einen Drucker in einem anderen Teil des Büros. Der Computer des Mitarbeiters ist ein Knoten im Netzwerk. Der Auftrag wird über das Netzwerk und über eine Reihe anderer Knoten, zum Beispiel einen Router, im LAN des Unternehmens weitergeleitet. Die Anfrage erreicht den Drucker, der ebenfalls ein Knotenpunkt ist; er verarbeitet die Anfrage und führt den Druckauftrag aus.

Basisstation-Controller: Dies ist ein Knotenpunkt in einem zellularen Netzwerk, der intelligente Netzwerkdienste für Geräte bereitstellt. Der Base Station Controller befindet sich zwischen den Zellstandorten und der Mobilfunkvermittlungsstelle, die ebenfalls Knoten im Netzwerk sind. Basisstation-Controller legen fest, wie die Zellsignale durch das Netzwerk geleitet werden sollen.

Peer-to-Peer Mesh Netzwerk: Ein Peer-to-Peer Mesh-Netzwerk ermöglicht es mobilen Geräten, Informationen ohne WLAN oder Mobilfunkdienst zu übermitteln. In einer Mesh-Netzwerktopologie ist jeder Knoten mit jedem anderen Knoten verbunden.

Internet der Dinge: IoT-Netzwerke verbinden Geräte aller Art, nicht nur Computer, mit dem Internet. Jedes Gerät ist ein Knotenpunkt im IoT-Netzwerk. Edge-Knoten erstellen Daten von IoT-Geräten. Fog-Knoten fügen eine weitere Schicht von physischen Servern hinzu, die analytische Echtzeitverarbeitung in IoT-Netzwerke bringen.