Netzwerksysteme und Cyber-Security
Netzwerke sind in der heutigen digitalen Welt von zentraler Bedeutung. Sie verbinden Geräte und Computer, so dass sie miteinander kommunizieren und Daten austauschen können. Dies geschieht nicht nur in unseren Häusern, wo Geräte wie Smartphones, Laptops und sogar Smart-TVs vernetzt sind, sondern auch in Unternehmen, wo große Netzwerke benötigt werden, um komplexe Arbeitsabläufe und Datenverkehr zu unterstützen. Darüber hinaus spielt das Internet, ein globales Netzwerk von Netzwerken, eine zentrale Rolle in unserem Alltag, von der Bereitstellung von Informationen und Unterhaltung bis hin zum Online-Shopping und digitalem Lernen.
In diesem Lernbeitrag werden wir uns die Grundlagen der Netzwerktechnik ansehen. Dazu gehören unter anderem der Aufbau eines Netzwerks, wie diese gewartet werden und wie sie geschützt werden. Sei gespannt!
Was ist ein Netzwerk?
Ein Netzwerk ist eine Gruppe von zwei oder mehr Computern (oder anderen elektronischen Geräten), die miteinander verbunden sind. Diese Verbindung ermöglicht es den Geräten, Daten und Ressourcen miteinander zu teilen. Um Netzwerke verstehen zu können, solltest Du einige Konzepte verstehen:
Knoten
In einem Netzwerk wird jedes Gerät, das Daten senden und empfangen kann, als „Knoten“ bezeichnet. Dabei kann ein Knoten ein Computer, ein Smartphone, ein Drucker oder sogar ein intelligenter Kühlschrank sein. Damit alle Geräte miteinander kommunizieren können, braucht jedes Gerät eine eindeutige Adresse (siehe Lernbeitrag IP-Adresse vs. MAC-Adresse). Über diese Adresse ist es den Knoten im Netzwerk möglich, sich gegenseitig zu finden und miteinander zu kommunizieren.
Ressourcen teilen
Ein wichtiger Vorteil von Netzwerken besteht darin, dass sie das Teilen von Ressourcen ermöglichen. Netzwerke ermöglichen es z.B., dass mehrere Endgeräte (PC´s, Laptops oder Smartphones) denselben Drucker oder dieselbe Internetverbindung nutzen. Dadurch können Ressourcen gespart und die Verwaltung vereinfacht werden.
Arten von Netzwerken
Es gibt verschiedene Arten von Netzwerken, die je nach Größe dieses unterschieden werden können. Die zwei häufigsten Netzwerktypen sind LAN und WAN. Ein LAN (Local Area Network) verbindet Geräte in einem kleineren Bereich, wie z.B. Zuhause oder in einem kleinen Unternehmen. Ein WAN (Wide Area Network) hingegen verbindet Geräte über größere Entfernungen – das Internet ist das größte WAN der Welt. Durch ein WAN (wie das Internet) können z.B. viele kleine LAN´s miteinander kommunizieren.
Diese Grafik zeigt nur die einfachste Version von LAN´s und WAN´s auf. In der Realität ist der Aufbau von Netzwerken viel komplexer. Die unterschiedlichen Netzwerktypen und ihre genauen Eigenschaften wirst Du während des Unterrichts am IT-Kolleg Imst kennenlernen.
Wie funktionieren Netzwerke?
Netzwerke sind ein komplexes Zusammenspiel aus vielfältigen Komponenten und individuellen Konfigurationen. Damit Du ein Grundverständnis dafür bekommst, wie Netzwerke funktionieren, werden wir nun einige grundlegende Konzepte erklären:
Knoten und Verbindungen
Wie bereits erwähnt, ist jedes Gerät in einem Netzwerk, das Daten senden und empfangen kann, ein Knoten. Diese Knoten sind miteinander über Verbindungen vernetzt, die entweder physischer Natur (durch Kabel) oder drahtlos (über Funkwellen) realisiert werden können.
Protokolle
Die Kommunikation zwischen den Knoten in einem Netzwerk basiert auf „Protokollen“. Ein Protokoll ist eine Art Regelwerk, das bestimmt, wie Daten gesendet und empfangen werden. Ein bekanntes Beispiel ist das HTTP (Hypertext Transfer Protocol), das beim Aufrufen von Webseiten verwendet wird.
IP- & MAC-Adressen
Jeder Knoten in einem Netzwerk hat eine eindeutige Identifikation, die als IP-Adresse (Internet Protocol Adresse) bezeichnet wird. Des weiteren hat jedes Gerät, das mit dem Netzwerk verbunden ist, eine Netzwerkkarte. Diese Netzwerkkarten haben jeweils eine eindeutige Kennung, die MAC-Adresse (Media Access Control-Adresse). Diese Adressen ermöglichen es den Knoten, sich gegenseitig zu finden und miteinander zu kommunizieren.
Datenübertragung
Wenn Daten von einem Knoten zu einem anderen gesendet werden, werden sie normalerweise in kleine Stücke aufgeteilt, die als „Pakete“ bezeichnet werden. Jedes Paket enthält einen Teil der Gesamtdaten sowie Informationen über seine Herkunft und sein Ziel. Die Pakete werden über das Netzwerk gesendet und am Ziel wieder zusammengesetzt. In der Praxis ist der Aufbau noch komplexer – alles weitere über Pakete wirst Du am IT-Kolleg Imst lernen.
Router und Switches
Router und Switches sind spezielle Geräte, die den Datenverkehr in einem Netzwerk verwalten. Ein Switch verbindet Geräte auf der lokalen Ebene (wie in einem Heim- oder Büronetzwerk), während ein Router Daten zwischen verschiedenen Netzwerken leitet (wie das Internet und Dein Heimnetzwerk). Da es für die meisten Heimnetzwerke aber zu aufwändig und teuer wäre, beide Geräte zu verwenden, übernimmt dort meist der Router die Aufgabe des Switch und verbindet sowohl Geräte auf lokaler Ebene als auch das Heimnetzwerk mit dem Internet.
Funktionieren von Netzwerken
Zusammenfassend funktionieren Netzwerke folgendermaßen: Jeder Knoten (Computer, Smartphone usw.) sendet und empfängt Daten in Form von Paketen. Diese Pakete werden durch Protokolle standardisiert und über IP-Adressen und MAC-Adressen gesendet. Router und Switches leiten diese Pakete an ihr endgültiges Ziel weiter. Dieser Prozess ermöglicht die Kommunikation und den Datenaustausch, die wir in unseren täglichen digitalen Interaktionen verwenden.
Natürlich gehört zum Funktionieren eines Netzwerkes noch sehr viel mehr. Diese Informationen sollten Dir aber dabei helfen, die Grundlegenden Abläufe besser zu verstehen und somit dem Unterricht am IT-Kolleg Imst von Anfang an bestens folgen zu können.
Cyber-Security-Maßnahmen
Wie Du in dieser Mindmap sehen kannst, gibt es sehr viele Möglichkeiten, um einen Cyber-Angriff vorzubeugen. Viele dieser Punkte beziehen sich auf Unternehmen – aber es gibt auch einige Dinge, die Du in deinem Alltag umsetzen kannst, um Dich besser vor Cyber-Angriffen zu schützen. Auf einige dieser Punkte werden wir im folgenden näher eingehen:
Starke Passwörter
„123456“, „Password“ oder „111111“ – man glaubt es kaum, aber diese Passwörter gehören zu den am meisten verwendeten Passwörtern Weltweit. Dabei beginnt der Schutz vor Cyber-Angriffen bereits bei der Vergabe eines sicheren Passworts. Ein solches Passwort sollte mindestens 12 Zeichen lang sein und eine Kombination aus Groß- und Kleinbuchstaben, Zahlen und Sonderzeichen enthalten. Dadurch wird es für den Angreifer erheblich schwieriger, Dein Passwort durch bestimmte Angriffe zu knacken. Hier noch weitere Tipps, wie Du Deine Passwörter sicherer machen kannst:
- Verwende nie das gleiche Passwort für mehrere Dienste und Websites
- Vermeide einfach zu erratende Passwörter, wie Geburtsdaten, Namen o.Ä.
- Verwende einen Passwortmanager, damit Du einen Überblick über Deine komplexen Passwörter behältst
Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA)
Die 2FA erhöht die Sicherheit, indem sie eine zweite Bestätigung verlangt, zusätzlich zum Passwort. Diese Bestätigung kann ein spezieller Code sein, der per SMS an Dein Telefon gesendet wird, oder eine Bestätigung über eine Authentifizierungs-App. Sollte Dein Passwort von jemandem erraten werden, würde die 2FA verhindern, dass er Zugang zu Deinem Konto erhält.
Software-Updates
Auch Software-Updates spielen eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung von Cyber-Angriffen. Durch das Updaten von installierter Software erhältst Du nicht nur neue Funktionen oder Fehlerkorrekturen, sondern ganz oft auch neue Sicherheitspatches. Diese Patches beheben den Herstellern bekannte Schwachstellen, die von Angreifern ausgenutzt werden könnten. Es gibt:
- Automatische Updates: Diese solltest Du, wenn möglich, für dein Betriebssystem und Deine Anwendungen aktivieren. Dadurch bleiben Deine Programme immer auf dem neusten Stand.
- Manuelle Updates: Achte auch bei weniger genutzten Programmen immer darauf, sie aktuell zu halten. Auch wenn ein Update oftmals nervenaufreibend sein kann, so hat es doch sehr viele Vorteile.
Wie bereits erwähnt, gibt es sehr viele Maßnahmen, die getroffen werden können, um sich selbst oder ein Unternehmen vor Cyber-Angriffen zu schützen. Weitere Maßnahmen wirst Du während Deiner Zeit am IT-Kolleg Imst kennenlernen. Sei gespannt!