Topologien

• Netzwerktopologie bezeichnet die Struktur der Verbindungen mehrerer Geräte untereinander
• Die Topologie des Netzes ist ausschlaggebend für die Ausfallsicherheit
• Unterscheidung zwischen physischer und logischer Topologie
  • Physische Topologie: Beschreibt den Aufbau der Netzverkabelung
  • Logische Topologie: Beschreibt den Datenfluss zwischen den Endgeräten

Stern-Topologie:

Alle Teilnehmer an einem Netzwerk sind an einen zentralen Teilnehmer mit einer Zweipunktverbindung
angeschlossen. In Computernetzwerken ist der zentrale Punkt meist ein Hub oder ein Switch. ein Ausfall des
zentralen Teilnehmers bewirkt unweigerlich den Ausfall aller Verbindungsmöglichkeiten zur gleichen Zeit. Eine
geläufige Schutzmaßnahme bei Sternnetzen besteht darin, die zentrale Komponente zu doppeln (Redundanz).
Beispiele: Telefonnetz ; Fast Ethernet ; Token Ring

Vorteile:

• Der Ausfall eines Endgerätes hat keine Auswirkung auf den Rest des Netzes
•  Dieses Netz bietet hohe Übertragungsraten, wenn der Netzknoten ein Switch ist
• Leicht erweiterbar
• Leicht verständlich
• Leichte Fehlersuche
• Kombinierte Telefon- / Netzwerkverkabelung möglich

Nachteile:

• Aufwendige Verkabelung
• Durch Ausfall des Verteilers wird Netzverkehr unmöglich
• Niedrigere Übertragungsrate bei vielen Hosts

   

  

Ring-Topologie:

Bei der Vernetzung in Ring-Topologie werden jeweils 2 Teilnehmer über Zweipunktverbindungen miteinander
verbunden, so dass ein geschlossener Ring entsteht. Die zu übertragende Information wird von Teilnehmer zu
Teilnehmer weitergeleitet, bis sie ihren Bestimmungsort erreicht. Bei einem Ausfall einer der Teilnehmer bricht das
gesamte Netz zusammen, es sei denn, die Teilnehmer beherrschen Protection-Umschaltung. In einem Ring mit
Protection wird häufig der Arbeitsweg in einer bestimmten Drehrichtung um den Ring geführt (beispielsweise im
Uhrzeigersinn), der Ersatzweg in der anderen Drehrichtung (im Beispiel gegen den Uhrzeigersinn). Verwendung
findet dieses Verfahren unter anderem auch bei Feldbussystemen auf Lichtwellenleiter-Basis.
Beispiele: FDDI ; Token Ring

Vorteile:

• Deterministische Netzwerkkommunikation
• Alle Stationen arbeiten als Verstärker
• Keine Kollisionen
• Alle Rechner haben gleiche Zugriffsmöglichkeiten
• Garantierte Übertragungsbandbreite

Nachteile:

• Der Ausfall eines Endgerätes führt dazu, dass die gesamte Netzkommunikation unterbrochen wird. Das stimmt
  bei neuen Karten allerdings nicht mehr, da jede Karte diese Protection-Umschaltung beherrscht
• Teure Komponenten
• Darf/kann nicht für kombinierte Netzwerk- / Telefonverkabelung eingesetzt werden

Bus-Topologie:

Eine Bus-Topologie besteht aus einem Hauptkabel, dem Bus, an das alle Geräte und zwei Endwiderstände
angeschlossen sind. Diese Abschlusswiderstände mit dem Leitungswellenwiderstand dienen zu Verhinderung von
Reflexionen. Der Anschluss zwischen den Geräten (also Netzwerkkarten) und Hauptkabel erfolgt über T-Stücke.
Zugriffsverfahren versuchen zu verhindern, dass sich die Teilnehmer gegenseitig stören. Sie regeln, welcher
Teilnehmer die gemeinsame Leitung – den Bus – zu welchem Zeitpunkt zur Verfügung hat. Die Bus-Topologie ist
eine passive Topologie, das heißt, die angeschlossenen Stationen führen keine Wiederaufbereitung des Signals
durch. Sie greifen die Signale vom Kabel ab oder senden auf das Kabel wo sich das Signal dann in beide
Richtungen ausbreitet.
Beispiele: 10Base5 ; 10Base2

Vorteile:

• Der Ausfall eines Rechners hat keine Konsequenzen
• Nur geringe Kosten, da nur geringe Kabelmengen erforderlich sind
• Einfache Verkabelung und Netzerweiterung
• Es werden keine weiteren Rechner zur Übermittlung der Daten benötigt

Nachteile:

• Alle Daten werden über ein einziges Kabel übertragen
• Datenübertragungen können leicht abgehört werden
• Eine Störung des Übertragungsmediums an einer einzigen Stelle im Bus blockiert den gesamten Netzstrang
• Es kann immer nur eine Station Daten senden. Während der Sendung sind alle anderen blockiert
• Aufgrund der Möglichkeit der Kollisionen sollte das Medium nur zu ca. 30% ausgelastet werden

Baum-Topologie:

Die Baum-Topologie ist eine Netztopologie, bei der mehrere Netze der Sterntopologie hierarchisch miteinander
verbunden sind. Hierbei müssen Verbindungen zwischen den Verteilern (Hub, Switch) mittels eines Uplinks
hergestellt werden. Häufig wird diese Topologie in großen Gebäuden eingesetzt.

Vorteile:

• Der Ausfall eines Endgerätes hat keine Konsequenzen
• Strukturelle Erweiterbarkeit
• Große Entfernungen realisierbar

Nachteile:

•  Bei Ausfall eines Verteilers ist der ganze Zweig des Verteilers „tot“

Vermaschtes-Netz:

In einem vermaschten Netz ist jedes Endgerät mit einem oder mehreren anderen Endgeräten verbunden. Wenn
jeder Teilnehmer mit jedem anderen Teilnehmer verbunden ist, spricht man von einem vollständig vermaschten
Netz.

Vorteile:

• Sicherste Variante eines Netzwerkes
• Bei Ausfall eines Endgerätes ist durch Umleitung die Datenkommunikation weiterhin möglich
• Sehr leistungsfähig

Nachteile:

• Viel Kabel sind notwendig
• Sehr hoher Energieverbrauch
• Vergleichsweise komplexes Routing nötig

Zell-Topologie:

Die Zell-Topologie kommt hauptsächlich bei drahtlosen Netzen zum Einsatz. Eine Zelle ist der Bereich um eine
Basisstation, in dem eine Kommunikation zwischen den Endgeräten und der Basisstation möglich ist.
Beispiele: IEEE 802.11 ; GSM

Vorteile:

• Keine Kabel nötig
• Keine Störung durch Ausfall von Endgeräten

Nachteile:

• Äußerst störanfällig und begrenzte Reichweite
• Sehr unsicher, da jeder von Außen darauf zugreifen kann (Verschlüsselung notwendig)