7 Netzwerktypen, ihre Vorteile und Anwendungsfälle

1. Personal Area Network (PAN)

Ein Personal Area Network (PAN) ist die kleinste und einfachste Art von Netzwerk. PANs verbinden Geräte im Nahbereich einer Person und reichen nicht weiter als etwa zehn Meter (m). Da PANs in einem so begrenzten Radius arbeiten, sind die meisten drahtlos und bieten eine Konnektivität über kurze Entfernungen per Infrarottechnologie.

Ein Beispiel für ein solches Wireless PAN (WPAN) ist die Verbindung von Bluetooth-Geräten, wie drahtlosen Headsets, mit einem Smartphone oder Laptop. Obwohl die meisten PANs drahtlos sind, gibt es auch kabelgebundene PAN-Optionen, etwa USB.

Vorteile von PANs

• Portabilität: Die meisten Geräte, die mit einem PAN verbunden werden, sind klein und lassen sich leicht transportieren.
• Günstiger Preis: Die Möglichkeit, eine Verbindung zwischen zwei Geräten in einem PAN ohne zusätzliche Verkabelung herzustellen, ist im Allgemeinen kostengünstiger als ein kabelgebundenes Netzwerk.
• Zuverlässigkeit: PANs garantieren eine stabile Konnektivität zwischen Geräten, vorausgesetzt, die Geräte bleiben innerhalb der Reichweite von zehn Metern.
• Sicherheit: PANs sind nicht direkt mit größeren Netzwerken verbunden, sondern mit anderen Geräten, die an größere Netzwerke angebunden sind. Die Sicherheit eines Geräts in einem PAN hängt davon ab, wie sicher das vermittelnde Gerät innerhalb des größeren Gesamtnetzwerks ist.

Anwendungsfälle von PANs

PANs sind so konfiguriert, dass einzelne Benutzer die Geräte in ihrer näheren Umgebung miteinander vernetzen können. Ein Paradebeispiel dafür ist ein Body Area Network, in dem ein Benutzer die verbundenen Geräte am Körper trägt. Kleine Heimnetzwerke mit Computern, Druckern und anderen drahtlosen Geräten gelten ebenfalls als PANs.

Mit Blick auf die Zukunft könnten PANs eine Schlüsselrolle in der Zukunftsforschung einnehmen. Einige Netzwerkexperten haben vorausgesagt, dass PANs in der Lage sein könnten, IoT-Systeme sowohl in Büros als auch in Privathaushalten zu optimieren und zu ermöglichen.

2. Local Area Network

Ein Local Area Network (LAN) ist ein System, in dem Computer und andere Geräte an einem Standort miteinander verbunden sind. Während PANs Geräte in der näheren Umgebung einer Person verbinden, kann der Umfang eines LANs von einigen Metern in einem Haus oder einer Wohnung bis zu Hunderten von Metern in einem großen Firmenbüro reichen. Die Netzwerktopologie bestimmt, wie Geräte in LANs miteinander vernetzt werden.

In LANs kommen sowohl kabelgebundene als auch drahtlose Konnektivitätsoptionen zum Einsatz. Das Wireless LAN (WLAN) hat das traditionelle kabelgebundene LAN an Beliebtheit überholt. Aber das kabelgebundene LAN stellt nach wie vor die sicherere und zuverlässigere Option dar. Kabelgebundene LANs nutzen physische Kabel, etwa Ethernet, und Switches. WLANs verwenden Geräte wie Wireless Router und Access Points (AP), um Netzwerkgeräte über Funkwellen miteinander zu verbinden.

Netzwerkadministratoren können Sicherheitsprotokolle und Verschlüsselungsstandards implementieren, um drahtlose Netzwerke zu schützen. Kabelgebundene LANs bieten im Allgemeinen mehr Sicherheit, da sie ein physisches Kabel benötigen, um eine Verbindung herzustellen. Zudem ist die Gefahr, dass sie kompromittiert werden können, wesentlich geringer.

Vorteile von LANs

• Gemeinsame Ressourcennutzung: Die gemeinsame Nutzung von Ressourcen ist einer der wichtigsten Gründe für die Einrichtung eines Netzwerks. Je mehr Geräte miteinander verbunden sind, desto mehr Dateien, Daten und Software können sie miteinander teilen.
• Sichere Datenspeicherung: Netzwerkdaten werden an einem zentralen Ort gespeichert, auf den alle angebundenen Geräte zugreifen können. Die Geräte müssen für den Zugriff auf das Netzwerk eine Berechtigung erhalten, um zu verhindern, dass Unbefugte sensible Informationen abrufen.
• Schnelle Kommunikation: Ethernet-Kabel bieten schnelle, zuverlässige Datenübertragungsgeschwindigkeiten, was die Kommunikationsrate zwischen den Geräten erhöht.
• Nahtlose Kommunikation. Jeder autorisierte Nutzer kann mit einem anderen im selben Netzwerk kommunizieren.

Anwendungsfälle von LANs

LANs unterstützen unter anderem Home-Office- und Corporate-Netzwerkumgebungen. Benutzer in Home-Offices können ihre Geräte miteinander verbinden und Daten zwischen ihnen ohne große Probleme übertragen. Mitarbeiter in Firmenbüros können schnell kommunizieren, Daten austauschen und auf dieselben Daten und Dienste zugreifen, die von ihrem Unternehmen bereitgestellt werden.

Der häufigste WLAN-Anwendungsfall ist Wi-Fi. Ein drahtloses Netzwerk kann mit Wi-Fi-Funksignalen mehrere Geräte an einem einzigen Standort verbinden. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass sich WLAN und Wi-Fi unterscheiden. Ein Wi-Fi-Netzwerk ist ein WLAN, aber nicht alle WLANs nutzen Wi-Fi.

Virtual LANs

Ein virtuelles LAN (Virtual LAN, kurz VLAN) ist eine Form der LAN-Konfiguration, die Netzwerkkomponenten virtuell in Segmente gruppiert. Netzwerkadministratoren erstellen VLANs, um Segmente als eigenständige Systeme zu verwalten, die vom Rest des LANs getrennt sind. VLANs verhindern eine Überlastung des Netzwerks, indem sie den LAN-Traffic für die einzelnen Segmente isolieren. Das wiederum verbessert die Netzwerkleistung und -effizienz, vereinfacht das Netzwerkmanagement und erhöht die Sicherheit.

3. Metropolitan Area Network

Ein Metropolitan Area Network (MAN) ist ein Zusammenschluss mehrerer LANs in einer Stadt oder Gemeinde. Wie LANs kann auch ein MAN verschiedene kabelgebundene oder drahtlose Konnektivitätsoptionen nutzen, zum Beispiel Glasfaser, Ethernet-Kabel, Wi-Fi oder Mobilfunk.

Vorteile von MANs

• Urbane Abdeckung: Ein MAN kann sich über ganze Städte und Gemeinden erstrecken und die Netzwerkkonnektivität um Dutzende von Kilometern erweitern.
• Effiziente Networking-Standards: MAN-Konfigurationen verwenden als Networking-Standards in der Regel IEEE 802.11, um die Bandbreitenkapazität und den Frequenzbereich zu erhöhen, was die Netzwerk-Performance steigert.
• Konnektivität mit Hochgeschwindigkeit. Glasfaserkabel sind die beliebteste Form der MAN-Konnektivität, weil sie sichere und schnelle Verbindungsdatenraten bieten.
• Anwendungsfälle von MANs

Der Hauptzweck eines MANs besteht darin, dass ein und dasselbe Netzwerk an mehreren Standorten verfügbar ist. Bei einem LAN steht das Netzwerk nur an einem Standort zur Verfügung. Bei einem MAN können Unternehmen mit LANs in der gleichen Gemeinde, zum Beispiel in verschiedenen Bürogebäuden, ihre Netzwerkkonnektivität auf diese verschiedenen Standorte ausdehnen.

Staatliche Stellen können ein MAN auch so konfigurieren, dass sie den Nutzern eine öffentliche Netzwerkkonnektivität bieten. Das ist etwa dann der Fall, wenn Städte und Kommunen ihren Einwohnern kostenloses, öffentliches WLAN per drahtloser MAN-Technologie bereitstellen.

4. Campusnetzwerk

Ein Campusnetzwerk (manchmal auch als Campus Area Network oder abgekürzt CAN bezeichnet) ist ein Netzwerk aus miteinander verbundenen, verteilten LANs. Wie bei MANs erweitern Campusnetzwerke die Abdeckung auf Gebäude in der Nähe. Der Unterschied zwischen den beiden Konfigurationen besteht darin, dass Campusnetzwerke LANs innerhalb eines begrenzten geografischen Gebiets miteinander verbinden. MANs hingegen verbinden LANs innerhalb eines größeren Ballungsraums. Die geografische Abdeckung eines Campusnetzwerks variiert zwischen einem und fünf Kilometern, während MANs bis zu 50 Kilometer weit reichen können.

Vorteile von Campusnetzwerken

• Günstiger Preis: Campusnetzwerke decken ein kleineres geografisches Gebiet ab als MANs, so dass die Infrastruktur weniger im Unterhalt kostet.
• Einfache Konfiguration: Im Vergleich zu MANs lassen sich Campusnetzwerke einfacher einrichten und verwalten, da man weniger Fläche abdecken und weniger Geräte unterstützen muss.
• Einrichten von WLAN-Hotspots: Universitäten und andere Organisationen mit Campusnetzwerken können kostenlose Wi-Fi-Hotspots in Bereichen mit hohem Datenaufkommen aufsetzen, um einen einfachen Netzwerkzugang zu ermöglichen.

Anwendungsfälle von Campusnetzwerken

Netzwerkadministratoren richten in der Regel Campusnetzwerke ein, um Netzwerke zu erstellen, die groß genug sind, um ein Firmengelände, Schule oder Universität abzudecken. Der Begriff Campusnetzwerk könnte den Eindruck erwecken, dass diese Netzwerke ausschließlich für Universitätsumgebungen geeignet sind. Aber auch Unternehmen richten Campusnetzwerke ein, um ein standardisiertes Netzwerk gebäudeübergreifend in einem bestimmten Gebiet bereitzustellen.

5. Wide Area Network

Ein Wide Area Network (WAN) ist die umfassendste Art, ein Computernetzwerk zu konfigurieren. Wie ein MAN ist ein WAN eine Verbindung zwischen mehreren LANs, die zum selben Netzwerk gehören. Im Gegensatz zu MANs sind WANs jedoch nicht auf die Grenzen einer Stadt beschränkt. Ein WAN kann sich auf jedes Gebiet weltweit erstrecken. Zum Beispiel kann ein Unternehmen mit Hauptsitz in Berlin eine Zweigstelle in London mit demselben WAN verbinden. Die Benutzer an beiden Standorten haben Zugriff auf die gleichen Daten, Dateien und Anwendungen und können miteinander kommunizieren.

Vorteile von WANs

• Großräumige Abdeckung: WANs bieten eine weitreichendere Konnektivität, weil Netzwerke von jedem Ort der Welt aus angebunden werden können.
• Verbesserte Performance: WANs nutzen Verbindungen mit dedizierter Bandbreite, um LANs miteinander zu vernetzen. Diese Verbindungen steigern die Netzwerkgeschwindigkeit und ermöglichen höhere Datenübertragungsraten als LANs.
• Mehr Sicherheit: Dedizierte Verbindungen verbessern zudem die Sicherheit im gesamten Netzwerk, da es nur mit sich selbst verbunden ist. Das verringert die Chancen für Hacker, ein System zu kapern.

Anwendungsfälle von WANs

Der Hauptvorteil eines WANs liegt in der vereinfachten Netzwerkkonnektivität über große Entfernungen. Unternehmen setzen WANs ein, um Zweigstellen anzubinden, die weit von der Zentrale entfernt sind. Aber nicht nur Unternehmen können WANs verwenden. Schätzungsweise zwei Drittel der Weltbevölkerung nutzen heute das Internet – das beliebteste und größte globale WAN.

6. Content Delivery Network

Bei einem Content Delivery Network (CDN) handelt es sich um ein Netzwerk von weltweit verteilten Servern, die dynamische Multimediainhalte – etwa interaktive Werbung oder Videoinhalte – an webbasierte Internetnutzer ausliefern. CDNs verwenden spezielle Server, die bandbreitenintensiven Rich Media Content durch Caching und Beschleunigung der Übermittlungszeit zur Verfügung stellen. CDN-Anbieter implementieren diese digitalisierten Server weltweit an einem Netzwerk-Edge und schaffen auf diese Weise geografisch verteilte Points of Presence (PoP).

Wenn ein Benutzer Daten in einem Netzwerk anfordert, leitet ein Proxy-Server sie an den nächstgelegenen CDN-Server weiter. Dieser packt die Daten in eine kleinere, für das Netzwerk besser geeignete Datei, bevor er sie an den Origin Server (Ursprungsserver) schickt. Ein Ursprungsserver stellt die Inhalte für den Anwender bereit.

CDNs lassen sich relativ einfach konfigurieren und Unternehmen können unter vielen CDN-Anbietern auswählen, um Services zu beziehen.

Vorteile von CDNs

• Schnelle Bereitstellung von Inhalten: Das Hauptziel eines CDN besteht darin, Rich Media Content auf Webseiten schnell zu laden und die Latenz zwischen den Anfragen zu reduzieren.
• Mehr Sicherheit: Wenn Traffic über einen CDN-Server läuft, gelangen auch etwaige Viren, die an die Daten angehängt sind, zum Server. Ein CDN-Dienst entschärft diese Bedrohungen, so dass die Daten unkompromittiert durch das Netzwerk geschickt werden können.
• Verbesserte Webseiten-Performance: Bei Webseiten, die von CDNs verwaltet werden, treten weniger Probleme mit Latenz und Bandbreitenbeschränkungen auf. Netzwerk-Downtime aufgrund von Traffic-Spitzen kommt bei Webseiten mit CDNs ebenfalls seltener vor.

Anwendungsfälle von CDNs

CDNs ermöglichen die Bereitstellung von Rich Media, also von dynamischen Medieninhalten. Die meisten Webseiten und Anwendungen enthalten irgendeine Form von dynamischen Inhalten, von eingebetteten Social-Media-Beiträgen bis hin zu Video-Streaming-Playern. CDNs sind wichtiger denn je, um die riesige Menge komplexer Daten zu bewältigen, die täglich unter Millionen von Internetnutzern ausgetauscht werden.

7. Virtual Private Network

Ein Virtual Private Network (VPN) erzeugt ein privates Netzwerk-Overlay über einem vorhandenen öffentlichen Netzwerk. VPNs verwenden Tunneling-Protokolle, die verschlüsselte Verbindungen zwischen dem Netzwerk und Clientgeräten aufbauen. Der Netzwerk-Traffic fließt über die sicheren, verschlüsselten Tunnel des VPN-Dienstes und nicht über ein öffentliches Netzwerk. Somit bleiben die IP-Adresse und die Daten des Benutzers vor ISPs und Hackern verborgen. Der Standort des Nutzers ist scheinbar dort, wo sich der VPN-Server befindet.

Vorteile von VPNs

• Datenschutz und Anonymität: Die Benutzer können sich in einem Netzwerk bewegen, ohne dass ihre Aktivitäten von einem ISP überwacht werden.
• Mehr Sicherheit: Nutzer müssen sich authentifizieren, bevor sie Zugang zu einem VPN erhalten. Unternehmen können auf diese Weise Firmendaten schützen, indem sie verhindern, dass nicht authentifizierte Benutzer auf sensible Informationen zugreifen.
• Geo-Spoofing: Anwender, die mit VPNs verbunden sind, befinden sich scheinbar am selben Ort wie der Server, sei es in einem Bürogebäude oder in einem völlig anderen Land. Die Anwender können Unternehmensdaten abrufen oder Zugriff auf per Geo-Blocking gesperrte Inhalte außerhalb der Grenzen ihres Landes erhalten.

Anwendungsfälle von VPNs

VPNs wurden in den letzten Jahren immer beliebter, da Internetnutzer versuchen, ohne Überwachung durch ihre ISPs im Web zu surfen. Ein ISP kann die Internetaktivitäten eines Benutzers überwachen, zum Beispiel die besuchten Sites und die Art der heruntergeladenen Inhalte. VPNs verbergen diese Informationen vor dem ISP, bieten dem Nutzer aber dennoch Zugriff auf den Netzwerkservice.

VPNs erleichtern außerdem die Remote-Arbeit für Personen, die außerhalb der Bürostandorte arbeiten. Benutzergeräte mit VPN-Clientsoftware können sich mit dem VPN-Server ihres Unternehmens verbinden und erhalten Zugang zum Data Center ihrer Firma. Über diese Verbindung können sie auf dieselben Dateien und Ressourcen zugreifen wie Mitarbeiter, die sich physisch im Gebäude befinden. Diese Funktionalität machte VPN während der COVID-19-Pandemie zu einem unverzichtbaren Tool.

Welcher Netzwerktyp eignet sich am besten?

Es gibt verschiedene Netzwerktypen, zugehörige Topologien und Konnektivitätsoptionen – sogar mehr als in diesem Überblick. Ein Netzwerkexperte, der sich mit dem Aufbau eines Netzwerks beschäftigt, fragt sich vielleicht, welches Design am besten geeignet ist. Die einfache Antwort lautet: Es kommt drauf an. Die Entscheidung, welcher Netzwerktyp konfiguriert werden soll, hängt weitgehend vom Zweck des Systems ab.

Bevor Netzwerkexperten sich auf die Konfiguration eines bestimmten Netzwerktyps festlegen, sollten sie zunächst eine Reihe von Fragen zum System stellen. Bei der Auswahl des Netzwerktyps und der Konnektivität hilft es, den Anwendungsfall für das Netzwerk zu bestimmen, die Benutzer- und Gerätetypen zu ermitteln, die das Netzwerk unterstützen soll, und den Standort des Netzwerks zu kennen.