Netzwerktopologien

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Netzwerktopologien[edit]

Eine Netzwerktopologie beschreibt in erster Linie den strukturellen Aufbau eines Netzwerkes und die damit verbundenen Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich

  • Ausfallsicherheit
  • Erweiterbarkeit / Skalierbarkeit
  • Performance
  • Anschaffungs- und Betriebskosten
  • Wegfindung durch das Netzwerk (Routing)

Desweiteren wird zwischen physischen Topologien (die Verkabelung der Komponenten) und logischen Topologien (der Datenfluss und die logische, abstrahierte Sicht auf die Geräte) unterschieden.

In diesem Artikel soll zunächst eine kürze Übersicht über die aktuellen und historisch wichtigen Netzwerktopologien gegeben werden, auch wenn heute im SOHO-Bereich eigentlich nur noch das Ethernet eine Rolle spielt.

logische Topologien[edit]

Token Ring[edit]

Token Ring ist ein Ringnetzwerk mit 4 bzw. 16 Mbit. Die Vollauslastung des Netzwerks liegt im Gegensatz zu Ethernet bei 90-95%, d.h. ein 4Mbit Token Ring Netzwerk entspricht bzgl. Durchsatz und Bandbreite einem 10Mbit Ethernet Netzwerk.

Dabei wandert ein Token im Ring. Diejenige Station, die den Token hat, darf senden. Ein Master-Controller verwaltet dabei den Token (Dauer des Sendens, etc.) und sorgt für eine dauernde Wanderung des Tokens im Ring.

Vorteile:

  • deterministisches Verhalten des Netzwerks, d.h. der Durchsatz zwischen zwei Stationen kann eher nachvollzogen werden als bei Ethernet.
  • höhere Effizienz und Netzauslastung

Nachteile: Token Ring hat sich allerdings aus den folgenden Gründen nicht durchsetzen können:

  • komplexe, komplizierte Technik (vor allem hinsichtlich der Software-Implementierung)
  • aufwändigere Verkabelung

FDDI[edit]

FDDI ist prinzipiell vergleichbar mit Token Ring, da es sich hier ebenfalls um ein Ringnetzwerk handelt. Hier geschieht die Verkabelung jedoch auf optischer Basis mittels Lichtwellenleiter (LWL), die Durchsatzraten liegen dadurch wesentlich höher (100Mbit) und es können größere Entfernungen überbrückt werden.

Anwendung findet diese Technik insbesondere in High-Performance-Netzwerken mit großen Strecken zwischen den Knoten - beispielsweise ist das Hochschulentzwerk BelWue ein auf einem doppelten FDDI-Ring basierendes ATM-Netzwerk.

Ethernet[edit]

Ethernet stellt eine verbindungslose Kommunikation dar, da zwischen zwei Kommunikationspartnern keine dedizierte Verbindung aufgebaut wird sondern die Pakete (mindestens 1500 Byte groß) mit Adressinformationen versehen über einen Bus geschickt werden (wurde von Xerox entwickelt).

Ethernet verwendet dabei das CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) Verfahren, um bestimmte Zugriffsverfahren auf diesen Bus zu vereinbaren. Es bedeutet, dass nur einer gleichzeitig auf den Bus zugreifen kann. Wenn dies mehrere Teilnehmer gleichzeitig versuchen (Collision), warten diese eine unterschiedliche Zeit lang aufeinander und versuchen es dann erneut (Collision Detection). Dieser Zeitraum wird nach jeder Collision länger. Eine Collision Rate von 10% ist dabei grenzwertig und bedeutet eine Vollauslastung des Netzwerks.

Vorteile:

  • Statisches Zugriffsverfahren
  • Einfache Handhabung (Verkabelung, Technik – 50Ω Koax-Kabel)
  • bei 50Ω Koax-Kabel: maximal 150m Leitungslänge
  • bei 75Ω Koax-Kabel: maximal 500m Leitungslänge

Nachteile:

  • keine Kollisionsvorbeugung (nur Kollisionserkennung)
  • dadurch relativ undeterministisches Verhalten
  • nur sehr kurze Strecken können ohne Repeater / Verstärker überbrückt werden

Verschiedene Formen des Ethernet:

  • Thin (Wire) Ethernet - 10Base2 (Bus, Koaxialkabel)
  • Thick Ethernet - 10Base5 (Bus, Koaxialkabel)
  • 10BaseT (Stern, TP/LWL)
  • Fast-Ethernet - 100Base* (Stern, TP)
  • Gigabit-Ethernet - 1000Base* (Stern, TP/LWL)
  • 10 Gigabit-Ethernet - 10000Base* (Stern, TP/LWL)

Mehr dazu im Ethernet-Artikel oder in der Wikipedia

physische Topologien[edit]

Bus[edit]

Ring[edit]

Stern[edit]

Zellen[edit]

weiterführende Informationen[edit]