Netzwerk vs. Internet

Einführung

Viele verwechseln "Netzwerk" und "Internet" oder denken, es sei dasselbe. Tatsächlich sind es verschiedene Konzepte, die aber eng zusammenhängen. Verstehen wir den Unterschied.

Lokales Netzwerk (LAN)

Was ist ein lokales Netzwerk?

LAN = Local Area Network

Ein lokales Netzwerk ist:

• Ein privates Netzwerk in einem begrenzten Bereich
• Typischerweise in einem Gebäude, Campus oder Rechenzentrum
• Unter Ihrer Kontrolle
• Nicht direkt von außen erreichbar

Eigenschaften eines LANs

Geografische Begrenzung:

• Räumlich begrenzt (Büro, Haus, Gebäude)
• Kurze Distanzen
• Hohe Geschwindigkeiten möglich (1-100 Gbit/s)

Eigentümerschaft:

• Gehört einer Organisation oder Person
• Volle Kontrolle über Geräte und Konfiguration
• Sie bestimmen die Regeln

Technologie:

• Meist Ethernet (kabelgebunden)
• WLAN (drahtlos)
• Switches verbinden Geräte

Adressierung:

• Private IP-Adressen (z.B. 192.168.x.x, 10.x.x.x)
• Von außen nicht direkt erreichbar

Beispiele für LANs

Heimnetzwerk:
├─ Router (vom ISP)
├─ Computer
├─ Smartphone (WLAN)
├─ Smart TV
└─ Drucker
Alle in 192.168.1.0/24

Firmennetzwerk:
├─ Switches (Verkabelung)
├─ Access Points (WLAN)
├─ Hunderte PCs
├─ Server
└─ Drucker
Verschiedene VLANs (10.0.x.0/24)

Weitverkehrsnetz (WAN)

Was ist ein WAN?

WAN = Wide Area Network

Ein Weitverkehrsnetz ist:

• Verbindet geografisch entfernte Standorte
• Überbrückt große Distanzen (Städte, Länder, Kontinente)
• Meist gemietet (von Telekommunikationsanbietern)

Eigenschaften eines WANs

Geografische Ausdehnung:

• Große Distanzen
• Zwischen Städten oder Ländern
• Langsamere Geschwindigkeiten als LAN (typisch 10 Mbit/s - 10 Gbit/s)

Eigentümerschaft:

• Oft gemietet von Telekom-Anbietern
• Shared Infrastructure (geteilte Infrastruktur)
• Sie zahlen für Bandbreite

Technologie:

• Glasfaser
• Satelliten
• Mobilfunk (4G/5G)
• Dedizierte Leitungen

Beispiel: Firma mit mehreren Standorten

Zentrale München (LAN 1: 10.0.0.0/16)
    ↓
[WAN-Verbindung] (gemietet von Telekom)
    ↓
Filiale Berlin (LAN 2: 10.1.0.0/16)

Das Internet

Was ist das Internet?

Das Internet ist:

• Ein globales Netzwerk von Netzwerken
• Verbindet Millionen von LANs und WANs weltweit
• Öffentlich und für jeden zugänglich
• Kein einzelner Besitzer (dezentral)

Das Internet ist KEIN einzelnes Netzwerk

Wichtig zu verstehen:

• Das Internet ist eine Sammlung von tausenden Netzwerken
• Diese Netzwerke sind miteinander verbunden
• Jeder kann Daten austauschen (mit Regeln)

Metapher:

Internet = Straßennetz der Welt
├─ Autobahnen (Backbone-Provider)
├─ Landstraßen (ISPs)
└─ Einfahrten (Ihr Anschluss)

Ihr LAN = Ihr Grundstück und Haus

Wie funktioniert das Internet?

1. Internet Service Provider (ISP)

• Sie verbinden sich mit einem ISP (z.B. Telekom, Vodafone)
• ISP gibt Ihnen eine öffentliche IP-Adresse
• ISP verbindet Sie mit dem Rest des Internets

2. Hierarchie im Internet

Tier 1 Provider (Backbone)
├─ Globale Infrastruktur
├─ Direkte Verbindungen zueinander
└─ Verkaufen an Tier 2 Provider

Tier 2 Provider (ISPs)
├─ Regionale/nationale Anbieter
├─ Kaufen Bandbreite von Tier 1
└─ Verkaufen an Endkunden (Sie)

Endkunden
└─ Ihr Heimnetzwerk oder Firma

3. Routing im Internet

Sie (Deutschland) → Google (USA):

Ihr LAN
  ↓
Ihr Router (NAT)
  ↓
ISP Deutschland
  ↓
Backbone-Provider (z.B. DE-CIX Frankfurt)
  ↓
Transatlantisches Glasfaserkabel
  ↓
Backbone-Provider USA
  ↓
Google-Netzwerk
  ↓
Google-Server

Zusammenspiel lokaler und externer Kommunikation

Ihr Netzwerk und das Internet

Trennung durch Router/Firewall:

[Internes LAN] ←→ [Router/Firewall] ←→ [Internet]
  Privat                                 Öffentlich
  10.0.0.0/24                           Öffentliche IPs
  Ihre Kontrolle                        Fremde Kontrolle

NAT - Network Address Translation

Problem:

• Ihr LAN nutzt private IPs (z.B. 192.168.1.x)
• Im Internet funktionieren nur öffentliche IPs
• Wie kommunizieren Ihre Geräte ins Internet?

Lösung: NAT

Ihr Router übersetzt zwischen privaten und öffentlichen Adressen:

Internes Gerät sendet zu google.com:
1. Computer (192.168.1.10) → Google (142.250.185.46)
2. Router sieht Paket
3. Router ändert Absender-IP:
   Von: 192.168.1.10 → Zu: Öffentliche IP (z.B. 80.120.50.100)
4. Router merkt sich: "192.168.1.10 erwartet Antwort"
5. Antwort kommt zurück an 80.120.50.100
6. Router ändert Ziel-IP:
   Von: 80.120.50.100 → Zu: 192.168.1.10
7. Computer erhält Antwort

Vorteil NAT:

• Viele Geräte teilen sich eine öffentliche IP
• Schutz: Interne Struktur nicht sichtbar von außen

Firewall als Grenze

Aufgabe:

• Kontrolliert Traffic zwischen LAN und Internet
• Blockiert unerwünschten eingehenden Traffic
• Erlaubt ausgehenden Traffic (meist)

Typische Regeln:

Ausgehend (LAN → Internet):
✅ HTTPS (443) - Erlaubt
✅ HTTP (80) - Erlaubt
✅ DNS (53) - Erlaubt
❌ Alles andere - Nur nach Freigabe

Eingehend (Internet → LAN):
❌ Standardmäßig ALLES blockiert
✅ Nur etablierte Verbindungen (Antworten auf Anfragen)
✅ Nur spezifisch freigegebene Services (z.B. Webserver auf Port 443)

Öffentliche vs. Private IP-Adressen

Private IP-Bereiche

Diese sind nur für lokale Netzwerke:

10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
172.16.0.0 - 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)

• Können nicht im Internet geroutet werden
• Jeder darf sie in seinem LAN verwenden
• Werden per NAT übersetzt

Öffentliche IP-Adressen

• Eindeutig weltweit
• Vom ISP oder RIR (Regional Internet Registry) vergeben
• Im Internet routbar
• Kosten Geld (IPv4 ist knapp)

Beispiel: Typisches Setup

Ihr Heimnetzwerk:

Router:
├─ LAN-Seite: 192.168.1.1 (privat)
└─ WAN-Seite: 80.120.50.100 (öffentlich, vom ISP)

Computer A: 192.168.1.10 (privat)
Computer B: 192.168.1.20 (privat)
Smartphone: 192.168.1.30 (privat)

Alle nutzen die gleiche öffentliche IP: 80.120.50.100

Zusammenfassung

Lokales Netzwerk (LAN)

• Privat, in Ihrer Kontrolle
• Räumlich begrenzt (Gebäude, Campus)
• Private IP-Adressen (10.x.x.x, 192.168.x.x)
• Hohe Geschwindigkeiten
• Ethernet, WLAN

Weitverkehrsnetz (WAN)

• Verbindet entfernte Standorte
• Oft gemietet (Telekom-Anbieter)
• Überbrückt große Distanzen
• Langsamer als LAN

Internet

• Globales Netzwerk von Netzwerken
• Öffentlich zugänglich
• Dezentral (kein einzelner Besitzer)
• Basiert auf Standards (TCP/IP)
• Hierarchische Struktur (ISPs, Backbones)

Zusammenspiel

• LAN ← → Router/Firewall ← → Internet
• NAT übersetzt private ↔ öffentliche IPs
• Firewall kontrolliert Zugriff
• Private IPs innen, öffentliche IPs außen

Wichtig

• Internet ≠ Netzwerk
• Internet ist eine Sammlung von Netzwerken
• Ihr LAN ist Teil des Internets (wenn verbunden)
• Trennung und Kontrolle durch Router/Firewall

In der nächsten und letzten Lektion fassen wir alle Konzepte zusammen und geben einen Ausblick.