Die Einrichtung eines Computer Netzwerks kann viele Stolpersteine bieten. Immer wieder liest man in Internetforen über Probleme im Zusammenspiel von Computern untereinander oder ein Nichtfunktionieren der Internetkonnektivität. Dieser Guide soll Einsteigern Grundlagen im Bereich Netzwerke vermitteln und wichtige Grundbegriffe erläutern. Ich beschreibe den Aufbau sowie die Erst-Einrichtung und -Konfiguration eines typischen Windows-Heimnetzwerkes und werde auch auf mögliche Fehler sowie Möglichkeiten zur Fehlerdiagnose eingehen.

In diesem ersten Teil widmen wir uns den Basics und einigen Grundbegriffen, die im Praxisteil dieses Guides Verwendung finden.

Grundlagen

Was ist eigentlich ein Computer-Netzwerk? Man könnte es wie folgt definieren:

Ein Computer-Netzwerk ist ein Zusammenschluss verschiedener technischer, primär selbstständiger elektronischer Systeme. Die Aufgabe des Netzwerks besteht darin, die Kommunikation dieser Geräte untereinander zu ermöglichen und zu regeln.

Alles klar? Na dann kann’s ja losgehen.

Technisches

Fangen wir mit einigen Abkürzungen und Grundbegriffen an. Ein lokales Computernetzwerk wird auch als LAN (Local Area Network) bezeichnet. Demgegenüber ist das WAN (Wide Area Network) ein Netzwerk, welches sich über einen großen geographischen Bereich erstreckt, wie zum Beispiel das WWW (World Wide Web).

Heutige Netzwerke basieren in der Regel auf dem TCP/IP-Protokoll. TCP (Transmission Control Protocol) dient der Übertragungssteuerung, IP (Internetprotokol) stellt das Protokoll zur Vermittlung bereit. Ist nicht weiter von Belang, nur damit ihr die Begriffe mal gehört habt.

In einem TCP/IP-Netzwerk benötigt jedes Gerät im Netzwerk eine eindeutige und nur einmal vergebene IP-Adresse. Eine IP-Adresse besteht aus vier maximal 3-stelligen Zahlenkombinationen, die jeweils durch einen Punkt getrennt sind. Eine typische IP-Adresse ist beispielsweise „192.168.0.1“. Grundsätzlich sind jeweils die Zahlen von 0 bis 254 erlaubt, es gibt allerdings ein paar Einschränkungen nach der Norm RFC 3330:

So sind beispielsweise die IP-Adress-Bereiche „10.0.0.0“ bis „10.255.255.255“, „172.16.0.0“ bis „172.31.255.255“ sowie „192.168.0.0“ bis „192.168.255.255“ ausschließlich für private Netzwerke vorgesehen. Andere IP-Adress-Bereiche sind für das World Wide Web reserviert. Diese solltet ihr für eure Computer und Netzwerkgeräte auf keinen Fall verwenden.

Ein weiterer wichtiger Begriff, der uns später noch begegnen wird, ist die Subnet Mask oder auf deutsch Subnetzmaske. Diese deklariert den Bereich, in dem unsere IP-Adresse vergeben ist und in dem nach anderen Netzwerkgeräten gesucht wird. Auch diese besteht aus vier maximal 3-stelligen Zahlenkombinationen, die jeweils durch einen Punkt getrennt sind, wobei die erste Zeichenkette stets „255“ sein muss. Wichtig für uns: nur Geräte innerhalb der gleichen Subnetzmaske können sich auch erreichen und Daten austauschen. In einem Heimnetzwerk sollte als Subnetzmaske „255.255.255.0“ vergeben werden.

Kommen wir zum Gateway. Das Gateway, übersetzt „Tor“, ist der Weg in die Außenwelt, sprich das World Wide Web. Dies ist in der Regel unser DSL-Router.

Weiter benötigen wir einen DNS-Server (Domain Name System). Um das DNS-System zu erklären, muss ich etwas ausholen. Ich habe bereits beschrieben, dass Computer-Netzwerke, und dazu gehört auch das Internet, aus vielen Geräten mit einzigartigen IP-Adressen bestehen. Die Kommunikation zwischen diesen Geräte läuft ausschließlich über IP-Adressen, also die bereits erwähnten Zahlenkombinationen. Daher sind in einem Netzwerk Domain-Namen ala „google.de“ grundsätzlich unbekannt und könnten ohne DNS nicht ausgewertet und erreicht werden.

Zu diesem Zweck gibt es das DNS-System, bei dem sogenannte Nameserver die Aufgabe haben, Domain-Namen in IP-Adressen zu übersetzen. So wird beispielsweise die Eingabe von „www.google.de“ in einem Browser an einen Nameserver weitergeleitet, der diese Anfrage in die IP-Adresse „209.85.148.147“ übersetzt.

Andersherum, also wir geben im Browser die Adresse

http://209.85.148.147

ein, benötigt es keine Namensauflösung und wir werden auf die Google Deutschland Seite geleitet.

Ohne DNS müssten wir uns also viele wirre Zahlenkombinationen merken. Da ist es natürlich einfacher sich Domain-Namen wie „google.de“ zu merken, oder? Daher das DNS-System, welches übrigens auch in unserem Heimnetz Verwendung findet, den jedes Netzwerkgerät verfügt auch über einen Hostnamen (z.B. werden wir im Praxisteil unseren Laptop „schleppi“ benennen). Den Laptop bzw. die Dateifreigaben können wir dann außer über die IP-Adresse des Laptops über eine Eingabe von

\\schleppi

im Windows Explorer erreichen.

Und damit will ich noch kurz auf die Schreibweise von Netzwerkadressen eingehen. UNC (Uniform Naming Convention) stellt einen Standard zur Bezeichnung von Adressen freigegebener Ressourcen in einem Rechnernetz dar. Die UNC-Adresse ist ein Netzwerkpfad, über den man Ressourcen anderer Rechner in dem Netzwerk ansprechen und nutzen kann. So ist der Aufruf einer Freigabe mit dem Namen „Bilder“ auf dem Computer „compi“ mit der IP-Adresse „192.168.0.10“ in einem Windows-Netzwerk wie folgt möglich:

\\compi\bilder

oder

\\192.168.0.10\bilder

Dagegen wird eine URL (Uniform Resource Locator), im allgemeinen Sprachgebrauch wird eine URL auch als Internetadresse bezeichnet, so aufgerufen:

http://www.google.de

oder

http://209.85.148.147

Das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) ist dazu gedacht uns Arbeit bei der Netzwerk-Konfiguration von Geräten abzunehmen. Es ermöglicht die automatische Zuweisung einer IP-Adresse durch einen DHCP-Server. Dieser Server kann beispielsweise der Router sein, der aus einem vorher festgelegten Adressbereich automatisch IP-Adressen an neue Netzwerkgeräte verteilt.

Kurz zur Erklärung warum ich DHCP für sinnvoll halte und empfehle es einzurichten: jegliche Netzwerkgeräte, seien es Netzwerkdrucker oder NAS-Systeme, werden von Werk aus mit einer bestimmten IP-Adresse und Subnetzmaske ausgeliefert, die nicht unbedingt zu eurem Netzwerk passt. Dies führt dann dazu, dass ihr keinen Zugriff auf das Gerät bekommt, bzw. eure Netzwerkverbindungen erst anpassen müsst, bevor ihr das Gerät konfigurieren könnt. In der Regel sind jedoch diese Geräte so konfiguriert, dass ihnen per DHCP eine Adresse automatisch zugeteilt werden kann.

Daher empfehle ich einen Adressbereich für neue Geräte im Router festzulegen. Dazu mehr beim Punkt Router Konfiguration im zweiten Teil.

Hardware

Für den Betrieb eines Netzwerkes benötigen wird natürlich entsprechende Hardware.

Der physikalische Zugang zum Netzwerk wird durch eine Netzwerkkarte (NIC – Network Interface Card) hergestellt. Netzwerkkarten gibt es als kabelgebundene, wie auch als kabellose Variante (WLAN).

Ein Switch ist ein Verteiler, der angeschlossene Netzwerkgeräte miteinander verbindet. In Heimnetzwerken übernimmt in der Regel der Router, sofern er über mehrere Netzwerkports verfügt, diese Aufgabe. Hat der Router lediglich einen Port, benötigen wir, beim Anschluss von mehr als einem kabelgebundenen Gerät,  einen zusätzlichen Switch, der dann an die Netzwerkbuchse des Routers angeschlossen wird.

Auch auf die Verkabelung möchte ich kurz eingehen, obwohl alle heutzutage im Handel erhältlichen Netzwerkkabel (Patchkabel) unseren Ansprüchen genügen. Netzwerkkabel werden in Kategorien eingeordnet. Je höher die Kategorie, desto besser ist das Kabel gegen äußere Störeinflüsse abgeschirmt. Ein Cat 6 Kabel sollte vollkommen ausreichen.

Als Standard bei der Geschwindigkeit im kabelgebundenen Heimnetz hat sich heute Gigabit-Ethernet (1000 Mbit/s) durchgesetzt. So ziemlich alle neuen Geräte beherrschen diesen Standard. Allerdings muss erwähnt werden, dass sich die Geschwindigkeit zwischen zwei Geräten in einem kabelgebundenen Netzwerk immer auf das langsamste anpasst. Habt ihr also einen Computer mit Gigabit-Lan, euer Netzwerkswitch bietet jedoch nur Unterstützung für Fast-Ethernet (100 Mbit/s) wird die Geschwindigkeit auf 100 MBit/s verringert. Ist auch logisch, oder?

Das soll uns als Einführung erst einmal genügen. Im zweiten Teil beschäftigen wir uns mit der Konfiguration von Router und Betriebssystem. Da gibt es auch mehr Bilder. Versprochen!