Wireless Access Point
Ein [1] Wireless Access Point ("drahtloser Zugangspunkt") bzw. Access Point (AP) dient als Schnittstelle (Knotenpunkt) für kabellose Verbindungen (WLAN) zwischen [2] Endgeräten (zB Smartphone, Notebook, PC, Drucker) und fest installierten, meistens kabelgebunden[3] Netzen (LAN, Telefonnetz, andere Datennetze, Internet). Einfache Access Points leiten die Daten einfach an Router oder Switches weiter. Häufig sind Wireless Access Points in einem WLAN-Router integriert, der zB direkt mit dem Internet verbindet.

Aufbau eines Netzwerkprotokolls
Beim Datenaustausch werden die Informationen in Datenpakete zerlegt, welche zB folgende Informationen enthalten: Absender und Empfänger, Typ des Pakets, Paketlänge und Prüfsumme.

Ethernet, Grundlagen
Ethernet ist eime Netzwerktechnologie, die den Datenaustausch über Netzwerkkabel regelt. Die Ethernet-Standards werden durch die Norm IEEE 802.3 festgelegt. Dadurch werden Datenrate (zB 100 MBit/s), Übertragungsverfahren (zB Base - Breitband) und Segmentlänge oder Kabeltyp bestimmt.

Die Übertragungsgeschwindigkeiten begannen mit Koaxialkabel bei 10 MBit/s, haben zur Zeit vielfach mit Twisted-Pair-Kabel 100 MBit/s bis 1000 MBit/s und erreichen mit Glasfaserkabel bis zu 100 GBit/s.
Beispiel: Ethernet-Standard: 802.3ab (= Gigabit-Ethernet), Bezeichung: 1000Base-T (T = Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckverbindung, max 100 m ) -> Datenrate (Übertragungsgeschwindigkeit) 1000 MBit/s (=1 GBit/s).

Ethernet-Standards nach IEEE 802.3
Eine Auswahl aus den verschiedenen Standards:
[1] IEEE 802.3: 10Base5 (Thick Ethernet), Datenrate: 10 MBit/s, gelbes Koaxialkabel (max. 500 m)
[2] IEEE 802.3a: 10Base2 (Thin Ethernet), Datenrate: 10 MBit/s, graues Koaxialkabel (BNC-Verbindung; max. 185 m)
[3] IEEE 802.3i: 10BaseT, Datenrate: 10 MBit/s, Twisted-Pair-Kabel (RJ45-Steckverbindung, max. 100 m)
[4] IEEE 802.3u: 100BaseTX (Fast Ethernet), Datenrate: 100 MBit/s, Twisted-Pair-Kabel (RJ45-Steckverbindung, 4 Adern genutzt, max. 100 m)
[5] IEEE 802.3z: 1000BaseSX und 1000BaseLX (Gigabit-Ethernet), Datenrate: 1000 MBit/s (=1 GBit/s), Glasfaser-Kabel (max. 5000 m)
[6] IEEE 802.3ab: 1000BaseT (Gigabit-Ethernet), Datenrate: 1000 MBit/s (=1 GBit/s), Twisted-Pair-Kabel (RJ45-Steckverbindung, 4 Adern genutzt, max. 100 m)
[7] IEEE 802.3an: 10GBaseT (10-Gigabit-Ethernet), Datenrate: 10000 MBit/s (=10 GBit/s), Twisted-Pair-Kabel (RJ45-Steckverbindung, max. 100 m)
[8] IEEE 802.3ba: zum Beispiel 100GBaseER4 (100-Gigabit-Ethernet), Datenrate: 100000 MBit/s (=100 GBit/s), Glasfaser-Kabel (Single-Mode-Faserpaare mit 4 Wellenlängen, max. 40 km)

Hub
Ein Hub (engl. Nabe, Knotenpunkt) wird verwendet, um Computer, Drucker und andere Netzwerk-Elemente miteinander sternförmig zu verbinden. Die Daten bzw. Signale werden an alle anderen Netzwerkteilnehmer weitergeleitet.

LAN
Ein LAN (Local Area Network = lokales Netzwerk) ist ein Computernetz innerhalb eines räumlich begrenzten Bereiches in der Größe von maximal etwa 1 km².
Das Intranet ist ein lokales Netzwerk innerhalb einer Organisation, eines Unternehmens oder für Provatpersonen

Abschirmung von Netzwerkkabeln
Als Schutz gegen elektromagnetische Störungen werden Netzwerkkabel (Twisted Pair) meistens abgeschirmt. In manchen Fällen gibt es allerdings bei ungeschirmten Kabeln geringere Störungen.

Folgende Abschirmungen gibt es üblicherweise (nach ISO/IEC-11801):
[1] UTP (Unshielded Twisted Pair) oder U/UTP: ungeschirmt, kleiner Kabeldurchmesser
[2A] S/UTP (Screened / Unshielded Twisted Pair): wie UTP, jedoch metallische Gesamtschirmung mit Geflecht
[2B] F/UTP (Foiled Unshielded Twisted Pair): wie UTP, jedoch metallische Gesamtschirmung mit Folie
[2C] SF/UTP (Screened Foiled Unshielded Twisted Pair): wie UTP, jedoch metallische Gesamtschirmung mit Geflecht und Folie
[3] FTP (Foiled Twisted Pair): Adernpaare mit metallischem Schirm (zB Kuststofffolie mit Alu-Kaschierung: PiMF)
[4A] S/FTP (Screened / Foiled Twisted Pair): wie FTP, jedoch zusätzliche metallische Gesamtschirmung mit Geflecht
[4B] F/FTP (Foiled / Foiled Twisted Pair): wie FTP, jedoch zusätzliche metallische Gesamtschirmung mit Folie
[4C] SF/FTP (Screened Foiled / Foiled Twisted Pair): wie FTP, jedoch zusätzliche metallische Gesamtschirmung mit Geflecht und Folie>
Weitere übliche Bezeichnungen sind:
[5] STP (Shielded Twisted Pair): Adern mit metallischem Folienschirm
[6] S-STP (Screened - Shielded Twisted Pair): wie STP, jedoch zusätzliche metallische Gesamtschirmung mit Geflecht

Kategorien (CAT) von Netzwerkkabeln
Die Kategorien (CAT) für Netzwerkkabel (Patchkabel) definieren, für welche Frequenzen und theoretishe Übertragungsgeschwindigkeiten die Kabel geeignet sind. Höhere Kategorien sind für höhere Frequenzen und Übertragungsgeschwindigkeiten bestimmt. Die Kategorien 1 bis 4 (CAT 1 bis CAT 4) sind für Netzwerke nicht mehr in Verwendung.

[1] Kategorie: CAT 1 - 100 KHz - 1 MBit/s (Telefonkabel)
[2] Kategorie: CAT 2 - 1 bis 1,5 MHz - 4 MBit/s (ISDN-Kabel)
[3] Kategorie: CAT 3 - 16 MHz - 16 MBit/s (USA)
[4] Kategorie: CAT 4 - 20 MHz - 20 MBit/s (USA)
[5] Kategorie: CAT 5 - 100 MHz - 100 MBit/s
[6] Kategorie: CAT 5e - 100 MHz - 1000 MBit/s (1 GBit/s)
[7] Kategorie: CAT 6 - 250 MHz - 1000 MBit/s (1 GBit/s)
[8] Kategorie: CAT 6a - 500 MHz - 10000 MBit/s (10 GBit/s)
[9] Kategorie: CAT 7 - 600 MHz - 10000 MBit/s (10 GBit/s)
[10] Kategorie: CAT 7a - 1000 MHz - 10000 MBit/s (10 GBit/s)
[11] Kategorie: CAT 8 - 1600 bis 2000 MHz - 40000 MBit/s (40 GBit/s)

Steckverbindung RJ45
Die Verbindung zwischen Netzwerkkabel (Patchkabel, Twisted-Pair-Kabel) und Netzwerkgeräten stellt üblicherweise die Steckverbindung RJ45 ("Western-Stecker") her.

Der [1]Stecker RJ45 für ungeschirmte oder geschirmte Netzwerkkabel wird in die [2]Buchse RJ45 der Geräte gesteckt und durch eine elastische Feder gesichert. Die Verbindungen der vier verdrillten Adernpaare am Stecker bestimmen zB, ob es ein Patchkabel für ein Ethernet-Netzwerk oder ein Crossoverkabel ist. Die Steckverbindung RJ45 ist bis zu einem Frequenzbereich von 500 MHz und daher maximal für die Kategorie CAT6A geeignet.

Anmerkung: Ab Kategorie CAT 7 sind eigene Steckverbindungen entwickelt worden.

Netzwerkprotokoll
Das Netzwerkprotokoll (Übertragungsprotokoll) regelt den Datenaustausch zwischen Computern in einem Netzwerk. Dabei werden Regeln und Formate für den Datenaustausch festgelegt.

Ports - Portnummern
Über Ports werden in Netzwerken Computer und andere netzwerkfähige Geräte miteinander verbunden. Die Ports (zB in einem Server oder Router) erhalten eine Portummer, welche aufgrund der 16-Bit-Länge eine Zahl von 0 bis 65535 sein kann. Damit Anwendungsprozesse (Programme, Applikationen) im Netzwerk miteinander kommuniziert können, stehen in den Datenpakten, die mit Hilfe von Netzwerkprotokollen zwischen den netzwerkfähigen Geräten (zB zwischen Server und Client) übertragen werden, auch die Portnummern. Bestimmte Portnummern sind reserviert, andere können frei vergeben werden:
[1] System Ports (well-known Ports): Portnummern 0 bis 1023 - reserviert für bekannte Dienste bzw. Anwendungsprozesse (zB Webbrowser benutzen meistens Port 80)
[2] Registered Ports: Portnummern 1024 bis 49151 - vorgesehen für registrierte Dienste
[3] Dynamic Ports: Portnummern 49152 bis 65535 - vom Betriebssystem für Clientprogramme vergeben

Beispiele für Portnummern:
20 und 21: FTP (Daten- und Dateiübertragungen)
25 und 587: SMTP (E-Mail)
110: POP3 (E-Mail)
80: HTTP (Internet - Webbrowser)
443: HTTPS (gesicherte Internetverbindung - Webbrowser)
587: SMTP (E-Mail)

Router
Ein Router in einem Netzwerk leitet die bei ihm eintreffende Daten zum vorgesehenen
Zielnetz weiter (=Routing).

Switch
Ein Switch wird verwendet, um Computer, Drucker und andere Netzwerk-Elemente miteinander sternförmig zu verbinden. Die Daten bzw. Signale werden im, Gegensatz zum Hub, zielgerichtet an die Empfänger im Netzwerk weitergeleitet.

Bus-Topologie
Ein Netzwerk mit Bus-Topologie besteht aus einem [1] Hauptkabel (= Bus), an dem alle [2] Geräte (Clients) angeschlossen sind. Die Größe des Netzwerks wird durch die maximale Leitungslänge des Hauptkabels bestimmt. Vorteile sind zB kostengünstige und schnelle Erweiterung. Nachteilig ist zB, dass durch Beschädigung oder Ausfall eines Netz-Elements das Netz zur Gänze ausfällt.

Sterntopologie
Ein Netzwerk mit [1] Sterntopologie besteht aus [2] Computern (Clients), die miteinander "sternförmig" über eine [3] zentrale Station (-> Hub, -> Switch, Server) verbunden sind. Bei Ausfall einer Leitung wird nur die Verbindung zum angeschlossenen Computer unterbrochen, bei Ausfall der zentralen Station fällt jedoch das gesamte Netz aus. Die meisten kleineren lokalen Netze haben eine Sterntopologie (zB mit WLAN-Router und Anbindung ins Internet).

Token Ring
Ein Netzwerk mit der Topologie [1] Token Ring, ursprünglich von IBM entwickelt, gehört zur Gruppe der Ringtopologien. Es besteht aus miteinander verbundenen Computern (Clients), wobei ein "Token" (Protokoll) im Kreis geschickt wird. Nimmt ein Computer das freie "Token" vom Ring, darf er Daten an die anderen Stationen senden. Das "Token" wird als "belegt" markiert und erst wieder frei gegeben, wenn der Datenempfänger alle Daten erhalten hat.

Vermaschtes Netz
Ein Netzwerk mit der Topologie [1] vermaschtes Netz (Maschennetz) besteht aus [2] Computern (Clients), die miteinander zumindest einfach, in der Regel jedoch mehrfach miteinander verbunden sind . Wenn eine Leitung ausfällt, funktioniert der Datenaustausch, wenn es eine Umleitungsmöglichkeit gibt (redundante Verbindungen).

Netzwerk: Verkabelung
[1] Netzwerkkabel (Patchkabel) stellen die Verbindung zwischen verschiedenen Arten von Netzwerkgeräte her (zB Computer, Router, Hub, Switch).
[2] Crossover-Kabel verbinden zwei gleiche Arten von Netzwerkgeräten miteinander (zB Computer - Computer, Router - Switch).

[3] Für die Verkabelung von Netzwerken (LAN) sind Kabelwerkstoffe, Kabeltypen, Kabelaufbau, Kabellängen und Anschlüsse (zB Steckverbindungen) von großer Bedeutung. Verwendet werden [4] Kupferkabel (Twisted-Pair Kabel) und für schnelle Datenübertragungen [5] Glasfaserkabel (LWL = Lichtwellenleiter).

Anmerkung: [6] Für dauerhafte und größere Kabellängen werden Verlegekabel in Kabelkanälen mit fixen Verbindungen (LSA-technik) verwendet.

WAN
Ein WAN (Wide Area Network) ist ein Computernetzwerk, das sich über einen sehr großen geographischen Bereich erstreckt.
Das bekannteste WAN ist das Internet, das sich über die gesamte Welt erstreckt.

WLAN
Beim WLAN (Wireless Local Area Network = drahtloses lokales Netzwerk) werden die Daten zwischen Computern über lokale Funknetze (Hotspots) übertragen.
Dazu wird ein Access Point (Basisstation) für die kabellose Datenübertragung zum Computer verwendet. Die Computer benötigen dazu eine WLAN-Karte oder einen WLAN-Stick, der an der USB-Schnittstelle angeschlossen wird

Um über WLAN auch ins Internet zu gelangen, werden meistens WLAN-Router mit eingebautem DSL-Modem verwendet.

SSID (Service Set IDentifier)
SSID (Service Set IDentifier) bezeichnet den Namen des WLANs. Dieser wird standardmäßig im Access Point festgelegt und erhält als Vorgabe eine Bezeichnung durch den Hersteller. Die SSID darf bis zu 32 alphanumerische Zeichen lang sein. Der Name der SSID wird bei der Suche von Geräten mit WLAN-Schnittstelle nach verfügbaren WLANs angezeigt und kann von Administratoren geändert werden (zB Community7).
Standradmäßig ist SSID Broadcast aktiviert. Dadurch wird in bestimmten Zeitabständen die SSID ausgesendet, damit das WLAN von anderen WLAN-Geräten leichter gefunden wird.

WEP (Wired Equivalent Privacy)
WEP (Wired Equivalent Privacy) ist eine Verschlüsselungsmethode für den Datenaustausch im WLAN. In jedem WLAN-Endgerät wird ein Schlüssel (Passwort) gespeichert. Meistens wird bei der Eingabe des WEP-Codes ein 26-stelliger alphanumerischer Code verlangt.
Beim Datenaustausch wird zuerst ein Zufallstext, der mit 64- oder 128-Bit WEP-Code verschlüsselt ist, zwischen Station und Access Point ausgetauscht. Wenn abgesandter und empfanger verschlüsselter Zufallstext übereinstimmt, wird die Datenübertragung zwischen WLAN-Endgerät und Access Point freigegeben.

Anmerkung: Mittels geeigneter Software kann der Datenaustausch abgehört ("gesnifft") und der WEP-Code in kurzer Zeit geknackt werden. Daher gilt WEP als veraltet und soll nicht mehr verwendet werden.

WPA (Wi-Fi Protected Access), WPA2
[1] WPA (Wi-Fi Protected Access) verwendet den Verschlüsselungstyp [2] TKIP (Temporal Key Integritiy Protocol) für den Datenaustausch im WLAN und ist eine Weiterentwicklung der unsicheren Verschlüsselung mit WEP. Dabei wird ein zusätzlicher Schutz durch [3] dynamische Sicherheitsschlüssel (Passwörter) erreicht. Die Sicherheit hängt daher auch von besonders sicheren Passwörtern ab.

[4] WPA2 ist eine Weiterentwicklung von WPA und enthält auch die sicherere Verschlüsselungstyp [5] AES (Advanced Encryption Standard).

Sowohl WPA als auch WPA2 gibt es in zwei Varianten, die sich in der Methode für die Authentifizierung (Überprüfung der Identität) der Benutzer unterscheiden:
[6] Personal Mode für private Netzwerke und kleine Unternehmen: Authentifizierung durch PSK (Pre-Shared Key)
[7] Enterprose Mode für große Netzwerke und große Unternehmen: Authentifizierung durch EAP (Extensible Authentication Protocol)

Anmerkung: Ab 2012 sollte im WLAN nur mehr WAP2 mit EAP verwendet werden.