Die Bestandteile eines Netzwerks

Erstelle eine Liste von mindestens fünf Geräten, die gerade mit dem Router bei dir zu Hause (oder im Klassenraum) verbunden sind, und markiere, welches dich am meisten überrascht, in einem Netzwerk zu finden. Erkläre, warum.

Kann ein Handy „mit dem WLAN verbunden“ sein und trotzdem kein Internet haben? Erkläre den Unterschied zwischen der Verbindung zum lokalen Netzwerk des Routers und dem Zugang zum Internet und beschreibe eine Situation, in der das passieren würde.

Was ist der Router? Erkläre mit eigenen Worten die zwei großen Aufgaben, die er im Netzwerk bei dir zu Hause erfüllt, und wo er normalerweise steht.

Die Abbildung zeigt das Netzwerk eines Hauses mit seinen Geräten, aber das zentrale Gerät ist wie im Schema dargestellt mit einem Fragezeichen verdeckt.

Welches Gerät ist mit „?“ markiert und welche Aufgabe hat es zwischen dem lokalen Netzwerk und dem Internet? Gib auch an, welche Geräte der Abbildung per Kabel und welche per WLAN verbunden sind, und erkläre, woran du das erkannt hast.

Erkläre, was ein WLAN-Access-Point ist und worin er sich vom Router unterscheidet. Tipp: Bei dir zu Hause gibt es meist nur ein einziges Gerät, das alles erledigt, während es in der Schule viele Access Points gibt, die auf den Fluren verteilt sind.

Der Stecker des Netzwerkkabels ist anders als der USB-Stecker und passt nicht in dessen Anschluss. Erkläre, warum jede Kabelart ihre eigene Steckerform hat und welche Probleme das beim Aufbau eines Netzwerks verhindert.

Auf einem landwirtschaftlichen Betrieb sollen Bewässerungssensoren in einem Gewächshaus, 500 m vom Haupthaus entfernt, ans Internet angeschlossen werden. Der Verantwortliche schlägt vor, die Sensoren mit einem einzigen herkömmlichen Ethernet-Netzwerkkabel von 500 m mit dem Router des Wohnhauses zu verbinden. Begründe technisch, warum dieses Kabel nicht funktionieren wird (unter Berücksichtigung der physikalischen Grenzen von Kupferkabeln) und warum auch ein normaler WLAN-Access-Point für den Hausgebrauch nicht genügen würde. Entwirf anschließend zwei realistische technische Alternativen (eine leitungsgebundene und eine drahtlose), die diese Entfernung von 500 m überbrücken können, und vergleiche den Installationsaufwand beider.

Dein Bruder spielt in seinem Zimmer per WLAN online und beschwert sich, dass es „bei ihm ruckelt“. Untersuche, ob es die Verbindung verbessern kann, seinen Computer per Kabel mit dem Router zu verbinden, und begründe, welche Unterschiede es zwischen Kabel und WLAN bei Geschwindigkeit, Stabilität und Störungen gibt.

Im Informatikraum laufen fast alle Computer über Kabel und bei dir zu Hause läuft fast alles über WLAN. Vergleiche beide Entscheidungen im Hinblick auf die Anzahl der Geräte, die Stabilität, die der jeweilige Ort braucht, und den Komfort beim Umstellen der Geräte.

Wenn das Internet zu Hause ausfällt, funktioniert der an den Computer angeschlossene Drucker weiter, aber du kannst keine Videos online ansehen. Erkläre, welches Netzwerk du in jedem Fall nutzt (das lokale Netzwerk zu Hause oder das Internet) und welcher Unterschied zwischen beiden besteht.

Richtig oder falsch? Begründe jede Antwort: (a) Das WLAN zu Hause kann weiterfunktionieren, auch wenn das Internet ausfällt; (b) jedes Gerät mit WLAN kann sich ohne Passwort mit jedem Netzwerk verbinden; (c) die Leuchten am Router zeigen an, ob er richtig funktioniert; (d) je weiter vom Router entfernt, desto besser ist das Signal.

Nach einem Gewitter versuchst du, am Computer im Internet zu surfen, und der Browser meldet „Keine Verbindung“. Du stellst jedoch fest, dass du problemlos auf dem Netzwerkdrucker im Wohnzimmer drucken und Dokumente öffnen kannst, die auf einem anderen Computer im Haus gespeichert sind. Dein Bruder behauptet: „Der Router ist kaputt und das Heimnetzwerk ist ausgefallen.“ Widerlege seine Behauptung, indem du zeigst, welcher Teil des Netzwerks weiter funktioniert und welcher ausgefallen ist, und erkläre, welche Überprüfungen du an den Anzeigen des Routers vornehmen würdest, um herauszufinden, ob die Störung bei dir im Haus oder in der Leitung des Anbieters liegt.

Die Abbildung zeigt ein zweistöckiges Haus mit dem Router im Erdgeschoss und den Abdeckungsbereichen seines WLAN-Signals, wie im Schema dargestellt.

Begründe, welche Geräte je nach Abdeckungsbereich, in dem sie sich befinden, ein gutes oder schlechtes Signal haben, und erkläre, warum. Schlage danach vor, wo du einen WLAN-Repeater platzieren würdest, damit das mit „?“ markierte Handy guten Empfang hat.

Das Handy zeigt das WLAN-Symbol voll an, aber die Videos laden nicht. Erkläre, wie es möglich ist, ein „gutes Signal“ und trotzdem kein Internet zu haben, und beschreibe eine einfache Überprüfung, um herauszufinden, ob das Problem am WLAN zu Hause oder an der Internetverbindung liegt.

In einem Mehrfamilienhaus haben zwei benachbarte Parteien einen schnellen Glasfaseranschluss, aber beide leiden unter ständigen Abbrüchen und unerträglicher Langsamkeit ihrer WLAN-Verbindungen. Bei der Analyse der Umgebung mit einer App stellen sie fest, dass beide Router auf Kanal 6 im 2,4-GHz-Band senden. Deute, was technisch mit den Funkwellen und den übertragenen Informationen geschieht, und schlage zwei verschiedene Lösungen für den Konflikt vor (eine durch Änderung der Kanaleinstellung und eine durch Wechsel des Frequenzbands). Begründe, welche die bessere Leistung bietet.

Eine Bäckerei möchte ihre Registrierkasse, den Bondrucker und das Handy des Inhabers vernetzen und außerdem den Kunden kostenloses WLAN anbieten. Entwirf das Netzwerk: welche Elemente es braucht, wie jedes Gerät verbunden wird und warum es sinnvoll ist, dass die Kunden ein von der Registrierkasse getrenntes Netzwerk nutzen.

Beschreibe mit Worten (du kannst dir mit einer Skizze im Heft helfen) das Netzwerk bei dir zu Hause oder im Klassenraum: welche Geräte verbunden sind, wie jedes verbunden ist (Kabel oder WLAN) und welches Element sie mit dem Internet verbindet. Gib an, was deiner Meinung nach der schwächste Punkt dieses Netzwerks ist.

In einer Schublade liegt ein alter Router, der nicht mehr benutzt wird. Schlage zwei Möglichkeiten vor, ihn wiederzuverwenden, um das Netzwerk zu Hause zu verbessern (zum Beispiel als Access Point in einem anderen Zimmer oder als Repeater), und erkläre, welche Mindestkonfiguration in jedem Fall nötig wäre.

Bei dir zu Hause kommt das WLAN im am weitesten vom Router entfernten Zimmer nur sehr schlecht an. Schlage zwei verschiedene Lösungen vor (den Router umstellen, einen Access Point oder Repeater installieren, ein Netzwerkkabel verlegen …) und vergleiche ihre Vor- und Nachteile, bevor du entscheidest, welche du empfehlen würdest.

Dein Nachbar sieht den Namen deines WLANs in der Liste auf seinem Handy. Erkläre, wie weit das Signal eines Routers reichen kann, was es schwächt (Wände, Stockwerke, Entfernung) und warum das Passwort dich schützt, auch wenn das Signal aus deinem Haus nach draußen dringt.

Der Schulleiter einer Schule mit dreihundert Schülerinnen und Schülern schlägt vor, die gesamte Netzwerkinstallation der Schule durch einen einzigen handelsüblichen Heimrouter für 30 € zu ersetzen, mit der Begründung: „Wenn er zu Hause vier Personen gleichzeitig versorgt, genügt hier ein Passwort für alle.“ Widerlege seinen Vorschlag, indem du technisch drei gravierende Probleme begründest, die am ersten Schultag auftreten würden (im Zusammenhang mit Überlastung durch Verbindungen, Reichweite des Signals und Sicherheit), und entwirf die grundlegende Infrastruktur, die die Schule wirklich braucht, um alle Klassenräume zu versorgen.

Der Besitzer eines Hotels mit drei Stockwerken möchte, dass in allen Zimmern ein guter WLAN-Empfang besteht. Seine erste Idee ist, den Router an der Rezeption (Erdgeschoss) aufzustellen und zwei handelsübliche kabellose WLAN-Repeater auf den Fluren der oberen Stockwerke. Sage zwei Probleme voraus, die diese Lösung haben wird (in Bezug auf Geschwindigkeitsverlust und Stabilität), und entwirf eine wirksamere technische Alternative. Gib an, welche Netzwerkkomponenten nötig wären, wie die Stockwerke physisch miteinander kommunizieren würden und warum es grundlegend ist, das Gästenetzwerk vom Verwaltungsnetzwerk des Hotels zu trennen.

Um zu verhindern, dass die Schülerinnen und Schüler während der Klassenarbeiten mit ihren Handys im Internet nach Antworten suchen, schlägt die Schulleitung vor, in dieser Woche alle Router und WLAN-Access-Points der Schule auszuschalten. Bewerte diese Maßnahme kritisch, indem du mindestens drei Dienste oder Geräte der Schule (die nicht die Handys der Schüler sind) nennst, die unvorhergesehen ausfallen würden, und entwirf eine technische Alternative, die verhindert, dass die Schüler im Internet surfen, ohne das Netzwerk der Schule abschalten zu müssen.

In einer Wohnung steht der Router im Wohnzimmer und die Verbindung läuft dort mit maximaler Geschwindigkeit. Im hintersten Schlafzimmer, hinter einem langen Flur und jenseits der Küche und eines Bades mit Fliesen und Rohren, kommt das WLAN-Signal jedoch kaum an und die Videoanrufe brechen ab. Analysiere, welche physikalischen Faktoren das Signal auf diesem Weg schwächen, schließe begründet aus, warum es nichts bringt, den Laptop gegen einen mit leistungsstärkerem Prozessor auszutauschen, und entwirf zwei praktikable technische Lösungen, um im Schlafzimmer eine Verbindung guter Qualität zu bekommen. Begründe, welche die höhere Zuverlässigkeit bietet.