Topologie
Netzwerk Topologie und Zugriffsverfahren
Unter einer Netzwerk-Topologie versteht man die Anordnung von Rechnern und Kabeln. Sie bestimmen die einzusetzende Hardware, sowie die Zugriffsmethoden. Diese wiederum haben Einfluss auf die Übertragungsgeschwindigkeit und den Durchsatz der Daten.
Vermaschte-Topologie
Diese Art der Verkabelung bietet nicht nur klare Vorteile, sondern auch klare Nachteile. Vorteilhaft ist, dass jeder Knoten physisch mit jedem anderen Knoten verbunden ist und dadurch redundante Verbindungen entstehen. Somit ist der Datenfluss über beliebig viele andere Leitungen an das Ziel möglich, falls eine der Leitungen ausfällt. Bei dieser Topologie können Daten auf vielen verschiedenen Wegen im Netzwerk transportiert werden. Der größte Nachteil besteht darin, dass für die Vielzahl der Leitungen und Verbindungen sehr viel Leitungsmaterial benötigt wird (außer das Netzwerk besteht nur aus sehr wenigen Computern). Das Verhalten von komplett Vermaschten-Topologien hängt stark von den verwendeten Geräten ab.
Die Vermaschte-Topologie hat folgende Nachteile:
- hoher Verkabelungsaufwand
- hoher Hardwareaufwand (Prozessor, Speicher, Netzwerkkarten)
- kostenintensiv
Die Vermaschte-Topologie hat folgende Vorteile:
- "jeder" kann mit "jedem" direkt kommunizieren
- mehrere Verbindungen sind gleichzeitig möglich
- sehr hohe Ausfallsicherheit
- defekte Direktverbindungen können z.T. durch geschicktes Schalten umgangen werden
- hohe Geschwindigkeit, auch bei zusätzlichen Stationen
Stern-Topologie
Eine Stern-Topologie besitzt einen zentralen Knoten, von dem sternförmig alle Verbindungen zu den anderen Knoten ausgehen. Andere Verbindungen sind nicht zulässig. Eine Stern-Topologie besitzt einen zentralen Knoten, von dem sternförmig alle Verbindungen ausgehen. Der größte Vorteil dieser Topologie besteht darin, dass alle anderen Knoten problemlos miteinander kommunizieren können. Der größte Nachteil ist, dass bei einer Störung des zentralen Knotens das ganze Netzwerk zusammenbricht. Abhängig vom Netzkoppelelement, das im Zentrum der Stern-Topologie verwendet wird, können Kollisionen ein Problem darstellen. Der Datenfluss erfolgt über ein einziges Gerät. Dies kann aus Sicherheitsgründen oder bei eingeschränktem Zugriff von Vorteil sein, bei Störungen des zentralen Knotens in der Stern-Topologie ist jedoch das ganze Netzwerk anfällig
Die Stern-Topologie hat folgende Nachteile:
- bei Ausfall der Schaltzentrale ist keine Kommunikation mehr möglich
- sehr höhere Verkabelungskosten
Die Stern-Topologie hat folgende Vorteile:
- sehr einfache und kostengünstige Netzsteuerung und Kontrolle
- gleicher Datenbestand für alle Knoten
- sehr leicht erweiterbar
- keine Störung des Netzwerks bei Ausfall eines beteiligten
Stern-Bus-Topologie
Ein Netzwerk mit Stern-Bus-Struktur ist ein Kombination aus Stern- und Bus-Topologie. Über eine Sternstruktur sind die Knoten mit einem Hub oder Switch verbunden. Mehrere Hubs oder Switchs sind über eine Busleitung miteinander verbunden.
Stern-Ring-Topologie
Ein Netzwerk mit Stern-Ring-Struktur ist eine Kombination aus Ring-Topologie mit Ringleitungsverteiler und Stern-Topologie. Die einzelnen Knoten sind über einen Ringleitungsverteiler miteinander verbunden. Die Ringleitungsverteiler wiederum sind sternförmig an einem Haupthub angeschlossen.
Stern-Baum-Topologie
Die Baum-Topologie ist vergleichbar mit der erweiterten Stern-Topologie. Im Gegensatz zur erweiterten Stern-Topologien gibt es in der Baum-Topologie jedoch keinen zentralen Knoten. Statt dessen wird ein Wurzel-Knoten verwendet, von dem zweigartig Leitungen zu anderen Knoten ausgehen. Es gibt zwei Arten von Baum-Topologien: den binären Baum (jeder Knoten teilt sich in zwei Verbindungen auf) und den Backbone-Baum (ein Backbone-Trunk besitzt Zweigknoten, von dem Verbindungen ausgehen). Der Trunk ist eine Leitung, die aus mehreren Zweigschichten besteht. Der Datenfluss erfolgt hierarchisch.
Ring-Topologie
Eine Ring-Topologie ist ein geschlossener Ring, der aus Knoten und Verbindungen besteht, wobei jeder Knoten nur mit den zwei Nachbarknoten verbunden ist. Die Topologie zeigt alle Geräte, die in einer sogenannten Verkettung direkt miteinander verbunden sind. Sie ist vergleichbar mit der Art und Weise, auf die die Maus eines Apple-PC's an die Tastatur und dann an den PC angeschlossen wird. Um einen Datenfluss zu ermöglichen, muss jede Station die Daten an die Nachbarstation weiterleiten.
Die Ring-Topologie hat folgende Nachteile:
- Ausfall eines Rechners stört das gesamte Netzwerk
- die Reaktionszeit kann bei großen Ringen sehr lang sein
- nicht "abhörsicher"
Die Ring-Topologie hat folgende Vorteile:
- sehr geringe Verkabelungskosten
- Anzahl der Rechner theoretisch unbegrenzt, da durch Signalregeneration keine Ausdehnungsbeschränkung besteht
- keine Datenkollisionen
Doppel Ring-Topologie
Bus-Topologie
Bei der Bus-Topologie sind alle Knoten direkt mit einem Kabel verbunden. Es gibt keine anderen Verbindungen zwischen den Knoten. Jeder Host ist an ein gemeinsames Kabel angeschlossen. In dieser Topologie sind diejenigen Geräte die Schlüsselgeräte, die es dem Host ermöglichen, sich an das gemeinsame Medium "anzukoppeln". Ein Vorteil dieser Topologie besteht darin, dass alle Hosts miteinander verbunden sind und somit direkt miteinander kommunizieren können. Ein Nachteil dieser Topologie ist allerdings, dass durch eine Unterbrechung der Kabelverbindung die Verbindung der Hosts untereinander unterbrochen wird. Eine Bus-Topologie ermöglicht es allen Netzwerkgeräten, alle Signale von allen anderen Geräten "mitzulesen". Dies ist vorteilhaft, wenn alle Daten an alle Geräte übertragen werden sollen. Dies kann jedoch auch nachteilig sein, da häufig Verkehrsprobleme und Kollisionen auftreten.
Die Bus-Topologie hat folgende Nachteile:
- ein Kabelbruch bedeutet den Ausfall des gesamten Netzwerks
- ein Kabelfehler ist schwer zu orten
- Netzwerkknoten teilen Bandbreite des Übertragungsmediums Þ Engpass
- nicht "abhörsicher"
Die Bus-Topologie hat folgende Vorteile:
- keine Störung des Netzwerks bei Ausfall eines beteiligten Rechners
- geringe Verkabelungskosten und in dieser Reihe kein Hub/Switch nötig
- leicht erweiterbar
