Netzwerk-Hardware: Eine Uebersicht

In diesem Modul erhalten Sie eine systematische Uebersicht ueber die wichtigsten Hardware-Komponenten in Computernetzwerken. Sie lernen, welche Funktion jedes Geraet hat und wie diese Geraete zusammenarbeiten.

Die Hardware wird physisch demonstriert, sodass Sie die Geraete anfassen und untersuchen koennen. Parallel dazu sehen Sie, wie diese Komponenten in der Filius-Simulation dargestellt werden.

Einfuehrung: Netzwerk-Hardware verstehen

Ein Computernetzwerk besteht aus verschiedenen Hardware-Komponenten, die zusammenarbeiten, um Daten zwischen Geraeten zu uebertragen. In dieser Uebersicht lernen Sie die wichtigsten Komponenten kennen.

Jede Komponente wird Ihnen physisch gezeigt und Sie koennen sie auch in der Filius-Simulation wiederfinden.

1. Netzwerkkabel (Ethernet-Kabel)

Beschreibung

Netzwerkkabel verbinden Geraete physisch miteinander. Das am haeufigsten verwendete Kabel ist das Ethernet-Kabel (auch "Twisted-Pair-Kabel" oder "RJ45-Kabel" genannt).

Funktion

• Uebertraegt elektrische Signale zwischen Geraeten
• Enthaelt 8 Adern (4 Paare), die paarweise verdrillt sind
• Stecker: RJ45 (sieht aus wie ein grosser Telefonstecker)

Arten

• Cat 5e: bis 1 Gbit/s, bis 100 Meter
• Cat 6: bis 10 Gbit/s, bis 55 Meter
• Cat 7: bis 10 Gbit/s, bis 100 Meter, bessere Abschirmung

In Filius

In Filius waehlen Sie das Kabel-Symbol aus der Werkzeugleiste, um zwei Geraete zu verbinden. Die Verbindung wird als Linie dargestellt.

2. Netzwerkkarte (NIC - Network Interface Card)

Beschreibung

Die Netzwerkkarte ist die Schnittstelle zwischen Computer und Netzwerk. Moderne Computer haben diese meist schon eingebaut ("Onboard").

Funktion

• Wandelt digitale Daten des Computers in elektrische Signale um (und umgekehrt)
• Hat eine eindeutige MAC-Adresse (wie eine Hardware-Seriennummer)
• Stellt den Anschluss fuer das Netzwerkkabel bereit (RJ45-Buchse)

Erkennungsmerkmale

• RJ45-Buchse am Computer (sieht aus wie Telefon-Buchse, aber groesser)
• Oft mit LED-Leuchten (zeigen Aktivitaet an)

In Filius

Wenn Sie in Filius einen Computer konfigurieren (Doppelklick), sehen Sie unter "Konfiguration" die Netzwerkkarte. Hier koennen Sie IP-Adresse und andere Einstellungen vornehmen.

4. Switch (Vermittler)

Beschreibung

Ein Switch ist die moderne Variante des Hubs und das am haeufigsten verwendete Geraet, um mehrere Computer in einem Netzwerk zu verbinden.

Funktion

• Verbindet mehrere Geraete in einem Netzwerk
• Intelligent: Merkt sich, welches Geraet an welchem Port haengt (MAC-Adress-Tabelle)
• Sendet Daten nur an den richtigen Empfaenger
• Mehrere Geraete koennen gleichzeitig kommunizieren ("Full Duplex")

Vorteile gegenueber Hub

• Hoehere Geschwindigkeit
• Weniger Kollisionen
• Bessere Sicherheit
• Effizientere Nutzung der Bandbreite

Typische Groessen

• 5, 8, 16, 24 oder 48 Ports
• Unmanaged (einfach) oder Managed (konfigurierbar)

In Filius

Der Switch ist in Filius als gruenes Kaestchen mit mehreren Anschluessen dargestellt. Sie finden ihn in der Werkzeugleiste und koennen beliebig viele Computer damit verbinden.

5. Router (Vermittler zwischen Netzwerken)

Beschreibung

Ein Router verbindet verschiedene Netzwerke miteinander. Zu Hause verbindet Ihr Router das Heimnetzwerk mit dem Internet.

Funktion

• Vermittelt zwischen unterschiedlichen Netzwerken (z.B. 192.168.0.x und 192.168.1.x)
• Arbeitet auf IP-Adress-Ebene (Layer 3)
• Entscheidet, wohin Datenpakete weitergeleitet werden ("Routing")
• Haelt Routing-Tabellen mit Netzwerk-Informationen
• Oft mit Firewall-Funktion

Unterschied zum Switch

In Filius

Der Router ist in Filius als blaues Geraet dargestellt. Sie koennen damit z.B. ein Heimnetzwerk (192.168.0.x) mit einem Schul-Netzwerk (192.168.1.x) verbinden.

6. Access Point (WLAN-Zugangspunkt)

Beschreibung

Ein Access Point (AP) ermoeglicht drahtlose Verbindungen ins Netzwerk. Er ist die "WLAN-Bruecke" zwischen kabellosen Geraeten und dem kabelgebundenen Netzwerk.

Funktion

• Wandelt kabelgebundenes Netzwerk in WLAN um
• Sendet und empfaengt Funksignale (2,4 GHz und/oder 5 GHz)
• Wird per Kabel mit Switch oder Router verbunden
• Verwaltet WLAN-Verbindungen (SSID, Verschluesselung)

Unterschied zum Router

Ein Access Point ist kein Router! Er verbindet nur drahtlose Geraete mit einem bestehenden Netzwerk, verbindet aber keine unterschiedlichen Netzwerke.

In Filius

Filius unterstuetzt derzeit keine WLAN-Simulation. Alle Verbindungen sind kabelgebunden.

7. Modem (Modulator/Demodulator)

Beschreibung

Ein Modem wandelt digitale Signale in analoge Signale um (und umgekehrt). Es ist die Schnittstelle zwischen Ihrem Netzwerk und der Aussenwelt (Internet).

Funktion

• Wandelt digitale Daten in analoge Signale (z.B. fuer Telefonleitung, Kabel-TV)
• Stellt die Verbindung zum Internet-Provider her
• Oft in Kombi-Geraeten mit Router integriert

Typen

• DSL-Modem: Fuer Telefon-/DSL-Leitung
• Kabel-Modem: Fuer TV-Kabel-Anschluss
• Glasfaser-Modem: Fuer Glasfaser-Anschluss

In Filius

Filius simuliert lokale Netzwerke, daher gibt es kein spezielles Modem-Geraet. Die Verbindung "nach aussen" wird meist abstrakt durch einen Router dargestellt.

Vergleichstabelle: Die wichtigsten Unterschiede

Praktische Anwendung: Welches Geraet wann?

Szenario 1: Kleines Buero (5 Computer)

Loesung: Ein Switch reicht aus. Alle Computer werden mit dem Switch verbunden und koennen untereinander kommunizieren.

Szenario 2: Heimnetzwerk mit Internet

Loesung: Router (oft mit integriertem Modem und Switch). Der Router verbindet Ihr Heimnetzwerk mit dem Internet.

Szenario 3: Zwei separate Buero-Etagen verbinden

Loesung: In jeder Etage ein Switch, dazwischen ein Router, um die beiden Netzwerke zu verbinden.

Szenario 4: Laptops und Smartphones einbinden

Loesung: Access Point (oder Router mit WLAN), damit drahtlose Geraete Zugang bekommen.

OSI-Modell: Wo arbeiten die Geraete?

Im OSI-Modell (Open Systems Interconnection Model) werden Netzwerk-Kommunikationen in 7 Schichten unterteilt. Hier eine vereinfachte Uebersicht:

Je hoeher die Schicht, desto intelligenter das Geraet!

Zusammenfassung

Sie haben nun die wichtigsten Netzwerk-Hardware-Komponenten kennengelernt:

• ✅ Kabel: Physische Verbindung
• ✅ Netzwerkkarte: Schnittstelle Computer ↔ Netzwerk
• ✅ Hub: Einfacher Verteiler (veraltet)
• ✅ Switch: Intelligenter Verteiler (Standard heute)
• ✅ Router: Verbindet verschiedene Netzwerke
• ✅ Access Point: WLAN-Zugang
• ✅ Modem: Verbindung zum Internet-Provider

Diese Hardware bildet die Grundlage jedes Netzwerks - von kleinen Heimnetzwerken bis zu grossen Firmennetzwerken!

Weiterfuehrende Ressourcen

• Filius-Simulation: www.lernsoftware-filius.de
• Lernmodul: "Netzwerke mit Filius - Eine praktische Einfuehrung" (ID: 145) - Dort lernen Sie, wie Sie die Hardware in Filius praktisch einsetzen
• Vertiefung OSI-Modell: Die 7 Schichten der Netzwerk-Kommunikation
• Praxis-Tipp: Schauen Sie sich Ihren Router zu Hause an - welche Anschluesse hat er? Welche LEDs leuchten?