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Topologien

Unter Netzwerktopologien versteht man die Architektur eines Netzwerkes (= physikalische Struktur) d.h. die Anordnung der Hardware (Drucker, Server, Arbeitsplätze usw.) Es gibt drei Grundarchitekturen, die sich aber ohne Probleme mischen lassen:

- Bustopologie
- Ringtopologie
- Sterntopologie

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1.) Bustopologie

Die Bustopologie wurde vor allem früher installiert. Heute ist sie eigentlich unüblich, man findet sie gelegentlich noch bei Altinstallationen. Bei dieser Form von Topologie sind mehrere Geräte, die hintereinander oder nebeneinander in Reihe angeordnet sind, alle an einem Kabel angeschlossen. An dem Anfang und dem Ende des Kabels sitzt jeweils ein Widerstand, dieser dient zu Vermeidung von Reflexionen. Das Anschließen eines Gerätes an das Kabel, bzw. an den Bus, erfolgt über ein T-Stück.

Das Kollisionen bei dieser Realisierung eines Netzwerkes vorprogrammiert sind, ist nicht zu übersehen. So kommen spezielle Zugriffsverfahren wie z.B. CSMA/CD zum Einsatz, die verhindern sollen, dass sich Teilnehmer nicht gegenseitig stören. Bei der Bustopologie gibt es kein "zentrales Hirn" im Übertragenem Sinne, viel mehr ist jede Station ein Hirn. Die ganze Intelligenz der Topologie geht von den Stationen aus.

Realisiert wird/wurde die Topologie in der Regel durch Koaxialkabel, daraus ergibt sich eine kostengünstige Realisierungsform. So bietet es sich an die Bustopologie in kleineren Low-Cost-Netzen zu installieren.

Vertreter der Bustopologie sind unter anderem Ethernet und der Token Bus.

Vorteile:
  • Einfache Installation und Erweiterung
  • Kostengünstig
  • Ausfall eines Rechners hat keine Auswirkung auf das Netz
  • Einsparung von Kabel
Nachteile:
  • Ausfall des Hauptkabels bringt das komplette Netz zum Schweigen
  • Leicht abhörbar
  • Aufwändige Fehlersuche
  • Kollisionen bremsen das Netz aus

2.) Ringtopologie

Bei der Ringtopologie sind die Geräte in Forme eines Kreises angeschlossen. Per Zweipunktverbindung werden jeweils zwei Geräte miteinander verbunden, bis ein geschlossener Kreis entsteht. Die Daten werden dabei von einer Station zur nächsten übertragen, sodass jede Station, die vor dem Empfänger kommt, die Daten zu Gesicht bekommt. Dabei gelten die Stationen sogar noch als Verstärker, wodurch eine hohe Übertragungsreichweite, natürlich mit geeigneten Kabeln (z.B. Glasfaser), erreicht werden kann.

Fällt aber nun eine Station aus, ist der Kreis unterbrochen. Das Netz bricht in sich zusammen, nichts geht mehr. Abhilfe schaffen Stationen, die eine Protection-Umschaltung beherrschen. In solchen Netzen, werden die Daten immer in eine bestimmte Richtung gesendet, z.B. im Uhrzeigersinn. Fällt nun eine Station aus, wird einfach die Richtung gewechselt, sodass die Daten trotzdem ans Ziel ankommen, eben halt auf einen anderem Weg.

Auch hier wieder ist es, ähnlich wie bei der Bustopologie, einfach für Lauscher. Sie müssen nur ihre Station, z.B. ein Laptop, in den Kreis mit einschließen, also zwischen zwei Stationen. Schon kann der Lauscher so gut wie den ganzen Verkehr abhorchen.

Anwendungsbeispiele: Token Ring (logisch) und FDDI (physisch).

Vorteile:
  • Stationen haben einen netten Nebeneffekt und dienen als Verstärker
  • Keine Kollisionen
  • Ausfall eines Rechners hat keine Auswirkung auf das Netz
  • Einsparung von Kabel
Nachteile:
  • Teuer
  • Leicht abhörbar
  • Ausfall einer Station hat fatale Folgen

3.) Sterntopologie

Im Gegensatz zur Bustopologie, bei der jede Station ein „Hirn“ ist, gibt es bei der Sterntopologie "ein zentrales Hirn" über das alles läuft. Mit diesem „Hirn“ sind alle Teilnehmer per Zweipunktverbindung angeschlossen. Dieses Hirn ist meistens ein Hub oder Switch, kann aber natürlich auch ein Router oder ähnliches sein. Hier gilt aber auch, fällt das zentrale Gerät aus, z.B. der Router, fällt zwangsweise auch das gesamte Netz aus. Im Gegensatz macht es dem Netz nichts aus, wenn eine einzelne nicht zentrale Station ausfällt.

Vorteile:
  • Leicht erweiterbar
  • Einfache Fehlersuche
  • Hohe Übertragungsrate möglich
  • Ausfall einer Station am Ende hat keine weitere Folgen
Nachteile:
  • Aufwändige Verkabelung
  • Fällt das zentrale Gerät aus, fällt zwangsläufig auch das ganze Netz aus




4.) Mesh Topologie

Die Mesh Topology oder auch vermanschte Topologie genannt, wird eher selten angewendet. Der Vorteil bei dieser Topologie liegt darin, dass falls ein Rechner mal ausfallen sollte, er sofort von einem anderen Computer im Netzwerk ersetzt werden kann. Bei der Mesh Topologie ist jeder Computer miteinander direkt verbunden. Das bringt den Nachteil mit sich, das man pro Computer eine weitere Netzwerkkarte braucht. Sollen also 5 Computer wie im Beispielbild miteinander verbunden werden, muss jeder Computer 4 Netzwerkkarten besitzen. Sie wird deshalb in ganz kleinen Netzen mit wenig Computern eingesetzt, wo eine 100%ige Ausfallsicherheit bestehen muss.

5.) Hierarische Topologie

Die Hierarchische Topologie, wird auch Baumtopologie genannt. Sie besteht eigentlich aus mehrere Netzen mit einer Sterntopologie. Oben steht das leistungsstärkste Gerät, danach kommen meistens Verteiler, bis schließlich die Clients an die Verteiler angeschlossen werden. Das höchste Gerät in der Hierarchie ist meistens über eine sehr schnelle Anbindung angeschlossen.

Der Bergriff Baumtopologie stammt wohl daher, dass die Topologie mit einen Baum vergleichbar ist, genauer gesagt mit einer Baumkrone, denn ein Stamm im eigentlichen Sinnen gibt es nicht. Viel mehr sind es Äste, die immer weiter verzweigt werden können, so spricht man manche Teile der Baumtopologie auch mit Ast an.

Vorteile:
  • Ausfall von Endgerät macht nichts aus
Nachteile:
  • Fällt ein Gerät das höher in der Hierarchie steht aus, fallen alle Geräte darunter aus.





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