Netzwerke: Load Balancer

Ein Load Balancer ist ein Lastverteiler, welcher Auslastung und Antwortzeiten von Servern beurteilen und auf verschiedene Systeme aufteilen kann.
Durch die Aufteilung der Last auf verschiedene Server kann so eine bestmögliche Server-Performance erreicht werden.

Beispiel: Lastverteilung bei Internetseiten

Wir stellen uns das Besucheraufkommen in einem Onlineshop vor, kurz nach dem Verkaufsstart eines Produkts. In diesem Szenario erreicht das Besucheraufkommen Spitzenwerte. Der Webserver würde irgendwann in die Knie gehen, da er nicht mit dem Ansturm an Anfragen umgehen kann. Hier schafft eine Lastverteilung Abhilfe. Es werden mehrere Server eingesetzt, um die Last gleichmäßig zu verteilen.
Der Loadbalancer erhält zum Beispiel die Domain shop.techbeck.com. Die Server auf denen die Internetseite läuft erhalten server1.shop.techbeck.com und server2.techbeck.com. Der Load Balancer übernimmt die Lastverteilung der Anfragen auf beide Server. Über die Domain des Load Balancers ist der Online Shop also erreichbar, obwohl dahinter mehrere Server stecken.

Grafik: Load Balancer bei einem Internetauftritt

Netzwerke: LAN – Local Area Network

In Netzwerken gibt es verschiedene räumliche Ausdehnungen. Local Area Network (kurz LAN) beschreibt ein lokales Netzwerk, welches mehrere Clients innerhalb eines Gebäudes oder Raumes zusammenfasst.

Das einfachste Netzwerk besteht aus zwei Clients, die über eine Direktverbindung oder zum Beispiel über einen Switch verbunden sind.

Das Netzwerk zu Hause besteht meistens aus einem Router und einem Switch. Der Switch ist heutzutage in den Router integriert. Der Router versorgt das angeschlossene Netzwerk über ein Model mit Internet.

Im Zusammenhang mit LAN fällt häufig auch der Begriff WLAN. Wireless Local Area Network beschreibt die kabellose Verbindung von Clients über Funk.

Netzwerkkomponenten im LAN:

  • Repeater
  • Bridge
  • Router
  • Switch
  • Accesspoint
  • Proxy
  • Gateway

Grafik: Local Area Network mit Wireless LAN

Netzwerke: DNS – Domain Name System

Das Domain Name System (kurz DNS) hat eine ähnliche Funktion wie ein Telefonbuch. Hier findet die Zuordnung zwischen Hostnamen und IP-Adresse statt. Das DNS ist ein System zur Auflösung von Hostnamen in IP-Adressen und umgekehrt.

Beispiel: Aufruf von www.techbeck.com

Wenn du zum Beispiel die Domain www.techbeck.com aufrufen möchtest, fragt dein Browser bei einem DNS-Server nach, der in der IP-Konfiguration deines PCs festgehalten ist. Der DNS-Server ist meistens der Router deines Internetzugangs. Sollte dort kein DNS-Server hinterlegt sein, wird eine Kette von weiteren DNS-Servern angefragt bis ein DNS-Server eine positive Rückantwort liefert. Der antwortende DNS-Server löst die Domain in eine IP-Adresse auf und liefert diese zurück an deinen Browser.

Das OSI-Referenzmodell der Netzwerktechnik

Um sich die Ebenen, die ein Netzwerk ausmachen, genau verstehen zu können, werden häufig Referenzmodelle zu Rate gezogen. Das bekannteste Referenzmodell ist das OSI-Referenzmodell. Das Modell besteht aus sieben übereinander angeordneten Schichten. Jede dieser Schichten beschreibt einen Sachverhalt in der Kommunikation in Netzwerken. Im folgenden werden die einzelnen Schichten näher erläutert.

Grafik: OSI-Referenzmodell

Das Referenzmodell lässt sich in zwei Obergruppen unterteilen. Die Bitübertragungsschicht, die Sicherungsschicht, die Vermittlungsschicht und die Transportschicht lässt sich der Gruppe der transportorientierten Schichten zuordnen. Die Gruppe der anwendungsorientierten Schichten besteht aus der Sitzungsschicht, der Darstellungsschicht und der Anwendungsschicht. 

Die Bitübertragungsschicht die reine physikalische Übertragung der Daten in Netzwerken. Diese Schicht beschreibt die Struktur der Signalfolgen. Hier finden zum Beispiel Rechenoperationen statt, bei denen die Umwandlung von Bitfolgen für die nächst höhere Schicht realisiert wird. 

Die Sicherungsschicht beschreibt im wesentlichen, wie aus verschiedenen einzelnen Bits ein verlässlicher Datenstrom wird. Sie vermeidet Übertragungsfehler und Datenverlust.

Die Netzwerkschicht beinhaltet das Routing, also den Weg der Datenpakete zum nächsten Knoten. Hier werden Datenströme erstmals logisch adressiert.

Die Transportschicht lässt sich als Mittler zwischen den transportorientierten und anwendungsorientierten Schichten interpretieren. Hier werden die Datenpakete einer Anwendung zugeordnet. 

Die Sitzungsschicht stellt die Verbindung zwischen den verschiedenen Systemen her. Hier findet der Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen statt.

Die Darstellungsschicht dient der Konvertierung von Daten in ein geeignetes Format. Die Daten werden für die Anwendungsschicht in ein geeignetes Format übertragen. 

Die Anwendungsschicht beinhaltet die Dateneingabe und Dateiausgabe. Außerdem stellt Sie Funktionen für die Anwendungen bereit.