Lokales Netzwerk

Netzwerkkarte

Ein Local Area Network [ləʊkl ˈɛəɹɪə ˈnɛtwɜːk] (engl., lokales Netz), kurz LAN, ist ein Rechnernetz, das die Ausdehnung von Personal Area Networks übertrifft, die Ausdehnung von Metropolitan Area Networks, Wide Area Networks und Global Area Networks aber nicht erreicht. LANs umfassen in der Regel mehrere Räume, aber selten mehr als ein Grundstück.

Technologien Allgemein

Kabel und Glasfaser

Ein Lokales Netz kann mittels verschiedener Technologien aufgebaut werden. Ethernet ist heute der am weitesten verbreitete Standard. Mittlerweile erfolgt die Übertragung meist über Twisted-Pair-Kabel (CAT5 oder höher) und weitaus seltener über Glasfaserkabel. Aktuelles Ethernet deckt Datenübertragungsraten von 10 bis 1000 Mbit/s ab (entspricht maximal 125 MByte/s Datendurchsatz). Bei den heute am häufigsten verwendeten, Kupfer basierten Twisted-Pair-Verkabelungen (TX) beträgt die Netzausdehnung höchstens einige hundert Meter, mit Glasfasern (FX, SX oder LX) kann die Ausdehnung auf einige Kilometer erweitert werden. Fast-Ethernet 100BaseTX ist innerhalb der Ethernet-Familie noch immer die am weitesten verbreitete Technik. 10 Gigabit Ethernet ist neu und bringt zahlreiche Änderungen auch bei den Kabellängen und -typen. Welche Standards kommerziell erfolgreich sein werden, muss wohl erst noch abgewartet werden. Arbeitsplätze werden bei vielen Installationen oft noch immer mit Fast-Ethernet (100BaseTX) angesteuert.

Funk

Drahtlose lokale Netze nennt man Wireless LAN (WLAN), sie werden meist über einen Standard aus der Gruppe IEEE 802.11 realisiert, die zum kabelgebundenen Ethernet weitgehend kompatibel sind. Da Funknetze nicht an Gebäude- oder Werksgrenzen halt machen, gibt es hier eine Besonderheit, die Verschlüsselungstechnik. Anfänglich wurde mit den mittlerweile als unsicher eingestuften Standards nach WEP (WEP-64 oder WEP-128) und WPA gearbeitet, die daher nicht mehr angewendet werden sollten. Der neuere WPA2-Standard gilt zur Zeit noch als sicher, wenngleich man auch hier von poor-man’s-security spricht, denn WLAN-Accesspoints und -Router werden unter enormem Kostendruck vermarktet. Als wesentlich sicherer gilt die Kombination von beliebiger WLAN-Technologie (WEP oder WPA oder WPA2 (AES oder TKIP)) mit professioneller VPN-Technologie wie IPsec. Einziger Wermutstropfen sind hier die Kosten für die zusätzlichen VPN-Gateway Systeme wie z. B. Cisco PIX, Checkpoint VPN oder auch die frei verfügbare OpenVPN-Lösung. In Windows XP und Vista ist ein VPN Client mittlerweile Standard.

Stromversorgung und Telefonkabel

Im privaten Bereich werden kleine LANs aber auch über die vorhandene Strominstallation per Homeplug oder in Ländern mit CAT3-Telefonkabeln (USA) auch über bestehende Telefonleitungen per HomePNA realisiert. Beide Techniken haben mit vergleichsweise hohen Abstrahlungsraten zu kämpfen, Abhörsicherheit und gesundheitliche Risiken werden mannigfaltig diskutiert.

Obsolete Technik

Zunehmend unbedeutendere LAN-Technologien sind Token Ring, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), ARCNET aber auch Ethernet nach 10Base2, 10Base5 oder auch 100BaseFX, so wie praktisch alle anderen, weniger weit verbreiteten Technologien.

Aktive LAN-Komponenten

Tragende Elemente eines Lokalen Netzes waren früher Repeater, Hubs und zum Teil auch Router und Bridges. Bei neueren Installationen hingegen findet man praktisch nur noch Switches und Router. Da Router innerhalb eines LANs mittlerweile nicht mehr häufig anzutreffen sind – im Unterschied zu Internet-Gateway-Routern, die heute praktisch nirgendwo mehr fehlen dürfen – stellt ein lokales Netz oft genau eine gemeinsame Broadcast-Domäne dar, also den Bereich eines Rechnernetzes in dem alle angeschlossenen Geräte mit ihrer Hardware-Adresse (MAC-Adresse) auf Schicht 2 des ISO/OSI-Referenzmodells (Sicherungsschicht) direkt miteinander kommunizieren können. Ein Broadcast ist eine Nachricht an alle Domänen-Teilnehmer, die diesen Bereich gewöhnlich auch nicht verlassen.

Verschiedene Segmente – LANs/WLANs und VLANs

Ein lokales Netz kann jedoch auch in mehrere LANs oder Virtual LANs (VLAN) unterteilt werden, um die Netzkommunikation eines einzelnen physikalischen lokalen Netzes physisch oder logisch auf zwei oder mehr VLANs aufzuteilen. Zur Verbindung mehrerer getrennter LANs oder VLANs wird üblicherweise ein Router oder ein Switch mit entsprechender Funktionalität benutzt.

Kollisionsdomänen werden durch Switches (auch Bridges) in kleinere Domänen unterteilt. Dadurch können Kollisionen vermieden und somit das Risiko des Verlangsamens oder gar das Ausfallen eines Netzes durch Überlastung reduziert werden.

Ein Netzteilnehmer kann die Broadcast-Domäne mittels eines Routers (OSI-Referenzmodell: Schicht 3, Vermittlungsschicht) verlassen, um so Zugang zu anderen Netzen, wie zum Beispiel anderen lokalen Netzen oder dem Internet zu bekommen. Befindet sich im Netz ein Internetrouter, so hat dieser meistens eine im Internet öffentliche IP-Adresse, während den Hosts im lokalen Netz private IP-Adressen zugeteilt sind. Damit die Hosts mit dem Internet kommunizieren können, wird auf dem Router Masquerading, ein Spezialfall des NATs, betrieben.

Vor allem in größeren Netzen werden Router aber auch innerhalb eines lokalen Netzes eingesetzt, um nicht zu viele Teilnehmer innerhalb einer Broadcast-Domäne zu haben.

Siehe auch

• LAN-Party
• Virtual Private Network (VPN, Virtuelles Privates Netz)
• Storage Area Network (SAN, Speichernetz)
• LAN-Analyse
• Strukturierte Verkabelung
• CSMA/CD
• Corporate Network
• TIA-568A/B

Netztypen

Body Area Network | Personal Area Network | Local Area Network | City Area Network | Metropolitan Area Network | Wide Area Network | Global Area Network