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Der erste Schritt der Netzwerk Planung - Die Anforderungen an ein Netzwerk

Gleich ob Sie ein Netzwerk völlig neu einrichten möchten (z.B. in Folge eines Hausbaus) oder ein bestehendes Netzwerk neu aufsetzen (z.B. auf Grund eines Umzuges) oder erweitern wollen, es macht Sinn sich am Anfang ein paar grundlegende Gedanken zu machen. Ganz zu Beginn sollten Sie sich sich ihrer Zielsetzung und Anforderungen vergegenwärtigen.

  1. Möchte ich mich selbst mit der Erstellung meines Netzwerkes befassen oder steht mir jemand mit Fachwissen über Netzwerktechnik zur Verfügung?

  2. Welche Geräte möchte ich an mein Netzwerk anschließen?

  3. Welche Benutzer habe ich in meinem Netzwerk, die welche Anwendungen nutzen?

  4. Wie schätze ich selbst die Entwicklung meines Netzwerkes in der Zukunft ein?

  5. Wie viel Kontrolle möchte ich über das Netzwerk während des Betriebs oder Einblicke für die Fehlersuche haben?

Notiz: Keine Angst die meisten der Fragen lassen sich für Sie wahrscheinlich einfach beantworten. Es ist nur gut sich der Anforderungen an das Netzwerk bewusst zu werden, um sich nicht hinterher über ein für Sie unzureichend funktionierendes Netzwerk zu ärgern oder unnötig Geld auszugeben.

Nachdem Sie sich grob im Klaren sind, welche Anforderungen an Ihr Netzwerk bestehen, ist die spannende Frage wie lassen sich die Anforderungen an das Netzwerk realisieren? Welche Optionen existieren? Was sind die Vor- und Nachteile verschiedener Optionen?

Diese Fragen werden beantwortet, wenn man die Architektur seines Netzwerkes festlegt.

Netzwerkanforderungen - Die Beratung

Es ist eine legitime Frage ob man sich selbst mit der Erstellung eines Heimnetzwerkes befassen will. Manchen macht es viel Spaß sich mit der Thematik zu befassen und das für sich selbst optimale Heimnetzwerk zu planen, einzurichten und zu betreiben. Andere möchten die Dienste eines Netzwerkes nutzen, haben aber entweder nicht die notwendigen Fachkenntnisse, nicht die Zeit und/oder einfach für sich wichtigeres zu tun, als das Netzwerk selbst zu erstellen.

Für den erstgenannten Personenkreis sind die weiteren Bereiche auf dieser Webpräsenz gedacht. Diese geben umfassend Informationen, wie Sie Ihr Netzwerk konkret planen, einrichten und betreiben können.

Falls Sie allerdings sich selbst, komplett oder teilweise, nicht weiter mit dieser Thematik befassen möchten, dann scheuen Sie sich nicht ein Beratungsangebot oder auch die Dienstleistung einer “schlüsselfertigen” Installation Ihres Heimnetzwerkes in Anspruch nehmen. Anbieter finden Sie nach Regionen geordnet auf folgender Webseite.

In beiden Fällen kennen aber nur Sie Ihre eigenen Anforderungen und Rahmenbedingungen für das zu erstellende Netzwerk. Folgende Unterkapitel geben Ihnen weitere Anregungen und Hilfestellungen, damit Sie Ihre eigenen Bedürfnisse besser konkretisieren können.

Netzwerkanforderungen - Die Endgeräte

Ein Heimnetzwerk verbindet netzwerkfähige Geräte und erlaubt es diesen Geräten untereinander und mit dem Internet zu kommunizieren (ein Internetzugang vorausgesetzt).

Heutzutage sind nur Geräte üblich die entweder WLAN integriert haben oder eine Schnittstelle für kabelgebundenes Ethernet besitzen oder natürlich auch beides. Gerade wenn Sie Geräte an Ihr Netzwerk anschließen möchten, die entweder nur WLAN oder eine Ethernet Buchse anbieten, dann gibt dies schon direkt Informationen welches Übertragungsmedium Sie für welches Gerät brauchen. Falls beides Unterstützt wird oder einfach modular nachgerüstet werden kann, wie z.B. bei einem klassischen PC, dann wird es von den Benutzern und vor allem Ihren Anwendung abhängen, welches Übertragungsmedium das geeignetere ist.

Eine Ethernet Buchse können Sie an der klassischen sogenannten “RJ45” Bauform mit 8 Kontakten erkennen.

Bild: RJ45 Ethernet Buchse
Bild: RJ45 Ethernet Buchse

Da auch andere Technologien (wie z.B. ISDN) eine Buchse mit gleicher Bauform verwenden, empfiehlt es sich im Zweifel noch einen Blick auf die Buchse zu werfen. Bei vielen Geräten ist die Buchse direkt mit dem Schriftzug “Ethernet” gekennzeichnet. Verbleibt noch Unsicherheit kann man über die Dokumentation eines Gerätes prüfen ob es sich um eine Ethernet Buchse handelt.

Neben der Schnittstelle für das Netzwerk, ist auch der zukünftige Standort für das Gerät von Interesse. Schon allein vom Standort her kann sich WLAN oder kabelgebundenes Ethernet anbieten, da es z.B. aufwendig sein kann ein neues Kabel zu verlegen oder Stahlbetondecken die Nutzung von WLAN erschweren.

Neben schon genannten Kriterien, ist auch die Anzahl der Geräte wichtig, welche über WLAN oder Ethernet betrieben werden sollen. Wenn z.B viele Gerät über Ethernet betrieben werden sollen, dann müssen entsprechend viele Ethernet Anschlüsse zur Verfügung gestellt werden.

Ob man ein sogenanntes “Virtual Private Network” (VPN) einrichten möchte, hängt von Ihrer Anforderung ab auf eines oder mehrere Ihrer Geräte von außerhalb Ihres Heims oder Büros, vom Internet aus zugreifen zu können.

Falls Sie noch alte Analog oder ISDN Telefone besitzen, diese Weiterverwenden möchten oder eine neue Heimtelefonanlage über Ihr Heimnetzwerk betreiben möchten, dann ist dies ebenfalls ein Punkt den Sie sich notieren sollten. Die klassischen Analog/ISDN Telefone sind an sich nicht Datennetzwerkfähig, doch gibt es Möglichkeiten ISDN und Analog Telefone auch an ein modernes Datennetzwerk anzuschließen. Moderne Heimtelefone können direkt an das Heimnetzwerk angeschlossen werden ohne das eine separate Telefonverkabelung über klassische 4 Draht Telefonkabel (z.b. J-Y(ST)Y 2x2x0,6mm) mehr nötig ist.

Auch das Thema Heimautomatisierung sollte man kurz überdenken. Möchte man z.B. eine Türsprechanlage in seinem Heim installieren, dann gibt es Systeme, welche über Ihr Heimnetzwerk angebunden werden können. Wie bei der Heimtelefonie ergibt sich der Vorteil das man keine veralteten 4 Draht Kabel mehr verlegen muss, sondern ein reguläres Netzwerkkabel, welches dann später flexibel auch für andere Anwendungen genutzt werden kann. Für die Anbindungen von Sensoren und Aktoren in eine Alarmanlage oder Heimautomatisierungssystem wird meistens eine Funkschnittstelle benutzt (z.B. Z-Wave, ZigBee). Hintergrund ist das eine Verkabelung all dieser Sensoren/Aktoren oftmals aufwendig ist. Die Verwendung von WLAN scheidet für die meist Batterie betriebenen Geräte aus, da die Leistungsaufnahme von WLAN zu hoch ist. Die Alarm- / Heimautomatisierungszentral an sich kann wiederum direkt an Ihr Heimnetzwerk angeschlossen werden, ebenso Überwachungskameras. Dies eröffnet ihnen die Möglichkeit sich Meldungen von einer Alarmanlage direkt auf Ihr Smartphone zustellen zu lassen oder schon einmal die Waschmaschine anzustellen, damit die Wäsche beim eintreffen schon fertig gewaschen und bereit zum trocknen ist.

Notiz: Im Bereich der Heimautomatisierung gibt es derzeitig eine Vielzahl von konkurrierenden Schnittstellen, vor allem für das Übertragungsmedium Funk. Das Thema Heimautomatisierung steht noch nicht im Fokus dieser Webpräsenz. Es wird von daher nicht weiter in sich vertieft, sondern an der Schnittstelle zu Ihrem generischen Heimnetzwerk basierend auf Ethernet/WLAN/PowerLine aufgegriffen.

Netzwerkanforderungen - Die Benutzer und Ihre Anwendungen

Letztendlich erwartet ein Benutzer von einem Heimnetzwerk das es für Ihn transparent ist. Sprich man surft im Internet, lädt Daten in die Cloud, spielt online, schaut einen Film und diese Anwendungen funktionieren einfach tadellos.

Doch Personen und Ihre Erwartungen sind individuell und der Begriff “tadellos” sehr dehnbar. Wenn jemand online ein Echtzeitstrategiespiel spielt oder einen Shooter, unter Wettbewerbsbedingungen, dann möchte man die Verzögerungen für die Datenübertragung auf ein Minimum beschränken und jede Millisekunde (ms) ist kostbar. Wenn man ein Telefongespräch (Voice over IP) über sein Netzwerk führt, dann sollte das Gespräch stabil, ohne hörbare Störungen und flüssig im Dialog verlaufen. Das Nachladen einer Seite der Tageszeitung auf dem Tablet sollte spätestens nach einem Schluck Kaffee abgeschlossen sein.

Doch warum sind solche Überlegungen überhaupt hilfreich? Als Antwort 2 Beispiele: WLAN hat den Vorteil der kabellosen Mobilität, doch die WLAN bedingte Zugriffskontrolle auf das geteilte Medium der Funkschnittstelle, kann schnell dazu führen das Daten verzögert gesendet werden. Dies ist üblicherweise kein Problem für die meisten Anwendungen, doch wenn man für das Online Gaming die Zugriffszeiten zuverlässig optimieren möchte, empfiehlt sich ein kabelgebundenes Übertragungsmedium. Wichtige Daten sollen regelmäßig als Backup auf ein externes Network Attached Storage Gerät (NAS) gespeichert werden. Schon heute ist ein Datenvolumen von mehreren Gigabyte eher die Regel als die Ausnahme. Eine hohe Bandbreite des Übertragungsmediums ist hier von Vorteil, somit die Verwendung von Gigabit Ethernet oder dem aktuellsten WLAN Standard IEEE802.11ac wave 2.

Um ihnen einen Anhaltspunkt zu geben hier ein Link zu einer Tabelle mit verschiedenen Netzwerkanwendungen und typischen Anforderungen. Typisch da Ihre individuellen Erwartungen und Anforderungen abweichen können, die Anwendungen weitere Abhängigkeiten haben, wie die exakte für die Übertragung verwendete Kodierung oder schlicht dem Wandel der Zeit unterliegen (z.B. Websites mit immer höherem Datenvolumen zur Übertragung).

Listen Sie jetzt die Benutzer ihres Heimnetzwerkes und welche Benutzer welche Anwendungen in Anspruch nehmen. Individualisieren sie die Anwendungen auf Ihre persönlichen Bedürfnisse und listen Sie zusätzliche Anwendungen. Versuchen Sie soweit möglich die Anforderungen dieser Anwendungen in den Punkten Latenz, Datenrate (Uplink, Downlink) und Zuverlaessigkeit auf das Netzwerk zu schätzen.

Notiz: Wie bei den meisten Dingen im Leben, kommt es nicht darauf an 100% akkurate Zahlen zu ermitteln, sondern es reicht grob die Dimension der Anforderungen bezüglich Bandbreite, Zugriffszeit und Zuverlässigkeit zu kennen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bezüglich Anforderungen an Ihr Heimnetzwerk ist die Sicherheit. Die Hauptpunkte sind die Absicherung gegen unauthorisierten Zugriff von außen und die Frage ob und in welchem Umfang bestimmte Benutzerkategorien Zugriff auf Ihr Netzwerk haben sollen. Folgend Beispielfragen mit Sicherheitsrelevanz:

Netzwerkanforderungen - Die Zukunftsentwicklung

Es ist immer schwierig einen Blick in die Zukunft zu wagen und hierbei richtige Prognosen abzugeben. Gerade im Bereich der Technik ist der Fortschritt so rasant das sich manche Technologien innerhalb von wenigen Jahren etablieren, dann aber genauso schnell wieder veraltet sind. Ein Computer und entsprechende Software ist schnell ausgetauscht. Doch mit einer dahinterliegenden Infrastruktur, wie z.B. einem Netzwerk, kann es umständlicher werden. Die Internetzugangstechnologie DSL z.B. erfreut sich nur deshalb so großer Beliebtheit, da in Deutschland großflächig verdrillte Kupferkabel für den Haus-/Wohnungstelefonanschluss verlegt wurden. Diese zu Ersetzen ist aufwendig und teuer und von daher wird uns der Internetzugang über DSL noch lange begleiten . Ebenfalls dürfte die “Freude” groß sein, wenn man Netzwerkkabel in seiner heimischen Wohnung unter Putz verlegt hat, nur um dann ein paar Jahre später festzustellen, dass für den Umstieg auf höhere Datenraten die verlegte Kabelkategorie nicht mehr ausreichend ist.

Auf der anderen Seite sofort das neueste und vermeintlich beste zu Installieren kann teuer werden und auch fehlerträchtig da eine Technologie evtl. noch nicht ausgereift ist.

Die Kunst ist hier, für einen selbst die richtige Balance zu finden.

Notiz: Einige der wichtigsten grundlegenden Netzwerktechnologien und Protokolle (z.B. Ethernet und das Internet Protokoll(IP)), wurden übrigens in den 1970er Jahren entwickelt. Viele andere Technologien wie Token Ring, ISDN, ATM sind seitdem aufgekommen und wieder relativ bedeutungslos geworden. Doch es ist eine sichere Wette, das uns Ethernet und das IP Protokoll noch die kommenden Jahrzehnte erhalten bleiben werden, wenngleich auch in neuen Ausprägungen und Versionen. Ich empfinde es als beruhigend das zumeist die Grundlagen und Konzepte hinter Technologien gleich oder ähnlich bleiben, wenn sich der Schleier der neu erfundenen Begriffe erst einmal gelüftet hat..

Netzwerkanforderungen - Die Verwaltung, Kontrolle und Fehlersuche

Wie schon unter dem Unterkapitel “Die Benutzer und Ihre Anwendungen” erwähnt, ist ein Netzwerk idealerweise unsichtbar für den Endbenutzer. Doch mit steigender Anzahl von netzwerkfähigen Geräten und Anwendungen, zunehmenden Varianten von WLAN, also insgesamt wachsender Komplexität, steigt auch der Bedarf das Netzwerk zu Verwalten, zu Kontrollieren und Informationen zur Fehlerbehebung abrufen zu können.

Folgend wieder eine Liste mit Fragestellungen, welche Anregungen geben, um Ihre persönlichen Anforderungen herauszufinden