Vernetzte IT-Systheme

Auf der einen Seite stand in einem abgeschirmten Rechenzentrum ein Zentralrechner (Mainframe, Großrechner, Host) und auf der anderen Seite befanden sich in den Büros und über Kabel angebunden sogenannte Terminals (Tastatur und Bildschirm). Über diese Terminals waren nur Ein- und Ausgaben möglich, die eigentliche Rechenleistung lieferte der Zentralrechner. So gesehen konnte man hier noch nicht von Netzwerken sprechen, da ja nicht zwei Systeme miteinander kommunizierten, sondern eigentlich nur eine Art verlängertes Tastatur- und Bildschirmkabel zum Einsatz kam.

Mit der zunehmenden Einführung der Personal Computer (PC) ab Anfang der 80er-Jahre ging der Wunsch in Erfüllung, kleinere Rechnereinheiten direkt vor Ort, also auf dem Schreibtisch, zur Verfügung zu haben. Diese konnten mit verhältnismäßig geringem Aufwand selbst gewartet werden und der Benutzer konnte relativ selbstständig über das eingesetzte Programm entscheiden. Die Entwicklung ging weg vom gängelnden zentralen Rechenzentrum und hin zu mehr Autonomie für den Benutzer. Unterstützt wurde dies im Laufe der Jahre durch immer anwenderfreundlichere und leichter zu bedienende Programme. Mit der zunehmenden Qualität und Quantität von PCs entstand schon bald wieder die Idee, die Einzelplatzrechner in einem Netzwerk zu verbinden. Ein wichtiger Aspekt dabei war unter anderem der Wunsch, durch PC-Netzwerke die kostspieligen Rechenzentren zu ersetzen.

Obwohl PCs und Vernetzungstechniken in der letzten Zeit immer leistungsfähiger wurden, ist in einigen Branchen auch heute noch der Einsatz von Zentralrechnern unumgänglich. Allerdings ist eine Koexistenz beider Bereiche inzwischen auch unproblematisch, da genormte Übergänge verfügbar sind. Eine gewisse Renaissance der Idee von Terminals sind Thin Clients (z. B. von IGEL, HP oder Fujitsu), die sich vor allem durch Wartungsfreundlichkeit und einen deutlich geringeren Stromverbrauch als bei PCs auszeichnen. Hinzu kommt, dass durch den Verzicht auf lokale Laufwerke und Betriebssysteme erhebliche Kosteneinsparungen möglich werden.

Gleichberechtigung

In einem Peer-to-Peer-Netz sind prinzipiell alle Computersysteme gleichberechtigt. Die Ressourcen im Netz sind auf die beteiligten Rechner verteilt und jeder Benutzer ist lokal eigenverantwortlich für die Sicherheit und die Freigabe dieser Ressourcen. Jeder Rechner kann anderen Rechnern Ressourcen zur Verfügung stellen und umgekehrt auf freigegebene Ressourcen anderer Rechner zugreifen, sofern er dazu berechtigt ist.

Vor- und Nachteile von Peer-to-Peer-Netzwerken

Die Hauptvorteile sind, dass keine Extrakosten für einen Server anfallen und kein spezielles Betriebssystem nötig ist, da alle gängigen PC-Betriebssysteme Funktionen für diese Art der Vernetzung bereits integriert haben. Als Nachteil stellt sich heraus, dass es weder in Bezug auf Ressourcen noch in Bezug auf Benutzer eine zentrale Verwaltung gibt und Sicherheitsrichtlinien im Netzwerk nur sehr eingeschränkt umsetzbar sind. Peer-to-Peer-Netze werden vorrangig für die Dateiverteilung und das dezentrale Suchen von Dateien genutzt. Dabei wird durch die Verteilung der Daten eine effizientere Auslastung der Verbindungswege erreicht. Ein anderer Aspekt ist das Zusammenschalten von Rechnern mit dem Ziel, die Ressourcen für die Lösung einer gemeinsamen Aufgabe zu nutzen (z. B. Grid- oder Cloud-Computing - Rechenaufgaben oder Daten werden dabei auf mehrere Rechner bzw. Speicher verteilt).

Client-Server-Prinzip

Das Grundprinzip ist hierbei, dass es auf der einen Seite ein Programm gibt (die Server-Anwendung bzw. Applikation), welches über eine Netzwerk-Verbindung eine Dienstleistung (Service) bereitstellt und passiv auf Anfragen wartet. Auf der anderen Seite fordert ein Programm (die Client-Anwendung) diese Dienstleistung aktiv an. Das Client-Programm kommuniziert mit dem Server-Programm über eine festgelegte "Sprache", das Protokoll. Im Protokoll sind alle möglichen Anweisungen und Antworten definiert. Jede Dienstleistung hat in der Regel ein eigenes Protokoll. Beispiel: ein Webserver, von dem ein Webclient (ein Browser wie Internet Explorer oder Firefox) bestimmte Seiten über das HTTP-Protokoll anfordert (vgl. Kapitel 11). Bei einer Server-Client-Konzeption findet eine Aufgabenteilung statt. Eine oder mehrere Server-Anwendungen stellen zentral Ressourcen und Dienstleistungen zur Verfügung. Die Clients können in der Regel nach erfolgreicher Anmeldung auf diese zugreifen. Oft ist eine Anmeldung nicht erforderlich, wie dies bei Web-, DNS- und DHCP-Servern normalerweise der Fall ist.

File-Server         

Ein Rechner mit einer oder mehreren schnellen und großen Festplatten dient zum   Speichern aller Daten, die von den Benutzern erstellt werden. Für diese Server wird im Normalfall ein eigenständiges Konzept zur regelmäßigen Datensicherung, z. B. auf Bänder, entwickelt.

Print-Server       

Print-Server stellen im Netzwerk zentrale Druckdienste bereit. Hierbei können einerseits Computer auf externe Druckgeräte zugreifen oder andererseits in Druckgeräte integrierte Print-Server verwendet werden. Zentralisierte Drucklösungen sind gekennzeichnet durch verminderte Druckkosten und effektivere Geräteauslastung.

Application-

Server

Ein Application-Server stellt Anwendungsprogramme, die in der ganzen Firma gebraucht werden, zentral zur Verfügung. Die Benutzer starten das gewünschte Programm nicht von einer lokalen Festplatte, sondern von diesem Server aus. Bei Programm-Updates muss die neue Version nur auf dem Server installiert werden und kann danach in dieser aktuellen Fassung in der ganzen Firma genutzt werden. Für den endgültigen Einsatz am Client ist häufig noch ein kleiner lokaler Installationsteil notwendig. Werden die Anwendungen direkt auf dem Server ausgeführt, spricht man entweder von einem Terminal-Server oder von webbasierten Diensten (z. B. "Apps" bei Smartphones). In letzterem Fall erfolgt der Zugriff nicht per Remotedesktop-Client- Software (Software für den entfernten Zugriff auf einen Computer), sondern mit einem beliebigen Webbrowser (z. B. dem Internet Explorer oder Firefox).

Mit einem Client-Server-Konzept wird meist auch eine zentrale Benutzerverwaltung eingeführt. Dabei werden Benutzer verschiedenen Gruppen zugeordnet und diesen Gruppen dann bestimmte Rechte zugewiesen oder bestimmte Zugriffe verweigert. Einer der Vorteile davon ist, dass neue Benutzer schnell integriert werden können, indem sie passenden, bereits bestehenden Gruppen hinzugefügt werden.

Kostensenkung im Funktionsverbund

Am deutlichsten wird dies am Beispiel der gemeinsamen Nutzung von Ressourcen. Wird z. B. ein hochwertiger Drucker angeschafft, kann dieser über das Netzwerk von allen Stationen verwendet werden. Wird z. B. ein neues Programm installiert, kann dies zentral auf einem Rechner geschehen und das Programm für die Nutzung durch angeschlossene Rechner freigegeben werden, wodurch der Wartungsaufwand sinkt. Allerdings ist es manchmal schwierig, die eingesparten Hardware-Kosten mit den zu erwartenden Administrationskosten zu vergleichen. Denn der Betrieb eines Netzwerks bedeutet auf der einen Seite zusätzlichen Personalaufwand, auf der anderen Seite aber auch den Gewinn zusätzlicher Funktionalitäten für alle Netzwerkteilnehmer. Allgemein kann bei einem Netzwerk von einem Funktionsverbund gesprochen werden. Dies bedeutet, dass verfügbare Ressourcen mithilfe eines Netzwerks allen Beteiligten zur Verfügung gestellt werden können. Eine Ressource sind Geräte und Systeme zur Realisierung spezieller Funktionen in einem Gesamtnetzwerk, auf die alle autorisierten Benutzer oder Dienste zugreifen können.