Ein Netzwerkarchitektur-Guide

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Netzwerkarchitektur spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit, Effizienz und Gesamtfunktionalität der Netzwerkinfrastruktur eines Unternehmens. 

Am besten kann man sich die Architektur wie einen Rahmen vorstellen, den alle Dienste und Geräte nutzen, um die Anforderungen der Computernetzbenutzer zu erfüllen. Da die Technologie immer weiter voranschreitet und immer mehr Branchen in die Digitalisierung einsteigen, müssen Netzwerke immer mehr leisten, was die Netzwerkarchitektur unter Druck setzt, diese Anforderungen zu erfüllen.

In diesem Artikel erfahren Sie, was Netzwerkarchitektur bedeutet, welche gängigen Arten von Netzwerkarchitekturen es gibt, wie Sie die richtige für sich auswählen und wie Sie Ihre eigene Netzwerkarchitektur aufbauen können.

Was ist eine Netzwerkarchitektur?

Die Netzwerkarchitektur kombiniert Design und Organisation, um die Funktionsweise eines Computernetzwerks zu gestalten. Sie beschreibt, wie Geräte wie Computer, Smartphones und Netzwerkserver sowohl physisch als auch logisch miteinander verbunden werden, um ein effizientes Netzwerk zu schaffen, das den Anforderungen der Benutzer gerecht wird. 

Die Größe und Form von Netzwerken kann je nach der Anzahl der vom Netzwerk bedienten Geräte und der Netzwerktopologie variieren. Lokale Netze (LANs) umfassen in der Regel ein enges geografisches Gebiet, z. B. ein Bürogebäude, ein Haus oder einen anderen persönlichen Wohnsitz. Ein Weitverkehrsnetz (WAN) deckt einen größeren geografischen Bereich ab, z. B. ein stadtweites Netz oder ein Unternehmensnetz mit mehreren Standorten.

Arten von Netzwerkarchitekturen

Peer-to-Peer-Netze

Bei Peer-to-Peer-Netzen wird jedes Gerät im System auf der gleichen Ebene bewertet. Bei dieser Art von Netzwerk kann jedes Gerät direkt mit jedem anderen kommunizieren. Es ist einfacher einzurichten, eignet sich aber am besten für kleine Standorte, z. B. zu Hause oder in einem kleinen Büro.

Client-Server-Netzwerke

Client-Server-Netze sind leistungsfähiger und bieten Dienste für einzelne Clients oder Stationen. Bei dieser Art von Netzwerkarchitektur warten die Server auf Anfragen von Client-Geräten. Sobald eine Anfrage eingeht, verarbeitet der Server die Anfrage und antwortet. Server können entweder zustandslos oder zustandsorientiert sein. Stateful-Server erinnern sich an frühere Interaktionen mit jedem Client und ermöglichen so komplexere, fortlaufende Unterhaltungen. 

Um mehrere Client-Anfragen effizient zu bearbeiten, verwenden Server oft ein Master-Slave-Muster. In diesem Fall wartet der Master-Server auf Anfragen und weist einem Slave-Server die Bearbeitung der einzelnen Anfragen zu, um eine reibungslose und gleichzeitige Bearbeitung der Aufgaben zu gewährleisten. Dieser Aufbau ist für große Unternehmen nützlich, da er sicher ist und eine große Anzahl von Personen bedienen kann.

Vor- und Nachteile der verschiedenen Netzwerkarchitekturen

Wenn Sie die Vor- und Nachteile der verschiedenen Netzwerkarchitekturen kennen, können Sie diejenige wählen, die Ihren Anforderungen am besten entspricht. Im Folgenden finden Sie eine kurze Übersicht über die Vor- und Nachteile der beiden am häufigsten verwendeten Arten: Peer-to-Peer und Client-Server.

Peer-to-Peer-Architektur (P2P)

Bei der Wahl einer P2P-Architektur sollten Sie die folgenden Vor- und Nachteile berücksichtigen. Mit einem soliden Verständnis der Stärken und Schwächen können Sie sicherstellen, dass Sie die richtige Wahl für Ihre Bedürfnisse treffen.

Vorteile:

• Einfachheit: Die P2P-Architektur lässt sich ohne spezielle Kenntnisse oder Hardware leicht einrichten.

• Kostengünstig: Sie kann die Kosten senken, da kein dedizierter Server erforderlich ist.

• Direkter Zugang: Alle Geräte können Ressourcen wie Dateien direkt miteinander teilen.

Nachteile:

• Skalierbarkeit: Die P2P-Architektur ist auf eine kleinere Anzahl von Geräten beschränkt und wird ineffizient, wenn das Netzwerk wächst.

• Sicherheit: Sie ist tendenziell weniger sicher, da jedes Gerät sowohl ein Client als auch ein Server ist, was die Anfälligkeit erhöht.

• Ressourcenbelastung: Einzelne Geräte können überlastet werden, da sie sowohl als Client als auch als Server fungieren.

Client-Server-Architektur

Ähnlich wie bei P2P-Netzwerken gibt es bei der Client-Server-Architektur mehrere Vor- und Nachteile zu beachten. Im Folgenden werden einige der wichtigsten aufgeführt.

Vorteile:

• Skalierbarkeit: Sie kann problemlos mehr Geräte aufnehmen und ist damit eine anpassungsfähige Option für große Organisationen.

• Zentralisierte Kontrolle: Ein einziger Server kann Ressourcen, Aktualisierungen und Sicherheitsprotokolle verwalten.

• Zugänglichkeit: Dank der Anmeldedaten kann ein breites Netzwerk von Personen von überall aus auf das Netzwerk zugreifen.

Nachteile:

• Kosten: Die Client-Server-Architektur erfordert die Investition in dedizierte Server-Hardware anstelle eines Desktop-Computers.

• Kompliziertheit: Diese Netzwerke sind komplexer als Peer-to-Peer-Netzwerkarchitekturen.

Wer verwendet Netzwerkarchitektur?

Netzwerkarchitektur ist nicht nur ein Begriff, der in IT-Abteilungen in Umlauf gebracht wird. Sie ist ein wichtiger Bestandteil der modernen Wirtschaft und verschiedener anderer Sektoren. Wenn Sie wissen, wer Netzwerkarchitektur einsetzt, können Sie sich einen Überblick über ihre Bedeutung und Anwendungen verschaffen.

Fachleute wie Netzwerkanalytiker, Systemingenieure und Netzwerktechniker sind auf den Entwurf und die Implementierung von Netzwerkarchitekturen spezialisiert. Zu den Schlüsselqualifikationen gehören Problemlösung, analytisches Denken und effektive Kommunikation. Diese Fachleute müssen sich häufig mit der Modellierung und Planung von Netzwerken und möglicherweise auch mit Netzwerksicherheitsmaßnahmen befassen.

Andere Bereiche, an denen Fachleute für Netzwerkarchitektur eingestellt werden können, sind

• Unternehmen und Konzerne: Große Unternehmen benötigen oft komplexe Netzwerkeinrichtungen zur Verwaltung von Daten, Kommunikation und Betrieb. Diese Unternehmen verfügen in der Regel über eine Client-Server-Architektur, um eine große Anzahl von Aufgaben und Benutzern effizient zu verwalten.

• Kleine und mittlere Unternehmen: Kleinere Unternehmen entscheiden sich aufgrund begrenzter Ressourcen möglicherweise für einfachere Peer-to-Peer-Netzwerke. Wenn sie wachsen, gehen diese Unternehmen oft zu einer fortschrittlicheren Netzwerkarchitektur über, um eine wachsende Belegschaft und einen größeren Kundenstamm zu versorgen.

• Organisationen des Gesundheitswesens: Krankenhäuser und Kliniken benötigen zuverlässige Netzwerke für Patientenakten, Terminplanung und ein hohes Maß an Sicherheit zum Schutz von Patientendaten.

• Regierungsbehörden: Nationale und lokale Behörden sind auf eine sichere Netzwerkarchitektur für die Fernverwaltung von Daten, die Verwaltung von Aufzeichnungen und den Schutz von Informationen angewiesen. 

Entwurf einer Netzwerkarchitektur

Wenn Sie lernen, Ihre eigene Netzwerkarchitektur zu entwerfen, können Sie durch Ihre Fähigkeiten in der Netzwerkarchitektur ein gut konzipiertes Netzwerk erstellen, das Ihren Anforderungen entspricht. Hier ein vereinfachter Guide zum Entwurf einer Netzwerkarchitektur:

1. Verstehen Sie Ihre Anforderungen

Bevor Sie sich in die technischen Details vertiefen, sollten Sie auflisten, was das Netzwerk leisten soll. Richten Sie es für ein kleines Unternehmen, ein großes Unternehmen oder für den privaten Gebrauch ein? Jeder hat andere Anforderungen in Bezug auf Leistung, Skalierbarkeit und Sicherheit.

2. Wählen Sie die Art der Netzwerkarchitektur

Die beiden Haupttypen der Netzwerkarchitektur sind Peer-to-Peer und Client-Server. Peer-to-Peer ist in der Regel einfacher und kostengünstiger, aber möglicherweise nicht gut skalierbar. Client-Server-Architekturen sind komplexer, bieten aber mehr Kontrolle und sind leichter zu skalieren.

3. Identifizieren Sie Netzwerkgeräte und Hardware

Entscheiden Sie sich für die Netzwerkelemente, die für Ihren Entwurf wichtig sind. Vergewissern Sie sich, dass sie den aktuellen Leistungsanforderungen Ihres Netzwerks entsprechen und auch für künftige Netzwerkanforderungen geeignet sind.

4. Planen Sie die Netzwerktopologie

Wie sollen die Geräte physisch und logisch miteinander verbunden werden? Gängige Topologien sind Stern, Ring oder Mesh. Die Wahl hängt oft von der angestrebten Redundanz, Leistung und Komplexität ab.

5. Berücksichtigen Sie die Netzwerksicherheit

Die Sicherheit ist ein entscheidendes Element in jedem Netzwerkdesign. Dabei sind sowohl interne als auch externe Bedrohungen zu berücksichtigen.

6. Berücksichtigen Sie das IP-Adressierungsschema

Entscheiden Sie sich für ein logisches IP-Adressierungsschema für alle Geräte, die Teil Ihres Netzwerks sein werden. Dies erleichtert die Verwaltung und Kommunikation.

Die nächsten Schritte mit Coursera

Vertiefen Sie Ihr Verständnis der Netzwerkarchitektur und der damit verbundenen Netzwerkprinzipien mit Online-Kursen auf der Lernplattform Coursera. 

Kurse wie Google IT-Support (berufsbezogenes Zertifikat) und Connect and Protect: Netzwerke und Netzwerksicherheit können Ihnen helfen, eine solide Grundlage in diesem Bereich zu schaffen.