Der Grundaufbau:
Der Aufbau ist recht einfach, da jeder Computer nur mit einem Patch-Kabel (RJ45) mit dem Switch verbunden werden muss. Wie in Abb. 2.4.5.1 als Beispiel gezeigt, werden der Smart-House Web-Server, ein Notebook (PC), zwei Panel-PC (HMI) und drei Internet-Kameras (IP-Cam) an den Switch angeschlossen. Der Switch wird mit dem Router verbunden, sofern beide nicht in einem Kombi-Gerät vereint sind. Der Router muss mit den Zugangsdaten des Internet-Anbieters (d.h. Benutzer und Passwort) parametriert sein. Bei einigen Internet-Anbietern erfolgt diese Einstellung sogar automatisch durch Eingabe eines sogenannten "Starter-Codes".

Hinweis:
Wenn Sie nur geringe Kenntnisse über Internet-Adressen haben, dann lesen Sie zuerst den Absatz "Hintergrund-Information, Kap. 2.4.5.8" am Ende dieses Kapitels, bevor Sie hier weiter fortfahren …

2.4.5.1  Kommunikation im lokalen Netzwerk

Abb.2.4.5.2   Beispiel: Internet-Adressen Der Switch bildet die Zentrale des lokalen Netzwerks (LAN), um die Computer untereinander zu verbinden. Jeder Computer und jedes Gerät im lokalen Netzwerk (LAN) muss über eine eigene lokale Internet-Adresse verfügen, um erreichbar zu sein. Die Internet-Adresse ist eine Nummer welche aus mehreren Bytes besteht z.B. 192.168.178.1

Als Beispiel könnten folgende lokale Internet-Adressen (IPv4) existieren :
Diese Adressen sind lokal d.h. die Adressen sind nur innerhalb des Gebäudes im lokalen Netzwerk (LAN) gültig. Diese lokalen Adressen sind vom Internet aus nicht sichtbar und können deshalb auch nicht direkt vom Internet aus erreicht werden. Der Router besitzt als einziges Gerät zwei Internet-Adressen, da er an zwei Netzwerke angeschlossen ist, an das Internet (externes Netzwerk) und an das lokale Netzwerk im Gebäude. Der Router besitzt somit eine lokale Adresse (im Beispiel 192.168.178.1) und eine "echte" externe Internet-Adresse (im Beispiel 89.14.35.203).

Vergabe der Adressen:
Die externe Internet-Adresse des Routers wird vom zuständigen Internet-Provider vergeben, da diese Adresse weltweit nur einmal existieren darf. Die lokalen Adressen der Computer im lokalen Netzwerk können hingegen völlig frei vergeben werden, da diese nur innerhalb des Gebäudes verwendet werden. Im Normalfall bekommen die angeschlossenen Computer ihre lokale Internet-Adresse vom Router automatisch zugewiesen (über DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol). Der Anschluss der Computer wird damit sehr einfach. Die internen Adressen können auch manuell konfiguriert werden, was allerdings eine etwas erweiterte Qualifikation der Anwender bedarf.

2.4.5.2  Externer Zugang über das Internet

Der Router bekommt vom Internet-Anbieter (Provider) automatisch eine externe Internet-Adresse zugeteilt (im Beispiel 89.14.35.203). Jede Internet-Adresse existiert nur einmal im Netz und ermöglicht den Datenaustausch zwischen dem Router und einem beliebigen Server oder anderen Geräten im Internet. Jeder mit dem Internet verbundene Server und auch jeder Router muss eine eigene Adresse besitzen, um eindeutig erreichbar zu sein. Von außen über das Internet ist nur der Router mit seiner externen Internet-Adresse sichtbar, ganz gleich wie viele lokale Computer oder Geräte an das lokale Netzwerk im Gebäude angeschlossen sind. Um beispielsweise über das Internet auf den Web-Server zugreifen zu können, muss die aktuelle externe Internet-Adresse des Routers bekannt sein (im Beispiel 89.14.35.203) und der Router muss einen externen Zugriff auf den Web-Server erlauben (siehe Kap.2.4.5.5, Routing und Port-Freigabe).

Jeden Tag eine andere Internet-Adresse:
In der Regel bekommt der Router jeden Tag eine andere Internet-Adresse vom Internet-Anbieter (Provider) zugeteilt. Dieser Austausch der Internet-Adresse geschieht oft nachts, im Rahmen der sog. Zwangstrennung und bewirkt, dass der Router jeden Tag eine andere Adresse erhält.
Wenn ein Computer zum "surfen" im Internet verwendet wird, so hat die Änderung der externen Internet-Adresse keinerlei Einfluss und bleibt unbemerkt. Wenn Sie jedoch, in der anderen Richtung, von Außen über das Internet auf Ihre lokalen Computer im Gebäude zugreifen wollen, dann ist eine sich täglich ändernde externe Internet-Adresse ein echtes Problem. Damit Sie von Außen über das Internet auf Ihre lokalen Computer im Gebäude zugreifen können, muss die aktuelle Adresse des Routers bekannt sein. Es gibt zwar die Möglichkeit eine feste Internet-Adresse zu beantragen, dies ist jedoch für private Anwender aus Kostengründen eher nicht zu empfehlen. Die Frage ist nun, wie kann das Problem mit der sich dynamisch ändernden Adresse einfach und kostengünstig gelöst werden ?
Die Lösung hierzu heißt Dynamic DNS.

2.4.5.3  DNS - die Computer im Internet erhalten einen Namen

DNS (Domain Name System) ermöglicht das Auffinden von Computern in einem Netzwerk, anhand von benutzerfreundlichen Namen. Ein Anwender muss sich damit nicht die Zahlen einer Internet-Adresse merken, sondern kann einen Namen verwenden, um auf einen Computer zugreifen zu können.
Im Internet werden fast ausschließlich solche "Domain-Namen" (wie z.B. www.smart-house.de) verwendet. Domain-Namen werden manchmal als Internet-Adressen bezeichnet, was falsch ist.