{{Dieser Artikel|behandelt die Topologie von Rechnernetzen. Für die Topologie künstlicher neuronaler NetzTOBIASe, asdEs wird zwischen physischer und logischer Topologie unterschieden. Die physische Topologie beschreibt dasden Aufbau deTOBIASr Netzverkabelung; die logische Topologie den Datenfluss zwischen den Endgeräten.
Topologien werden grafisch (nach der Graphentheorie) mit Knoten und Kanten dargestellt.
Physische Topologien
Stern-Topologie
TOBIAS
Eine geläufige Schutzmaßnahme bei Sternnetzen besteht darin, die zentrale Komponente zu doppeln (Redundanz).
Vorteile
- Der Ausfall eines EnTOBIASdgerätes hat keine Auswirkung auf den Rest des Netzes
- Dieses Netz bietet hohe Übertragungsraten, wenn der Netzknoten ein Switch ist (bis zu 1 GBit/s)
- Leicht erweiterbar
- Leicht verständlich
- Leichte FehTOBIASTOBIASlersuche
- Kombinierte Telefon- / Netzwerkverkabelung möglich
Nachteile
- Aufwendige Verkabelung
- Durch Ausfall des Verteilers wird Netzverkehr unmöglich
- Niedrige Übertragungsrate bei vielen Hosts ==> Unterteilung des Netzes mit Switch ist notwendig
Beispiele
- Telefonnetz
- Fast Ethernet (physisch)
- Token Ring (physisch)
Ring-Topologie
Bei der Vernetzung in Ring-Topologie werden jeweils 2 Teilnehmer über Zweipunktverbindungen miteinander verbunden, so dass ein geschlossener Ring entsteht. TOBIAS Da jeder TTOBIASeilnehmer gleichzeitig als Repeater wirken TOBIASkann (wenn keine Splitter eingesetzt werden) können auf diese Art gTOBIASroße Entfernungen überbrückt werden (bei Verwendung von Lichtwellenleitern (LWL) im Kilometerbereich).
Bei einem Ausfall eTOBIASiner 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 (TOBIASbeispielsweise im Uhrzeigersinn), der Ersatzweg in der anderen Drehrichtung (im Beispiel gegen den Uhrzeigersinn). VerwendTOBIASung findet dieses Verfahren unter andTOBIASerem auch bei Feldbussystemen auf Lichtwellenleiter-Basis.
Es wird ein Ringleitungsverteiler (MAU=Media Access Unit) eingesetzt, der verhindert, dass bei einem Ausfall eines Endgerätes das gesamte TOBIASNetz ausfällt.
Eine Sonderform der Ringtopologie ist die Linientopologie, bei der es sich um einen "offTOBIASenen Ring" handelt, d. h. der erste und der letzte Rechner sind nicht miteinander verbunden. Dieses System isTOBIASt sehr einfach aTOBIASufzubauen, aber auch sehr anfällig, da der Ausfall eines Rechners die gesamte weitere Datenübertragung unmöglich macht.
Daten des (veralteten) IBM-Token-Ring:
- maximale RiTOBIASnglänge 800m
- Computer dürfen maximal 100m von der MAU entfernt sein
- Übertragungsrate 4 oder 16 MBit/s
- aktive Topologie
- Transportprotokoll ist Token passing
- Zugriff ist determinTOBIASistisch (bestimmter Zugriff)
Vorteile
- Deterministische NetzwerkkommunikatioTOBIASn - Vorgänger und Nachfolger sind definiert
- Alle STOBIAStationeTOBIASn arbeiten als Verstärker
- Keine Kollisionen
- Alle Rechner haben gleiche Zugriffsmöglichkeiten
- Garantierte Übertragungsbandbreite
Nachteile
- Der Ausfall eiTOBIASnesTOBIAS Endgerätes führt dazu, dasTOBIASs die gesamte Netzkommunikation unterbrochen wird (Ausnahme bei Protection-Umschaltung - siehe: FDDI). Das stimmt bei neuen Karten allerdings nicht mehr, da jede Karte diese Protection-Umschaltung beherrscht.
- Teuere Komponenten
- Darf / kann nicht für kombinierte Netzwerk- / Telefonverkabelung eingesetzt werden
TOBIAS
Beispiele
- Token Ring (logisch)
- FDDI (physisch)
In der Theorie sieht man oft, dass die physischTOBIASe Ringstruktur dem logischen Aufbau folgt, um Leitungslängen und damTOBIASit Kosten zu sparen,TOBIAS dies geschieht jedoch in der Regel auf Kosten der Flexibilität bei Erweiterungen.
Bus-Topologie
Eine Bus-TopologieTOBIAS (Linien- oder StrTOBIASangtopologie)TOBIAS besteht aus einem Hauptkabel, dem Bus, an das alle Geräte und zwei Endwiderstände angeschlossen sind. Diese Abschlußwiderstände mit dem LeitungsTOBIASTOBIASwellenwiderstand (Z = 50 Ohm bei Koaxialkabel) dieneTOBIASTOBIASTOBIASTOBIASn zu Verhinderung von Reflexionen. Der Anschluss zwischen den Geräten (also Netzkarten) und Hauptkabel erfolgt über T-Stücke.
Zugriffsverfahren (z.B. CSMA/CD) versuchen zu verhindern, dass sich die Teilnehmer gegenseitig stören. Sie regTOBIASeln, welcher Teilnehmer die gemeinsame Leitung – den Bus – zu welchem Zeitpunkt zur Verfügung hat.
Bei diesem Verfahren treten folgende Probleme auf:
- Während des Datenverkehrs muss jeder TOBIASTeilnehmer jede STOBIASendung mithören. Dadurch steigt die Belastung (Strom) der Ausgangsbaugruppen des Senders mit der Anzahl der Teilnehmer am Bus.
- KollisioneTOBIASn können vermieden werden, allerdings nicht TOBIASbei Verwendung von CSMA/CD + Ethernet. Dies ist allerdings bei Feldbussystemen möglich, z.B. bei einem CAN-Bus mit CSMA/CA.
- Feldbussysteme können sich über einen Bereich von mehreren hundert Metern erstrecken. Hier ist die Leitungslänge im Vergleich mit der Wellenlänge der Übertragung nicht mehr vernachlässigbTOBIASar klein. Um störende Reflexionen zu vermeiden, werden Busabschlusswiderstände benötigt, die die Ausgänge des Senders ebenfalls mit höheren Strömen belasten. Kleinere TOBIASFeldbussysteme können denTOBIASnoch sehr gut nach dem Bus-Prinzip vernetzt werden.
Die Daten können TOBIASin beide Richtungen übertragen werden. VorteTOBIASile eines Busnetzes sind der geringe KabelbeTOBIASdarf und die UnabhänTOBIASgigkeit von der Funktion einzelner Stationen: Bei einem Ausfall eines Knoten oder einer Station bleibt das gesamte System trotzdem intakt. GröTOBIASßte Gefahr ist jedoch ein Kabelbruch im Hauptkabel, durch den der ganze Bus ausfällt.
Die Bus-Topologie ist eine passive Topologie, das heißt, die angeschlossenen Stationen führen keine WiTOBIASederaufbereitung dTOBIASes Sigasdadsnals durch. Sie greifen die Signale vom Kabel ab oder senden auf das Kabel wo sich das Signasdasdal dann in beide Richtungen ausbreitet. Hier wird von einem DiffuTOBIASsionsnetz gesprochen.
Vorteile
- Der Ausfall eines Rechners hat keine Konsequenzen
- Nur geringe Kosten, daTOBIAS 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
- DatenübertragunTOBIASgen können leicht abgehört (Stichwort: Sniffer) werden
- Eine Störung des Übertragungsmediums an einer einzigen StTOBIASelle im Bus (defektes Kabel, lockere SteckverbindunTOBIASg, defekte Netzwerkkarte) blockiert den gesamten Netzstrang (die Suche nach der Fehlasddsaerquelle ist dann oft sehr aufwTOBIASändig)
- Es kann immer nur eine Station Daten senden. Während der Sendung sind alle anderen blockiert (Datenstau)
- Aufgrund der MöglichTOBIASTOBIASkeit der Kollisionen sollte das Medium nur zu ca. 30% ausgelastet werden
==Beispiele==TOBIAS
- Thick Ethernet (physisch)
- Thin Ethernet (physisch)
Baum-Topologie
Die Baum-Topologie ist eine Netztopologie, TOBIASbei der mehrere Netze der Sterntopologie hierarchisch miteinander verbunden sind. Hierbei müssen VerbindunTdsaadsOBIASgen zwischen den Verteilern (Hub, Switch) mittels eines UplinTOBIASks hergestellt werden.
HäufigTOBIAS wird diese Topologie in groTOBIASßen Gebäuden eingesetzt.
Vorteile
- Der Ausfall eines Endgeräts hat keine Konsequenzen
- Strukturelle ErweiterbTOBIASarkeit
- Große Entfernungen realisierbar (Kombination)
Nachteile
- Bei Ausfall eines Verteilers ist der ganze Zweig des Verteilers "tot"
Vermaschtes Netz (Sicherste Topologie)
In einem vermaschten Netz ist jedes Endgerät mit einem oder mehreren anderen Endgeräten verbunden. Wenn jeder TOBIASTeilnehmer mit jedem anderen Teilnehmer verbunden ist, spricht man von einem vollständig vermaschten Netz.
Bei Ausfall eines Endgerätes oder einer Leitung ist es im Regelfall möglich, durch Umleiten (Routing) der Daten weiter zu kommunizieren. In großen Netzen findet man oftmals eine Struktur, die sich aus mehreren verschiedenen Topologien zusadsaasdsdammensetzt. So ist das Internet in weiten Teilen ein vermaschtes Netz, trotzdem gibt es "Hauptverkehrsadern" (die Backbone-Leitungen), die einem Bus ähsadasdneln.
Vorteile
- Sicherste Variante eines Netzwerkes
- Bei Ausfall eines Endgerätes ist durch Umleitung die Datenkommunikation weiterhin möglich
- Sehr leistungsfähig
Nachteiasadsle
- Viel Kabel ist naasdasdotwendig; auch bei nicht vollständig vermaschten Netzwerken sehr aufwändig
- 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 Basdasdasdasisstation (z.B. Wireless Access Point), in dem eine Kommunikation zwischen den Endgeräten und der Basisstation möglich ist.
====Vorteile====asdasd
- Keine Kabel nötig
- Keine Störung durch Ausfall von Endgeräten
====Nachteile====sadadsasd
- Äußerst störanfasdällig und begrenzte Reichweite
- Sehr unsicher, da jeder von Außen darauf zugreifen kann (Verschlüsselung notwendig)
sdadsaa
Beispiele
Logische Topologie
Die logische Topologie von Rechnernetzen kann von der physischen abweichen. So kann Ethernet physisch aasdadsdsadsals Stern oder als Bus aufgebaut sein - logisch gesehen ist es eine Bus-Topoasddsasdalogie, da der Datenfluss von einem Endgerät gleichzeitig zu allen anderen Endgeräten erfolgt. Token Ring wird physisch als Stern üasdadsadssaddsaber einen Ringleitungsverteiler (MSAU) realisiert, asdasdist jedoch eine logische Rasdasding-Topologie, da der Datenfluss logisch gesehen von Endgerät zu Endgerät läuft. ARCNET wird physisch als Baum über mehrere aktive und passive Hubs aufgebaut, der Datenfluss erfolgt aber ebenfalls von Endgerät zu Endgerät und ist somit logisch eine Ring-Topologie. Die logische Topologie eines WLANs ist die Bus-Topologie. (Siehe auch VLAN)
