Ein Datennetz ist der Verbund von räumlich mehr oder minder getrennten Rechnern, Peripheriegeräten und Kommunikationsgeräten oder Gruppen solcher Geräte zum Zweck des Datenaustausches oder der Zusammenarbeit. In Abb. 12.1.1 sind die Entfernungen und Datenraten für verschiedene Datennetze grafisch dargestellt.
Ein Local-Area-Network ist ein Rechnernetz, das größer ist als Personal Area Networks aber kleiner als Metropolitan Area Networks (und Wide Area Networks und Global Area Networks):
- Ohne Zusatzmaßnahmen ist die Länge kleiner 500 Meter
- Betrieb als privates Heimnetz (auch in kleinen Unternehmen)
Rechnernetze werden zu Wide-Area-Netzen wenn die Übertragungswege länger sind als bei LANs oder MANs:
- Die Anzahl der angeschlossenen Rechner ist theoretisch unbegrenzt1
- WANs verbinden lokale LANs, aber auch einzelne Rechner untereinander
- Privater Betrieb einzelner Firmen oder öffentlicher Betrieb als komerzieller Internetdienstanbieter für einen Zugang zum Internet
Der Zugriff auf räumlich verteilte Daten mittels Network File System (NFS) ist eine klassische Anwendung der Client-Server-Systeme. Damit werden redundante Daten vermieden.
→ Es gibt Storage Arrays mit Ethernet-Anschluss im LAN.
Durch die parallele Aufteilung einer Aufgabe auf mehrere Rechner steigt die Leistungsklasse des Rechner-Systems (gemessen in MIPS2 oder MFLOPS3) . Voraussetzungen sind:
- Die Rechner brauchen ein gemeinschaftliches verteiltes
Betriebssystem, das die verteilten Komponenten zu einer
Einheit zusammenfaßt.
→ Parallelrechner oder Rechner mit gleichem Betriebssystem und speziellen Betriebssystemzusätzen.
- Für
das Problem muß eine Verarbeitungsvorschrift gefunden
werden, die es ermöglicht, das Problem zu zerlegen und
damit die Teilprobleme auf einzelnen Rechnern zu lösen.
→ Nicht alle Probleme lassen sich Parallelisieren4
Durch einen redundanten Betrieb (hot standby) einzelner Rechner ergibt sich eine aktive Reserve bei einem Ausfall einzelner Systeme.
→ Besonders bei Echtzeitsystemen, z.B. in der industriellen Fertigung oder bei Vermittlungssystemen (z.B. Siemens EWSD) ist dieses ein notwendiger Sicherheitsaspekt.
Gleichwertige Systeme (auf unterschiedlichen Rechnern) verarbeiten eigenständig komplette Aufgaben (load sharing).
→ Verteilung der Aufgaben auf vorhandene Rechner, um kürzere Antwort- und Transaktionszeiten zu erhalten.
→ Im Fehlerfall ergibt sich ein funktionierendes System mit reduzierter Leistung.
Entsprechend der verfügbaren Hardware erfolgt eine funktionsbezogene Aufteilung der Aufgabe ggf. auf spezialisierten Systemen.
→ Zugang zu einem Drucker-Server oder einem Gateway zum Internet (Modem, xDSL, Router, …).