1 Rechner-Netze
1.1 Hardware-Voraussetzungen
Damit ein Computer in einem Netz ansprechbar wird, muss zunächst einmal ein physischer Informationskanal zwischen diesem Rechner und dem Netz bzw. den anderen Rechnern zur Verfügung gestellt werden. Dies leistet der sogenannte Netzwerk-Adapter, der Daten aus dem Rechner in eine passenden Form kodieren und dann in das Netz einspeisen kann, sowie Signale aus dem Netz empfangen und die enthaltenen Daten im Computer zur Weiterbearbeitung zur Verfügung stellen kann:
Bei vielen Rechnern ist ein solches Gerät schon mit auf der Hauptplatine integriert. Wenn dies nicht der Fall ist, läßt sich in der Regel eine entsprechende "Netzwerk-Karte" nachrüsten.
Stets jedoch hat der Netzwerkadapter einen Ausgang, an den ein Netzwerkkabel angeschlossen wird. Das Kabel führt zu einem Hub (engl. the hub = die Radnabe): dies ist ein spezieller Rechner, an den alle anderen Rechner eines Netzes angeschlossen sind. Der Hub ist damit der zentrale Knotenpunkt des Netzes: über ihn fließen alle Informationen, die ein Computer an einen anderen schickt:
Ein solches Netz ist also sternförmig aufgebaut: in der "Mitte" der Hub, und von diesem führt zu jedem anderen Rechner im Netz (bzw. zu jedem anderen Netz-Gerät) ein eigenes Kabel. Dies ist heute der Normalfall.
Zwei technische Bemerkungen:
- Statt eines Hubs wird in leistungsfähigeren Netzen ein Switch benutzt. Der Unterschied zwischen diesen beiden Geräte-Klassen liegt in der Art und Weise, wie sie die eingehenden Informationen weiterleiten: während der Hub jede Information an alle Rechner im Netz weitergibt, leitet der Switch sie nur direkt an den jeweils adressierten Zielrechner weiter.
- Früher wurde anstelle der Stern-Verkabelung häufig die Bus-Verkabelung benutzt, bei der ein langes Kabel von einem Rechner zum nächsten führte und an dem alle Rechner gemeinsam hingen. Der Nachteil dieser Lösung zeigt sich im Krisenfall des Kabelbruchs: bei der Bus-Topologie ist dann nämlich (in der Regel) das gesamte Netz lahmgelegt, bei der Stern-Topologie ist hingegen nur ein Rechner nicht mehr erreichbar. Jedoch, keine Rose ohne Dornen: dafür ist der Verkabelungsaufwand für die Stern-Topologie erheblich höher!
1.2 Wie funktioniert Kommunikation eigentlich?
Im Alltag machen wir uns selten Gedanken darüber, was eigentlich die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Kommunikation sind: wir reden einfach miteinander. Wenn wir aber verstehen wollen, wie Computer untereinander Informationen austauschen, dann müssen wir den Vorgang des Informationsaustauschs etwas genauer analysieren. Speziell müssen wir alle Voraussetzungen weg-denken, die zwar für die menschliche Kommunikation selbstverständlich sind, für die Computer-Kommunikation aber nicht zutreffen.
Zum Beispiel ist da die Tatsache, dass wir in vielen Fällen unser "Gegenüber"(!) sehen. Damit ist oft schon geklärt, mit wem wir es zu tun haben. Daß dies tatsächlich ein klärungsbedürftiger Punkt ist, wird klar, wenn wir mit einem unsichtbaren Partner reden, z.B. am Telefon. Da ist es üblich, dass sich zu Beginn des Gesprächs beide Teilnehmer "melden", um sich zu identifizieren. (Dem widerspricht auch die inzwischen übliche Praxis nicht, sich bei einem Anruf auf dem Handy nur mit "Ja?" zu melden: mein Handy ist mein Handy, d.h. wer mich über mein Handy anruft, weiß schon, wen er am anderen Ende zu erwarten hat. Bei einem Anruf an einem stationären Telefon hingegen ist nicht unbedingt im voraus klar, wer das Gespräch entgegennehmen wird. Umgekehrt weiß aber der Angerufene in beiden Fällen meist nicht, wer ihn anruft, weshalb sich auch beim Handy-Anruf zumindest der Anrufende stets mit Namen melden sollte.)
Der nächste zu klärende Punkt betrifft den Ablauf der Kommunikation: bei einem Telefongespräch kann immer nur einer der beiden Teilnehmer reden, der andere muss zuhören. Es ist also der eine der Sender der Information, der andere der Empfänger. Und natürlich gehört es zum guten Ton, dass die Rollen nach zumutbaren Zeitabschnitten getauscht werden. Beim Telefongespräch ergeben sich die Gelegenheiten für den Rollentausch sozusagen automatisch, z.B. dadurch, dass der momentane "Sender" eine Frage stellt oder eine Pause macht.
Schwieriger zu organisieren ist eine Kommunikation zwischen vielen Teilnehmern. Wenn wir Wert darauf legen, dass nach dem Ende der "Kommunikationssitzung" alle Teilnehmer über alle Informationen verfügen, die während der Sitzung genannt wurden, dann muss zumindest gewährleistet sein, dass zu einem Zeitpunkt stets nur einer der Teilnehmer spricht: alle anderen müssen zuhören! Wenn hingegen z.B. bei der Generalversammlung eines Kleintierzüchtervereins alle anwesenden Mitglieder dauernd munter durcheinanderreden, wird am Ende der Veranstaltung keiner der Anwesenden einen Überblick darüber haben, welche Argumente es für oder gegen die vorgeschlagene Satzungsänderung gibt, obwohl in der Sitzung möglicherweise sogar alle Argumente zur Sprache kamen, vielleicht sogar mehrfach! Formal müssen wir also für die Kommunikation auf einer solchen Versammlung fordern, dass es zu jedem Zeitpunkt nur einen Sender gibt; alle anderen Teilnehmer sind die Empfänger für die vom Sender ausgehenden Informationen.
Die Rolle des Senders muss aber von jeweils wechselnden Teilnehmern übernommen werden können. Um dies zu ermöglichen, wird bei Vereinsitzungen und ähnlichen Veranstaltungen jeweils zu Beginn ein Diskussionsleiter benannt. Dessen Aufgabe ist die Verwaltung der Senderrolle: er "erteilt das Wort" (also die Berechtigung, "senden" zu dürfen) und er entzieht es auch wieder, wenn ein Teilnehmer die ihm zugedachte Redezeit überschreitet. Er ist also der Organisator der Diskussion, und diese funktioniert nur, wenn alle Teilnehmer sich ihm unterordnen und sich an seine Anweisungen halten.
Einen anderen Fall haben wir auf einer Party: hier gibt es zwar ebenfalls viele Teilnehmer, aber die Gespräche sind nicht so organisiert wie bei der Vereinssitzung: die Partygäste führen Gespräche in kleinen Gruppen, deren Zusammensetzung dauern wechseln kann. Es gibt zu einer Zeit mehrere "Sender" (, allerdings in jeder "lokalen Gruppe" meist auch wieder nur einen). Und die von diesen Sendern abgegebenen Informationen richten sich in der Regel auch nicht an alle Anwesenden, sondern nur an die wenigen in der jeweiligen lokalen Gruppe. Aber auch hier muss man gelegentlich erst mal klären, mit wem man's denn eigentlich zu tun hat.
Wenn wir also ganz allgemein die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilnehmern organisieren sollen, dann haben wir dabei zumindest die beiden folgenden Aufgaben zu lösen:
- Jeder der Teilnehmer muss für die anderen identifizierbar sein.
Dies erreicht man, indem man jeden der Teilnehmer eindeutig kennzeichnet, ihm also einen unverwechselbaren Namen gibt. Im Falle von Computernetzen reden wir von der "Adresse" eines Computers: durch die Adresse ist der jeweilige Rechner eindeutig identifiziert.
Genaueres zur Adressierung finden Sie im Kapitel "Adressierung".
- Der Ablauf des eigentlichen Informationsaustauschs zwischen
den einzelnen Teilnehmern muss organisiert werden.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass der Kommunikationsprozess in eine Folge genau definierter Einzelschritte zerlegt wird, die wohlbestimmten strengen Regeln gehorchen müssen. Eine solche Menge von Definitionen und Regeln nennen wir ein "Protokoll".
Bei "Protokoll" denken wir möglicherweise zunächst an das Protokoll einer Besprechung, also an ein Verlaufsprotokoll, dem nachträglich zu entnehmen ist, was in dieser Besprechung gesagt und beschlossen wurde. Darüberhinaus hat das Wort "Protokoll" aber auch im täglichen Leben noch eine andere Bedeutung: es bezeichnet nämlich auch die Gesamtheit der im diplomatischen Dienst verwendeten Verhaltensregeln und Zeremonien. Diese Bedeutung kommt unserer informatischen Definition schon recht nahe, handelt es sich doch in beiden Fällen um einen Satz von Vorschriften, die den Umgang verschiedener Teilnehmer regeln sollen.
Weitere Details dazu finden Sie im Kapitel "Protokolle".
