Rheinwerk Computing < openbook > Rheinwerk Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Einführung
2 Mathematische und technische Grundlagen
3 Hardware
4 Netzwerkgrundlagen
5 Betriebssystemgrundlagen
6 Windows
7 Linux
8 Mac OS X
9 Grundlagen der Programmierung
10 Konzepte der Programmierung
11 Software-Engineering
12 Datenbanken
13 Server für Webanwendungen
14 Weitere Internet-Serverdienste
15 XML
16 Weitere Datei- und Datenformate
17 Webseitenerstellung mit (X)HTML und CSS
18 Webserveranwendungen
19 JavaScript und Ajax
20 Computer- und Netzwerksicherheit
A Glossar
B Zweisprachige Wortliste
C Kommentiertes Literatur- und Linkverzeichnis
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IT-Handbuch für Fachinformatiker von Sascha Kersken
Der Ausbildungsbegleiter
Buch: IT-Handbuch für Fachinformatiker

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Rheinwerk Computing
1216 S., 6., aktualisierte und erweiterte Auflage, geb.
34,90 Euro, ISBN 978-3-8362-2234-1
Pfeil 4 Netzwerkgrundlagen
Pfeil 4.1 Einführung
Pfeil 4.1.1 Was ist ein Netzwerk?
Pfeil 4.1.2 Entstehung der Netzwerke
Pfeil 4.2 Funktionsebenen von Netzwerken
Pfeil 4.2.1 Das OSI-Referenzmodell
Pfeil 4.2.2 Das Schichtenmodell der Internetprotokolle
Pfeil 4.2.3 Netzwerkkommunikation über die Schichten eines Schichtenmodells
Pfeil 4.3 Klassifizierung von Netzwerken
Pfeil 4.3.1 Die Reichweite des Netzwerks
Pfeil 4.3.2 Die Netzwerktopologie
Pfeil 4.3.3 Der Zentralisierungsgrad des Netzwerks
Pfeil 4.4 Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und Netzzugangsverfahren
Pfeil 4.4.1 Die verschiedenen Ethernet-Standards
Pfeil 4.4.2 Token Ring
Pfeil 4.4.3 Drahtlose Netze
Pfeil 4.4.4 Sonstige Zugangsarten
Pfeil 4.5 Datenfernübertragung
Pfeil 4.5.1 Netzwerkzugang per Modem (analoge Telefonleitung)
Pfeil 4.5.2 ISDN
Pfeil 4.5.3 DSL-Dienste
Pfeil 4.5.4 Internetzugänge über Mobilfunk
Pfeil 4.6 Die TCP/IP-Protokollfamilie
Pfeil 4.6.1 Netzzugang in TCP/IP-Netzwerken
Pfeil 4.6.2 IP-Adressen, Datagramme und Routing
Pfeil 4.6.3 Transportprotokolle
Pfeil 4.6.4 Das Domain Name System (DNS)
Pfeil 4.6.5 Verschiedene Internet-Anwendungsprotokolle
Pfeil 4.7 Andere Protokollstapel
Pfeil 4.7.1 Die AppleTalk-Protokollfamilie
Pfeil 4.7.2 Novell IPX/SPX
Pfeil 4.7.3 NetBEUI/SMB
Pfeil 4.8 Zusammenfassung

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4.3 Klassifizierung von NetzwerkenZur nächsten Überschrift

Nachdem Sie nun mithilfe der Schichtenmodelle eine Möglichkeit kennengelernt haben, unterschiedliche Netzwerke in ihren Funktionen miteinander zu vergleichen, sollten Sie auch verstehen, worin sie sich unterscheiden. Es gibt diverse Unterscheidungsmerkmale, die zwar nicht genau den Schichten der Modelle entsprechen, aber doch ebenfalls mehrere Aspekte der einzelnen Netzwerke betreffen. Es handelt sich um die Unterscheidung nach der Reichweite des Netzwerks, der physikalischen Grundstruktur oder Topologie und zuletzt nach der zentralen oder dezentralen Verwendung des jeweiligen Netzes.


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4.3.1 Die Reichweite des NetzwerksZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Bei der Unterteilung der Netzwerke entsprechend der Reichweite – also nach der geografischen Größenordnung, die das Netzwerk überbrückt – werden insgesamt vier Stufen unterschieden:

  • Das Local Area Network (LAN) – lokales Netzwerk – beschreibt ein Netzwerk, das an ein einzelnes zusammenhängendes Areal gebunden ist, also etwa einen Raum, ein Gebäude oder maximal ein zusammenhängendes (Firmen-)Gelände. LANs sind heutzutage weit verbreitet in Wirtschaftsunternehmen, Schulen und Universitäten oder anderen Organisationen und Instituten.
  • Das Metropolitan Area Network (MAN) – Stadtgebiets-Netzwerk – bezeichnet ein Netz, das eine Stadt, Gemeinde oder auch eine Region umfasst. Ein Beispiel wären die verschiedenen eigenen Netze von NetCologne in Köln. Die Ausdehnung für ein MAN liegt bei 100 km und mehr.
  • Das Wide Area Network (WAN) – Fernnetzwerk – ist ein Netz, das mehrere Städte, eine ganze Region oder sogar ein ganzes Land umfasst. In Deutschland gibt es beispielsweise das Deutsche Forschungsnetz (DFN).
  • Das Global Area Network (GAN) – weltweites Netzwerk – ist über mehrere Länder, einen ganzen Kontinent oder sogar die ganze Welt verbreitet. Das bei Weitem größte GAN ist heutzutage natürlich das Internet – im engeren Sinne ist ein GAN allerdings ein homogenes Netzwerk, während das Internet aus zahllosen Einzelnetzen mit unterschiedlichen Architekturen zusammengesetzt ist.

Es sei noch angemerkt, dass die drei Netzwerkarten, die größere Entfernungen überbrücken – also MAN, WAN und GAN – oftmals einfach unter dem Sammelnamen WAN zusammengefasst werden. Dies umso mehr, als alle drei Typen von Fernnetzen im Wesentlichen die gleiche Art von Technologie verwenden – oder genauer gesagt: Alle Arten von Technologien für Fernnetze werden von allen drei Netzarten benutzt.

Es gibt Fernnetze, die Wählleitungen, also einfache Telefonverbindungen, verwenden, sowohl das klassische Analog- als auch das digitale ISDN-Netz. Immer beliebter werden auch die neuen diversen DSL-Dienste, bei denen durch die Verwendung besonders hochfrequenter Signale über die normalen Kupferdrähte der Telefonleitungen wesentlich höhere Datenübertragungsraten erzielt werden. Zu einer besonderen Form der Wählleitung zählen Verbindungen über die digitalen GSM-Mobilfunknetze und deren Nachfolger GPRS und UMTS. Daneben existieren unterschiedliche Arten von Standleitungen, die für besonders häufig beanspruchte oder besonders zuverlässige Leitungen verwendet werden. Hierbei gibt es unter anderem spezielle DSL-Standleitungen oder Glasfasernetze. Auch drahtlose Übertragung, etwa über Funk- oder Satellitenverbindungen, spielt eine immer größere Rolle.

Zu beachten ist allerdings, dass DSL, Wireless LAN und Mobilfunknetze im Wesentlichen die Technologien für den Zugang einzelner Hosts zu einem MAN oder WAN darstellen. Im Backbone-Bereich, also in der eigentlichen Netzwerkinfrastruktur, kommen vor allem Zeitmultiplexing-Verfahren über Glasfasernetze zum Einsatz. Sprache, Video und sonstige Daten werden dabei über Gigabit-Ethernet, SDH/SONET, ATM oder manchmal auch Frame-Relay übertragen. Eine zunehmende Bedeutung erlangten in den letzten Jahren auch DWDM-Verfahren (Dense Wavelength Division Multiplexing). Dabei werden über ein und denselben Lichtwellenleiter mehrere Signale mit unterschiedlicher Wellenlänge gleichzeitig versandt, was für extrem hohe Datenraten sorgt.

Lokale Netzwerke verwenden ebenfalls viele unterschiedliche technische Übertragungsarten. Allein für Ethernet, die häufigste Form der lokalen Vernetzung, werden unterschiedliche Arten von Koaxial-, Twisted-Pair- oder Glasfaserkabeln benutzt. Diese zeichnen sich durch verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten, mögliche maximale Entfernungen und natürlich auch unterschiedliche Kosten aus. Wireless LAN – der Betrieb von lokalen Netzwerken ohne Kabel über Funk, Infrarot oder Mikrowellen – erfreut sich auch zunehmender Beliebtheit. Abgesehen davon gibt es neben Ethernet viele andere Formen lokaler Netzwerke.

Die technologischen Grundlagen der Verkabelung, der Signalübermittlung und des Netzzugangs werden in Abschnitt 4.4, »Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und Netzzugangsverfahren« ausführlicher besprochen.


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4.3.2 Die NetzwerktopologieZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Topologie eines Netzwerks beschreibt, in welcher physikalischen Grundform die einzelnen Geräte organisiert sind. Manche Arten von Netzwerkhardware setzen eine bestimmte Topologie voraus, andere überlassen dem Einrichtenden die Entscheidung zwischen mehreren Möglichkeiten. Topologie ist normalerweise eine Eigenschaft lokaler Netzwerke oder gar einzelner Netzsegmente. Die meisten Fernnetze verbinden ohnehin nicht einzelne Rechner, sondern ganze Netzwerke an unterschiedlichen Orten miteinander.

Es werden im Wesentlichen folgende Grundformen unterschieden:

  • Die Bus-Topologie beschreibt ein Netzwerk, bei dem die einzelnen Knoten (Anschlüsse) hintereinander an einem einzelnen Kabelstrang angeschlossen sind, dessen Enden nicht miteinander verbunden werden dürfen (sonst würde es sich um eine Ring-Topologie handeln!). Häufig werden die beiden Enden des Kabelstrangs durch Abschlusswiderstände (Terminatoren) abgeschlossen. Ein Beispiel für echte busförmige Netzwerke ist Ethernet über Koaxialkabel.
  • Die Stern-Topologie ist die Form eines Netzes, bei dem alle Knoten mit jeweils eigenem Kabel an einem zentralen Gerät miteinander verbunden werden. Dieses zentrale Bindeglied heißt, je nach seiner genauen Funktionsweise, Hub oder Switch. Die Stern-Topologie wird zum Beispiel von Ethernet über Twisted-Pair-Kabel verwendet.
  • Die Ring-Topologie ähnelt der Bus-Topologie insofern, als auch hier alle Knoten an einem zentralen Strang aufgereiht sind. Dieser zentrale Kabelstrang bildet jedoch einen geschlossenen Ring. Daraus ergibt sich automatisch eine Datenstromrichtung, in die die Datenpakete grundsätzlich weitergereicht werden. Bekanntestes Beispiel der ringförmigen Vernetzung ist Token Ring.
  • Die Baum-Topologie schließlich ist eher ein Standard für den Zusammenschluss verschiedener Netzsegmente. Von einem zentralen Kabelstrang, gewissermaßen dem »Stamm« des Baums, gehen nach beliebigen Richtungen einzelne Verästelungen ab, an denen entweder eine einzelne Station oder ein ganzes Netz hängt.

Wichtig ist zu guter Letzt, dass ein Unterschied zwischen einer physikalischen und einer logischen Topologie bestehen kann, denn die äußere Form der Verkabelung (physikalische Topologie) kann einfach aus praktischen Erwägungen heraus gewählt worden sein, obwohl von der Funktion her eine völlig andere Struktur herrscht, nämlich die logische Topologie.

Ein gutes Beispiel für eine unterschiedliche physikalische und logische Struktur sind neuere Token-Ring-Varianten: Die eigentliche Vernetzung erfolgt sternförmig, logisch gesehen handelt es sich jedoch um einen Ring. Auch Ethernet über Twisted-Pair-Kabel verwendet physikalisch gesehen die Stern-Topologie, die logische Funktionsweise hängt von der Art des zentralen Verteilers ab: Ein Hub erzeugt letztlich die Funktion eines busförmigen Netzes, da es einen durchgehenden Strang enthält, an dem alle Stationen angeschlossen sind. Ein Switch dagegen stellt jeweils eine gesonderte Verbindung zwischen zwei Stationen her, die miteinander Daten austauschen; mithin handelt es sich hier auch logisch um die echte Sternform.


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4.3.3 Der Zentralisierungsgrad des NetzwerksZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Ein weiteres wichtiges Kriterium bei der Einteilung von Netzwerken in unterschiedliche Gruppen ist die Frage nach der Arbeitsaufteilung in ihnen. Kleine Arbeitsgruppen, die jeweils mit ihren Arbeitsplatzrechnern untereinander Dateien austauschen möchten, haben hier sicherlich andere Bedürfnisse als riesige Organisationen, in denen Tausende von Anwendern auf bestimmte Datenbestände zugreifen müssen. Deshalb werden die sogenannten Client-Server-Netzwerke, in denen zentrale Dienstleistungsrechner, die Server, arbeiten, von den Peer-to-Peer-Netzwerken unterschieden, in denen die einzelnen Computer gleichberechtigt Ressourcen freigeben und verwenden können.

  • Das Client-Server-Netzwerk unterscheidet generell zwei Arten von beteiligten Rechnern: Der Server (Dienstleister) ist ein Computer, der den Arbeitsstationen der einzelnen Anwender an zentraler Stelle Ressourcen und Funktionen zur Verfügung stellt; der Client (Kunde) nimmt diese Dienstleistungen in Anspruch. Die Dienste, die von Servern angeboten werden, sind sehr vielfältig: Sie reichen vom einfachen Dateiserver, der Dateien im Netzwerk verteilt oder Festplattenplatz für andere freigibt, über Druckserver, Mail- und andere Kommunikationsserver bis hin zu ganz speziellen Diensten wie Datenbank- oder Anwendungsserver.
  • Das Peer-to-Peer-Netzwerk besteht aus prinzipiell gleichberechtigten Arbeitsplatzrechnern (peer heißt etwa »Kollege«). Jeder Anwender ist in der Lage, Ressourcen seines eigenen Rechners an andere im Netzwerk freizugeben. Das heißt, dass alle Rechner im Netz bis zu einem gewissen Grad Serverdienste wahrnehmen.

In der Praxis sind allerdings Mischformen häufiger anzutreffen als reine Client-Server- oder absolute Peer-to-Peer-Netze. Beispielsweise könnte man sich in einem Unternehmen die folgende Situation vorstellen: Aufgaben wie die direkte Kommunikation (E-Mail), der Zugang zum Internet (über einen Proxyserver oder einfach einen Router) oder Lösungen zum Backup (Datensicherung) werden durch zentrale Server zur Verfügung gestellt; der Zugang zu Dateien innerhalb der Abteilungen oder auf Drucker der Kollegen innerhalb eines Büros wird dagegen im Peer-to-Peer-Verfahren, unter Umgehung von Servern, geregelt.

Wichtig ist außerdem, zu verstehen, dass die Begriffe Client und Server im engeren Sinne nicht unbedingt spezifische Rechner, sondern besondere Softwarekomponenten bezeichnen.

Ein Server ist einfach ein Programm, das meist automatisch gestartet wird und im Hintergrund darauf »lauert«, irgendeine Dienstleistung zur Verfügung zu stellen. Allgemeiner werden solche Programme zum Beispiel im Unix-Umfeld als Daemon bezeichnet, unter Windows NT und seinen Nachfolgern (Windows 2000, XP, Vista, Windows 7 und Windows 8) heißen sie Dienst (Service). Grundsätzlich kann ein solcher Serverdienst auf jedem beliebigen Rechner laufen – vorausgesetzt natürlich, er ist für die Hardwareplattform und das Betriebssystem dieses Rechners bestimmt. Der Grund für den Einsatz besonders leistungsfähiger Hardware (eben der Serverhardware) und spezialisierter Betriebssysteme liegt einfach in ihrer höheren Belastbarkeit, wenn viele Benutzer gleichzeitig diese Dienste benötigen.

Ein Client ist zunächst eine Software, die in der Lage ist, mit der Serversoftware zu kommunizieren; üblicherweise stellt sie dem Benutzer auch eine Schnittstelle zur Verfügung, um diese Kommunikation in Anspruch zu nehmen. So ist beispielsweise ein Webbrowser ein Client für das HTTP-Anwendungsprotokoll, er kommuniziert also mit HTTP-Servern. Interessanterweise können Webserver und Browser auch beide auf demselben Rechner laufen. Dies ist nützlich, um Webanwendungen zunächst lokal auszuprobieren.

Arten von Servern

Im Folgenden sollen einige Serverarten genauer vorgestellt werden. Sie sollten auf jeden Fall das zuvor Gesagte im Hinterkopf behalten: Es spielt überhaupt keine Rolle für die allgemeine Funktion, ob ein Serverdienst, also die Software, die diesen Dienst zur Verfügung stellt,

  • mit anderen Diensten zusammen auf dem gleichen Rechner läuft,
  • allein auf einem separaten Serverrechner ausgeführt wird oder
  • sogar auf mehrere Server verteilt ist, weil ansonsten die Belastung zu groß
    wäre.

Letzteres ist insbesondere im Bereich öffentlicher WWW-Server sehr häufig zu finden, da populäre Sites wie etwa Suchmaschinen oder große Webshops sehr viel Datenverkehr zu verkraften haben. Hier werden sogenannte Load-Balancing-Systeme eingesetzt, die die hereinstürmenden Anfragen automatisch möglichst gerecht auf mehrere physikalische Server verteilen.

Im Wesentlichen gibt es die folgenden wichtigen Arten von Serverdiensten:

  • Fileserver
  • Printserver
  • Mailserver
  • Webserver
  • Verzeichnisdienst-Server
  • Anwendungsserver und Serveranwendungen

In den folgenden Abschnitten wird jeder dieser Servertypen kurz vorgestellt; in späteren Kapiteln lernen Sie auch konkrete Beispiele für viele von ihnen kennen.

Fileserver

Der Fileserver (Dateiserver) stellt anderen Rechnern im Netzwerk freigegebene Verzeichnisse zur Verfügung. Auf diese Weise können sich die Anwender über einen zentralen Austauschpunkt gegenseitig Dateien zukommen lassen. Der Fileserver ist relativ stark an ein bestimmtes Betriebssystem oder eine Plattform gebunden. Erst allmählich setzen sich neuere Möglichkeiten durch, die in der Lage sind, auch unterschiedliche Rechner gleichzeitig zu bedienen. Denn die Besonderheit eines Fileservers ist, dass die Benutzer ihn völlig transparent genau so benutzen können wie die lokalen Dateisysteme ihres Arbeitsplatzrechners. In einem idealen (lokalen) Netzwerk sollte es dem normalen Anwender vollkommen egal sein, ob seine Dateien am Arbeitsplatz oder auf einem Fileserver zu finden sind.

Sehr wichtig ist im Zusammenhang mit Fileservern die Verwaltung von Zugriffsrechten, da nicht jede Datei für alle Benutzer gedacht ist.

Der Internetdienst FTP (File Transfer Protocol) ist übrigens kein vollwertiger Fileserver, sondern dient lediglich der einfachen Dateiübertragung. Die Informationen über die Dateien des entfernten Rechners sind nicht vollständig genug, um das Äquivalent eines Dateisystems abzubilden.

Informationen über Fileserver für die verschiedenen Systemplattformen finden Sie in Kapitel 6, »Windows«, Kapitel 7, »Linux«, und Kapitel 8, »Mac OS X«. FTP wird dagegen zusammen mit anderen Arten von Internetservern in Kapitel 14, »Weitere Internet-Serverdienste«, behandelt.

Printserver

Der Printserver (oder Druckserver) erlaubt mehreren Anwendern beziehungsweise Arbeitsstationen den gemeinsamen Zugriff auf einen Drucker. Die größte Herausforderung besteht darin, den einzelnen Arbeitsstationen automatisch den passenden Druckertreiber für ihr jeweiliges Betriebssystem zur Verfügung zu stellen, sodass diese den Drucker einfach verwenden können, ohne dass der Treiber zuvor noch einmal lokal installiert werden müsste.

Der Betrieb von Printservern ist besonders in Windows-Netzwerken weit verbreitet, da hier der Drucker gewöhnlich über ein USB-Kabel an einen einzelnen Rechner angeschlossen wird. Dieser Rechner wird dann so eingerichtet, dass er den Zugriff auf den Drucker auch den anderen Computern erlaubt.

Bei anderen Plattformen gibt es das Problem in dieser Form seltener. In klassischen Macintosh-Netzwerken ist es beispielsweise üblich – und viel bedienungsfreundlicher –, den Drucker unmittelbar per Ethernet ans Netzwerk anzuschließen, denn damit ist er automatisch für alle freigegeben.

In heterogenen Netzen war es bis vor wenigen Jahren verhältnismäßig schwierig, über Betriebssystemgrenzen hinweg gemeinsam auf einen Drucker zuzugreifen. Inzwischen ist jedoch beispielsweise das Drucksystem CUPS für alle Unix-Varianten verfügbar, das sogar Windows-Clients relativ problemlos bedienen kann.

Da Druckserver, genau wie Dateiserver, an das jeweilige Betriebssystem gebunden sind, werden die wichtigsten Varianten in Kapitel 6, »Windows«, und Kapitel 7, »Linux«, beschrieben.

Mailserver

Ein Server für elektronische Post (E-Mail) muss nicht immer bei einem Internetprovider installiert sein, sondern kann auch im lokalen Netz seinen Dienst verrichten. Denn erstens ist es in Unternehmen oder Organisationen oft von Vorteil, wenn die Mitarbeiter untereinander per E-Mail kommunizieren können, und zweitens ist es manchmal schon allein deshalb erforderlich, einen internen Mailserver zu betreiben, weil der Zugang zum Internet aus Sicherheitsgründen stark eingeschränkt ist und etwa die Kommunikation eines Arbeitsplatzrechners mit einem externen Mailserver gar nicht zulässt.

Obwohl im Lauf der Netzwerk-Entwicklungsgeschichte verschiedene Formen der elektronischen Post entstanden sind, gibt es heute eigentlich keine Alternative mehr zu Internet-E-Mail. Diese verwendet verschiedene Serverdienste zum Senden und Empfangen der E-Mail: Das SMTP-Protokoll (Simple Mail Transport Protocol) bestimmt, wie zu versendende E-Mails zu transportieren sind; POP3 (Post Office Protocol Version 3) oder das modernere, komfortablere IMAP (Internet Message Access Protocol) beschreiben ein Benutzerkonto (Postfach) für eingehende E-Mails sowie den Vorgang der »Abholung«.

Rein theoretisch kann Internet-E-Mail direkt zum einzelnen Host gesendet werden. Das ist aber insofern problematisch, als normale Arbeitsplatzrechner manchmal ausgeschaltet werden und private Einzelplatzrechner meist nur temporär über Wählleitungen mit dem Internet verbunden sind. Dies ist überhaupt der wichtigste Grund dafür, warum sich Posteingangsserver etabliert haben, auf denen die Mail für einen bestimmten Anwender im Prinzip vorgehalten wird, bis dieser sie abruft.

Da die gewöhnliche Form der E-Mail auf den Standard-Internetprotokollen aufsetzt, gibt es übrigens kein Problem, sie plattform- und betriebssystemübergreifend zu verwenden.

Webserver

Ein Webserver (die exakte Bezeichnung ist eigentlich HTTP-Server) liefert auf Anfrage Webseiten über ein Netzwerk aus. In der Regel ist dieses Netzwerk das Internet. In den lokalen Netzen von Unternehmen und Institutionen setzt sich diese Form der Informationsübermittlung aber auch immer mehr durch. Ein solches lokales Netz, das Technologien und Dienste der Internetprotokolle verwendet, wird Intranet genannt. Der Anwender verwendet ein Anzeigeprogramm für Webseiten, den sogenannten Browser, um Webseiten anzufordern, anzusehen und auch, um die enthaltenen Hyperlinks – also Verknüpfungen zu anderen Dokumenten auf dem gleichen oder einem anderen Server – per Mausklick zu folgen.

Webseiten sind prinzipiell Textdokumente, die in der Strukturierungssprache HTML geschrieben werden. Viele dieser Dokumente liegen statisch auf dem Server und werden einfach auf Anfrage ausgeliefert. Eine wachsende Anzahl solcher Dokumente wird aber auch aus Vorlagen und dynamischen Daten, etwa aus einer Datenbank, kombiniert und dann an den anfragenden Host geschickt. Diese Entwicklung ist für Websites mit umfangreichem, schnell wechselndem Inhalt, etwa Online-Tageszeitungen oder die Kataloge in E-Commerce-Sites, unvermeidlich.

Webserver sind im Übrigen schon von ihrer Grundidee her dafür gedacht, Clients unter vielen verschiedenen Betriebssystemen zu bedienen. Falls es Inkompatibilitäten geben sollte, liegt das höchstens daran, dass bei der Erstellung des HTML-Codes Steuerbefehle verwendet wurden, die nicht jeder Browser versteht.

Der praktische Einsatz eines Webservers wird in Kapitel 13, »Server für Webanwendungen«, am wichtigsten Beispiel Apache beschrieben; die Kapitel 17 bis 19 kümmern sich dagegen um die Erstellung von Webinhalten und -anwendungen.

Verzeichnisdienst-Server

Verzeichnisdienste (Directory Services) gewinnen in der IT seit längerer Zeit stark an Bedeutung. Ein Verzeichnis ist in diesem Zusammenhang kein Dateisystem, sondern ein datenbankähnlicher, standardisierter Katalog von Benutzern, Computern, Peripheriegeräten und Rechten in einem Netzwerk. Durch den Eintrag in das Verzeichnis können diese Informationen netzwerkweit abgerufen werden, sodass Verzeichnisdienste eine praktische Grundlage für zahlreiche Dienste legen, die in einer größeren Netzwerkumgebung die Arbeit der Administratoren und das Leben der Anwender erleichtern. Hier nur einige Beispiele:

  • automatisierte Softwareverteilung und -installation
  • mobile Benutzerprofile (Roaming User Profiles)
  • zentralisierte Anmeldedienste (Single-Sign-on)
  • rechner-, benutzer- und eigenschaftsbasierte Rechtekontrolle

In Kapitel 14, »Weitere Internet-Serverdienste«, wird OpenLDAP als Praxisbeispiel für einen Verzeichnisdienst vorgestellt.

Anwendungsserver und Serveranwendungen

Ein Anwendungsserver (Application Server) erlaubt den Benutzern die Verwendung von Anwendungsprogrammen, die sich eigentlich auf dem Server befinden, über das Netzwerk.

Bei der einfachsten Form des Anwendungsservers liegt der Datenbestand der Anwendung auf den Datenträgern des Servers, die Anwendung wird über das Netzwerk in den Arbeitsspeicher des Clients geladen und dort lokal ausgeführt. Der Unterschied zum Fileserver ist hier minimal: Es muss der Anwendung lediglich klar sein, dass eventuell notwendige Zusatzkomponenten oder Konfigurationsdaten nicht auf dem Rechner liegen, auf dem sie ausgeführt wird, sondern auf der Maschine, von der sie geladen wurde.

Bei vielen normalen Einzelplatz-Anwendungsprogrammen kann eine solche Einstellung vorgenommen werden. Diese Verwendung von Software hat vor allem zwei Vorteile: Erstens kann es weniger Arbeit bedeuten, ein Programm einmal auf dem Server statt auf mehreren Arbeitsplatzrechnern zu installieren, und zweitens können Kosten gespart werden – die meisten Softwarelizenzen gelten jeweils pro Rechner, auf dem das jeweilige Programm installiert ist. Wird eine Anwendung auf mehreren Rechnern genutzt, aber nicht gleichzeitig, kann die Software auf dem Server installiert werden; damit werden die Lizenzgebühren dann nur einmal fällig.

Bei komplexeren Formen von Anwendungsservern werden Teile des Programms – oder unter Umständen auch das ganze Programm – direkt auf dem Server ausgeführt. Die möglichen Gründe hierfür sind im Einzelfall genauso vielfältig wie die verschiedenen Formen der Verwirklichung. Beispielsweise ist es bei großen Datenbanken üblich, dass der Datenbestand als solcher auf einem Server liegt, ebenso die grundlegende Datenverwaltungssoftware. Auf den Clients existieren dann in der Regel sogenannte Frontends, also Softwarekomponenten, die den Benutzern eine Bedienoberfläche für die eigentliche Datenbank bereitstellen. (Den Gegenbegriff zum Frontend bildet das Backend, wobei es sich um einen nur für spezielle, angemeldete Benutzer zugänglichen Teil des Clients handelt, der der Verwaltung des Servers dient.)

Noch einen Schritt weiter gehen die sogenannten verteilten Anwendungen oder Enterprise-Anwendungen. Sie basieren in der Regel auf einem oder mehreren Datenbankservern für den Datenbestand, einem Anwendungsserver für die Geschäftsabläufe und diversen Client-Frontends (sowohl native Programme für bestimmte Betriebssysteme als auch Webanwendungen).

Eine andere Form der Serveranwendung existiert bei der Verwendung der sogenannten Terminalserver. Die einfachste Form, der Internetdienst Telnet, stellt dem Anwender eine Konsolenoberfläche zur Verfügung, über die sich von fern auf dem Server selbst mithilfe von Kommandoeingabe arbeiten lässt. Das heißt, die Ein- und Ausgabe von zeilenorientierten Kommandos und Anwendungsprogrammen erfolgt auf dem Client, die eigentliche Ausführung auf dem Server – der eigene Rechner wird somit zu einem Terminal für den entfernten Server.

Eine sehr merkwürdige Form der Serversoftware ist in diesem Zusammenhang der aus dem Unix-Bereich stammende X-Window-Server oder einfach X-Server (siehe Kapitel 7, »Linux«). Die Bezeichnung Server für diese Software erscheint zunächst sehr irreführend, handelt es sich doch einfach um die Grundlage der grafischen Benutzeroberfläche (GUI) unter Unix. Der X-Server stellt den Anwendungsprogrammen seine Dienste zur Verfügung, die darauf zugreifen, um Fenster und andere Komponenten der GUI darzustellen.

Die Tatsache, dass hier ein Dienst verfügbar gemacht wird, ist es übrigens, die den Begriff Server rechtfertigt. Dabei müssen Anwendung und X-Server auch nicht unbedingt auf dem gleichen Rechner laufen. Erstaunlicherweise läuft aber der X-Server auf dem Anwendungsclient! Denn da die Programmausführung auf dem entfernten Rechner stattfindet, aber die grafische Darstellung auf dem lokalen Rechner, muss hier dieser Dienst angeboten werden.

Terminalserver gibt es auch unter Windows Server 2008 und anderen Microsoft-Systemen; auch hier läuft die eigentliche Anwendung auf dem Server, der Client erlaubt deren Bedienung und Anzeige. Das Angebot solcher Anwendungsdienste über das Internet wird allmählich beliebter. Ein ASP (Application Service Provider) lässt Anwendungen wie beispielsweise Bürosoftware auf seinen Servern laufen; über eine spezielle Clientsoftware oder sogar über einen Webbrowser kann der Kunde darauf zugreifen und die angebotene Software von der ganzen Welt aus benutzen. Eine wesentlich einfachere Form solcher Serveranwendungen, die über das Web verwendet werden und die Sie wahrscheinlich gut kennen, ist der weitverbreitete webbasierte E-Mail-Dienst mit diversen Zusatzfunktionen, wie ihn GMX, Google Mail oder web.de anbieten.

Die Quintessenz der Verwendung von Anwendungsservern ist die von einigen Firmen (Sun Microsystems, Oracle) seit Jahren angestrebte Abschaffung der gewöhnlichen Personal Computer und deren Ersatz durch sogenannte Thin Clients – Rechner ohne Festplatte, die ihr Betriebssystem und die Anwendungsprogramme vollständig aus dem Netzwerk oder aus dem Internet beziehen. Allerdings konnte sich das Konzept bisher nicht recht durchsetzen. Das Hauptargument der entsprechenden Unternehmen, nämlich die geringeren Kosten, lässt sich angesichts des massiven Preisverfalls bei den »ausgewachsenen« PCs nicht aufrechterhalten.

Inzwischen sind es auf der Clientseite eher die Tablets, die den gewöhnlichen PCs den Rang ablaufen. Zudem bieten immer mehr Hardware- und Betriebssystemhersteller bereits ab Werk Cloud-Dienste zur Daten- und Anwendungsspeicherung.



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