Kompaktwissen Netzwerk-Infrastruktur

Netzinfrastruktur: Bestandteil des täglichen Lebens

Die meisten Menschen nutzen jeden Tag irgendeine Form von Netzinfrastruktur. Ganz gleich, ob Sie Wi-Fi auf Ihrem Laptop oder Daten auf einem Smartphone nutzen, die Netzwerkinfrastruktur ist der Grundstein für diese Verbindungen. Damit ist die Netzinfrastruktur ein wesentlicher Bestandteil des täglichen Lebens.

Aber was genau ist eine Netzwerkinfrastruktur, und aus welchen Komponenten besteht sie? In diesem Artikel werden wir die Grundlagen der Netzwerkinfrastruktur und die Bedeutung einer robusten Netzwerkinfrastruktur untersuchen.

Was ist eine Netzinfrastruktur?

Der Begriff Netzwerkinfrastruktur bezieht sich auf die physischen und virtuellen Komponenten, die für den Aufbau eines Netzwerks mit angeschlossenen Geräten erforderlich sind. Diese Komponenten können Netzwerkhardware wie Router, Switches, Firewalls, Kabel und Hubs umfassen. Sie kann auch Software wie Portale, Netzwerkprotokolle und Netzwerkverwaltungssysteme umfassen. Die Netzwerkinfrastruktur ermöglicht es verschiedenen Geräten, miteinander zu kommunizieren, und sie kann sowohl kabelgebunden als auch drahtlos sein.

Die Netzwerkinfrastruktur ist das Rückgrat der modernen Technologie. Sie stellt die Übertragungswege für Technologien wie KI, IoT und erweiterte Datenanalyse bereit. Sie ermöglicht die Verbindung mit dem Internet, Zugriff auf Online-Dienste und Kommunikation mit Menschen auf der ganzen Welt. Die Bedeutung der Netzinfrastruktur kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden, denn sie macht unser digitales Leben erst möglich.

Die Bedeutung einer robusten Netzwerkinfrastruktur

Eine robuste Netzwerkinfrastruktur ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Konnektivität und Kommunikation, die Verbesserung der Produktivität und die Erhöhung der Sicherheit. Sie erleichtert die nahtlose Kommunikation zwischen Mitarbeitern, fördert die Zusammenarbeit und steigert die Effizienz in Unternehmen. Eine zuverlässige Netzwerkinfrastruktur verringert das Risiko von Datenschutzverletzungen und Cyber-Bedrohungen und gewährleistet ein höheres Maß an Netzwerksicherheit.

Ohne eine stabile Netzwerkinfrastruktur kann es in Unternehmen zu Ausfallzeiten, langsamen Verbindungen und Sicherheitsverletzungen kommen. Dies kann zu Produktivitäts- und Umsatzeinbußen führen und den Ruf des Unternehmens schädigen. Durch Investitionen in eine stabile Netzwerkinfrastruktur können Unternehmen einen reibungslosen und sicheren Betrieb gewährleisten.

Arten von Netzwerkinfrastruktur

Die Netzwerkinfrastruktur bezieht sich auf die Hardware- und Netzwerksoftwarekomponenten, aus denen ein Netzwerk besteht. Dazu gehören die Geräte, Kabel und Protokolle, mit denen sie verbunden sind. Es gibt drei Haupttypen von Netzwerkinfrastruktur: verkabelte, drahtlose und hybride Netzwerke.

Verkabelte Netzwerke

Ein kabelgebundenes Netzwerk verwendet physische Kabel, um Geräte miteinander und mit dem Internet zu verbinden. Diese Art von Netzwerkinfrastruktur bietet sichere Hochgeschwindigkeitsverbindungen und eine zuverlässige Leistung. Kabelgebundene Netzwerke werden häufig in großen Unternehmen eingesetzt, die eine hohe Bandbreite, geringe Latenzzeiten und eine gleichbleibende Leistung benötigen. Kabelgebundene Netzwerke sind ideal für Anwendungen wie Videostreaming oder die Übertragung großer Dateien. Dies sind Anwendungen, die eine hohe Bandbreite mit garantierter Geschwindigkeit erfordern. Ethernet-Kabel sind der am häufigsten verwendete Kabeltyp in kabelgebundenen Netzwerken. Sie sind zuverlässig und können Daten mit hoher Geschwindigkeit über große Entfernungen übertragen. Ethernet-Netzwerke werden oft über Glasfaserkabel betrieben. Glasfaserkabel sind ein weiterer Kabeltyp, der in verkabelten Netzwerken verwendet wird. Sie verwenden Licht zur Datenübertragung und sind daher schneller und sicherer als andere Kabeltypen (z. B. Kupferkabel). Kabelgebundene Netze sind jedoch nicht ohne Nachteile. Die Installation und Wartung physischer Kabel kann teuer und zeitaufwändig sein. Außerdem kann es schwierig sein, sie neu zu konfigurieren, wenn das Netz erweitert oder verändert werden soll. Und natürlich können die Millionen von Menschen mit Smartphones in ihren Taschen nicht an ihre Internetverbindung gebunden sein.

Drahtlose Netzwerke

Ein drahtloses Netzwerk nutzt Funkwellen, um Netzinfrastrukturgeräte miteinander und mit dem Internet zu verbinden. Drahtlose Netzwerke werden immer beliebter, weil sie bequem, flexibel und einfach einzurichten sind. Wi-Fi ist der gängigste Typ eines drahtlosen Netzwerks. Es wird häufig in Privathaushalten, kleinen Unternehmen und an öffentlichen Orten eingesetzt. 5G ist eine Art von Drahtlostechnologie, von der man heutzutage viel hört. 5G ist die 5. Generation von Drahtlosnetzwerken und bietet erhebliche Fortschritte gegenüber seinen Vorgängern 3G und 4G/LTE. Zu diesen Verbesserungen gehören höhere Geschwindigkeiten, geringere Latenzzeiten und eine höhere Kapazität. Darüber hinaus ermöglicht 5G die gleichzeitige Echtzeitübertragung von Millionen von mit dem Internet verbundenen Geräten. Drahtlose Netzwerke machen physische Kabel überflüssig, was sie ideal für mobile Geräte wie Laptops, Tablets und Smartphones macht. Sie sind jedoch anfällig für Störungen durch andere drahtlose Geräte, was zu langsameren Geschwindigkeiten und Verbindungsproblemen führen kann. Drahtlose Netzwerke sind auch weniger sicher als kabelgebundene Netzwerke, da jeder in Reichweite des Signals auf sie zugreifen kann.

Hybride Netzwerke

Die größten Mobilfunkanbieter verfügen über ein komplexes Geflecht aus verkabelten Glasfasern, die ihre drahtlose Infrastruktur aus Türmen und kleinen Zellen verbinden. Ein hybrides Netzwerk kombiniert drahtgebundene und drahtlose Netzwerkinfrastrukturen, um eine flexible und zuverlässige Netzwerklösung zu bieten. Hybride Netzwerke sind in großen Unternehmen, die sowohl kabelgebundene als auch drahtlose Konnektivität benötigen, weit verbreitet. Hybride Netze bieten das Beste aus beiden Welten. Mit hybriden Netzwerken erhalten Sie die Geschwindigkeit, Bandbreite und Sicherheit von kabelgebundenen Netzwerken und den Komfort und die Flexibilität von drahtlosen Netzwerken. Ein Unternehmen könnte beispielsweise ein kabelgebundenes Netzwerk für die Verbindung von Desktop-Computern und Webservern in einem Büroraum verwenden. Für Laptops und mobile Geräte wird ein drahtloses Netzwerk verwendet. Auf diese Weise erhalten die Mitarbeiter sowohl die benötigte Hochgeschwindigkeitsverbindung als auch die Flexibilität, von jedem Ort im Büro aus zu arbeiten. Allerdings können hybride Netzwerke in der Einrichtung und Wartung komplexer sein als ein kabelgebundenes oder drahtloses Netzwerk allein. Die Entscheidung für ein kabelgebundenes, drahtloses oder hybrides Netzwerk hängt ganz von der Art der Kommunikation in Ihrem Unternehmen ab.

Netzwerkgeräte und -komponenten

Lassen Sie uns in die Grundlagen der Netzwerkgeräte und -komponenten eintauchen. Es gibt mehrere wesentliche Netzwerkgeräte und -komponenten, die eine Netzwerkinfrastruktur ausmachen. Zu den wesentlichen Komponenten einer Netzwerkinfrastruktur gehören häufig ein Server, ein Router, ein Switch, ein Hub und eine Firewall. Je nach den spezifischen Anforderungen des Netzwerks können viele weitere Komponenten Teil einer Netzwerkinfrastruktur sein. Dazu gehören Load Balancer, drahtlose Zugangspunkte, VPNs, DNS-Server, Netzwerkschnittstellengeräte (NIDs) und vieles mehr.

Router

Ein Router ist ein Netzwerkgerät, das Datenpakete zwischen verschiedenen Computernetzwerken weiterleitet. Router verbinden ein lokales Netzwerk mit dem Internet und ermöglichen es mehreren Geräten, gleichzeitig eine Verbindung herzustellen. Router sind unverzichtbar für die Sicherung eines Netzwerks und den zuverlässigen Transport von Paketen über Netzwerkverbindungen. Sie können Ihr Routing selbst verwalten, oder Sie können sich dafür entscheiden, Ihr Routing in Ihrem Namen von einem Anbieter verwalten zu lassen.

Switches

Ein Switch ist ein Netzwerkgerät, das verschiedene Geräte in einem Netzwerk miteinander verbindet. Switches ermöglichen die Kommunikation der Geräte untereinander und können auch die Leistung des Netzwerks verbessern, indem sie die Netzwerküberlastung verringern. Sie können Ihre Switches selbst verwalten, oder Sie können sich dafür entscheiden, dass Ihr Anbieter die Switches in Ihrem Namen verwaltet.

Hubs

Ein Hub ist ein Netzwerkgerät, das die Geräte in einem Netzwerk miteinander verbindet. Hubs senden Daten an alle Geräte im Netzwerk, was zu einer Überlastung des Netzwerks und zu Leistungseinbußen führen kann. Hubs werden in modernen Netzwerken aufgrund ihrer Einschränkungen nur noch selten eingesetzt.

Server

Ein Server ist ein Computersystem, das Benutzer, Ressourcen und Anwendungen in einem Netzwerk verwaltet. Er kann Daten speichern und freigeben, Websites hosten und Anwendungen ausführen, auf die die Benutzer im Netzwerk zugreifen können.

Netzwerkschnittstellenkarten (NICs)

Eine Netzwerkkarte (Network Interface Card, NIC) ist eine Erweiterungskarte, mit der ein Computer an ein Netzwerk angeschlossen werden kann. NICs können entweder verkabelt oder drahtlos sein und stellen die Schnittstelle zwischen einem Computer und dem Netzwerk dar. NICs können auch Funktionen wie die Ver- und Entschlüsselung des Netzwerkverkehrs übernehmen.

Kabel und Steckverbinder

Kabel und Steckverbinder sind wesentliche Bestandteile der Netzinfrastruktur. Ethernet-Kabel, Glasfaserkabel und Koaxialkabel sind gängige Kabeltypen, die in verkabelten Netzwerken verwendet werden. Wi-Fi verwendet Funkwellen, um Geräte drahtlos zu verbinden.

Firewalls

Eine Firewall ist ein Sicherheitsgerät für die Netzwerkinfrastruktur, das den eingehenden und ausgehenden Netzwerkverkehr überwacht und kontrolliert. Sie schützt das Netzwerk vor unbefugtem Zugriff und Cyber-Bedrohungen.

Entwurf der Netzwerkinfrastruktur

Die Entscheidung für eine Netzkonfiguration hängt ganz vom Kommunikationsfluss der Menschen (und Maschinen) ab, die das Netz nutzen. Stellen Sie sich Ihr Unternehmen wie einen Hochschulcampus vor, auf dem alle Gebäude stehen, alles Gras gewachsen ist, aber keine Bürgersteige angelegt wurden. Im Idealfall lassen Sie Studenten, Mitarbeiter, Familien und Lieferanten ein paar Wochen lang ungehindert zwischen den Gebäuden hin- und hergehen. Nach einer gewissen Zeit werden Sie feststellen, dass sich im Gras die üblichen Wege bilden, und dort bauen Sie dann Ihre Bürgersteige. Das Verständnis Ihrer eigenen Verkehrswege führt natürlich zur Gestaltung Ihres Netzes.

Es gibt fünf gängige Möglichkeiten, die Infrastruktur Ihres Netzwerks zu gestalten: Bus, Hub and Spoke, Ring, Mesh und Baum:

Bei einer Bustopologie werden alle Geräte an ein einziges Kabel angeschlossen, das als Backbone für das Netz dient. Bustopologien werden üblicherweise für lokale Netzwerke (LANs) verwendet. Sie sind einfach einzurichten und benötigen weniger Kabel als andere Netzwerkinfrastrukturen. Fällt jedoch das Backbone-Kabel aus, ist das gesamte Netz betroffen.

Bei einer Hub-and-Spoke-Topologie (auch als „Stern“-Topologie bekannt) ist jedes Gerät mit einem zentralen Gerät, z. B. einem Hub oder Switch, verbunden. Alle Daten werden über dieses Gerät geleitet, was eine einfache Netzwerkverwaltung ermöglicht. Sterntopologien sind zuverlässig und können leicht erweitert werden. Sie können jedoch teuer in der Einrichtung sein und erfordern mehr Kabel als andere Topologien.

Bei einer Ringtopologie sind die Geräte in einer Ringformation miteinander verbunden, wobei die Daten in eine Richtung fließen. Jedes Gerät fungiert als Repeater, der das Signal verstärkt und es an das nächste Gerät weiterleitet. Ringtopologien sind zuverlässig und können Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unterstützen. Sie können jedoch teuer in der Einrichtung und schwierig in der Erweiterung sein.

Bei einer Mesh-Topologie werden alle Geräte miteinander verbunden, so dass mehrere Pfade für die Datenübertragung entstehen. Mesh-Topologien sind äußerst zuverlässig, denn wenn ein Gerät ausfällt, können die Daten einen anderen Weg finden. Mesh-Topologien werden aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit häufig in kritischen Anwendungen wie Krankenhäusern und Flugsicherungssystemen eingesetzt. Mesh-Topologien können jedoch kompliziert einzurichten sein, sind recht teuer und erfordern einen hohen Verkabelungsaufwand.

Eine Baumtopologie ist eine Kombination aus Bus- und Sterntopologie. Die Geräte sind in einer hierarchischen Struktur verbunden, wobei die Zweige mit einem zentralen Backbone-Kabel verbunden sind. Baumtopologien sind zuverlässig und skalierbar. Sie können jedoch kompliziert einzurichten sein und erfordern auch mehr Verkabelung als andere Topologien.

Ihre Netzwerkinfrastruktur „robust“ machen

Der Aufbau einer robusten Netzwerkinfrastruktur umfasst eine Kombination aus den oben beschriebenen physischen Komponenten und den weiter unten vorgestellten Softwarekomponenten. Diese arbeiten zusammen, um Zuverlässigkeit, Sicherheit und Leistung zu verbessern.

Eine robuste Netzinfrastruktur weist die folgenden Merkmale auf:

Hochgradig zuverlässige Verfügbarkeit – Redundanz und Ausfallsicherheit sind hier der Schlüssel. Sie können die Verfügbarkeit sicherstellen, indem Sie redundante Backup-Geräte, Stromversorgungen und -quellen verwenden und den Datenverkehr über mehrere Pfade leiten. Dadurch wird sichergestellt, dass Ihr Netzwerk auch dann wiederhergestellt werden kann, wenn etwas schief läuft.

Netzwerksegmentierung und -isolierung: Die Trennung des Datenverkehrs erhöht die Sicherheit. Ein IP-VPN isoliert verschiedene Arten von Datenverkehr. Dadurch wird sichergestellt, dass verschiedene Abteilungen keinen Zugriff auf die Daten der jeweils anderen Abteilung haben.

Netzwerkverwaltungs-Tools – die richtige Software, um den kontinuierlichen Zustand zu gewährleisten.Verwenden Sie Netzwerkverwaltungssysteme, die eine zentrale Steuerung und Konfiguration von Netzwerkgeräten ermöglichen und so die Fehlersuche und Wartung erleichtern.

Sicherheit – um Ihr Netzwerk vor böswilligen Akteuren zu schützen.Neben den oben erwähnten Firewalls können Sie Intrusion Detection and Prevention, Security Brokers, Zero-Trust-Technologie und andere Sicherheitstechnologien einsetzen. Diese tragen zum Schutz vor unbefugtem Zugriff, Malware und anderen Bedrohungen bei.

Dies sind die Schlüsselelemente, die, wenn sie gut implementiert sind, ein robustes Netzwerk ausmachen. Weitere Elemente sind Disaster Recovery, Skalierung für die Zukunft sowie regelmäßige Tests und Audits.