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Logische Struktur von Netzen?
In diesem Abschnitt wird ganz knapp die logische Struktur von Netzen erklärt, also die Art und Weise, wie die einzelnen Stationen / Segmente miteinander verbunden werden.
Netzwerktopologie
Unter den Begriff Netzwerktopologie versteht man die Anordnung von Netzwerk-Stationen und
Kabeln. Sie bestimmen die einzusetzende Hardware, sowie die Zugriffsmethoden. Dieses wiederum hat Einfluss
auf das Medium (z. B. das Kabel), auf die Übertragungsgeschwindigkeit und den Durchsatz der Daten.
Bei der Verkabelung von LANs wird zwischen logischer Stuktur und Verkabelungsstruktur unterscheiden, z. B.
kann ein Netz mit logischer Busstruktur bei der Verkabelung mit 'Twisted Pair'-Kabeln wie ein Sternnetz
aussehen.
Die Topologie eines Netzes ist entscheidend für seine Ausfallsicherheit. Nur wenn alternative Wege
zwischen den Knoten existieren, bleibt bei Ausfällen einzelner Verbindungen die Funktionsfähigkeit
erhalten.
Übersicht und Aufbau der verschiedenen Netzwerktopoligien
Je nach Bedarf können die o. g. Topologien auch miteinander kombiniert werden, z. B. Bus mit
angeschlossenen Sternen oder Bus mit angeschlossenen Bussen, was zu einer Baumstruktur führt. Insbesondere
bei Weitverkehrsnetzen (WAN) treten vermaschte Strukturen auf. Teilweise ergeben sich dabei redundante
Leitungswege, die auch bei Unterbrechung eines Wegs den Datentransport sicherstellen.
Sternstruktur

Alle Teilnehmer werden an einen zentralen Knoten angeschlossen (früher z. B. häufig Anschluß von Sichtgeräten an
einen Zentralrechner). Eine direkte Kommunikation der Teilnehmer untereinander ist nicht möglich, jegliche
Kommunikation läuft über den zentralen Knoten (Punkt-zu-Punkt-Verbindung, Leitungsvermittlung). Die Steuerung der
Kommunikation vom Knoten aus ist sehr einfach: Polling (regelmäßige Abfrage aller Stationen) oder Steuerung über
Interrupt. Bei Ausfall der Zentrale sind sämtliche Kommunikationswege unterbrochen.
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Ringstruktur

Es gibt keine Zentrale, alle Stationen sind gleichberechtigt. Jeder Teilnehmer verfügt über einen
eigenen Netzanschluss (Knoten) und ist über diesen mit seinem linken und rechten Partner verbunden. Die
Übertragung der Info erfolgt in einer Richtung von Knoten zu Knoten. Bei Ausfall eines Knotens sind sä
mtliche Kommunikationswege unterbrochen.
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Busstruktur

Es gibt keine Zentrale und keine Knoten. Die Verbindung aller Teilnehmer erfolgt über einen gemeinsamen
Übertragungsweg. Zu einem Zeitpunkt kann immer nur eine Nachricht über den Bus transportiert werden. Bei Ausfall
einer Station bleibt die Kommunikation der anderen Stationen erhalten. Bei den Bussystemen kann man noch
unterscheiden in Basisband-Bussysteme und Breitband-Bussysteme. Bei Basisband-Bussystemen werden die elektrischen
Pegel direkt übertragen; bei den für uns interessanten digitalen Informationen also 0- und 1-Pegel. Bei
Breitband-Bussystemen werden über das Kabel mehrere unabhängige Kanäle geleitet (modulierte Übertragung).
Busnetze müssen auf beiden Seiten mit der Leitungsimpedanz abgeschlossen werden, damit keine Echos auftreten,
die zu Empfangsfehlern führen.
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FDDI-Glasfaserring
Eine Sonderform des Rings bildet das FDDI-Glasfaserkabelsystem,
das einen doppelten Ring bildet.
Dieser wird in zwei unterschiedliche Fließrichtungen mit Daten beschickt.
Vorteil:
Selbst wenn ein kompletter Ring ausfällt, kann die Kommunikation
mit allen Rechnernüber den zweiten Ring fortgesetzt werden.
Selbst wenn beide Ringe an einer Stelle zerstört werden (z.B.Gebäude brand),
kann ein Notring gebildet werden, indem die beiden Enden miteinanderverbunden
werden. Dieses sehr leistungsfähige System wird oft als Backbone großer Netze (Uni's, Krankenhäuser, Rechenzentren) verwendet. Das FDDI-System benutzt ebenfalls ein Token
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Baumstruktur
Das Baumsystem ist sozusagen die Summe verschiedener Bussysteme, die miteinander in Verbindung stehen. Es ist sowohl möglich, die Verbindungen der Busse als Rechner (Gateways) zu realisieren, als auch direkte Kabelverbindungen zu nutzen (Nicht bei Thin-Ethernet).
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gemischte Struktur
In der Praxis wohl am meisten anzutreffen, sind die meisten großen Netzwerke gemischte
Topologien. So sind etwa die Büros mit Bussystemen vernetzt, hängen aber Ihrerseits wieder gemeinsam an
einem Ring. Die Knotenpunkte einer solchen Struktur nennt man Bridges oder Gateways. Vorsicht: Nicht alle Kabel
sind für alle Systeme brauchbar.
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vermaschte Strukturen
Jeder Teilnehmer ist mit mehreren anderen verbunden. Es gibt keine Zentrale und es existieren
mehrere, unabhängige Übertragungswege zwischen zwei Stationen. Manchmal gibt es keine direkte
Verbindung zwischen zwei Stationen. Dann führt der Weg über eine oder mehrere andere Stationen.
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Vor- und Nachteile der 3 Grundtopologien
Busstruktur:
Vorteile:
- einfach installierbar
- einfach erweiterbar
- kurze Leitungen
Nachteile:
- Netzausdehnung begrenzt
- bei Kabelbruch fällt Netz aus
- aufwändige Zugriffsmethoden
Sternstruktur:
Vorteile:
- einfache Vernetzung
- einfache Erweiterung
- hohe Ausfallsicherheit
Nachteile:
- hoher Verkabelungsaufwand
- Netzausfall bei Ausfall oder Überlastung des Hubs
Ringstruktur:
Vorteile:
- verteilte Steuerung
- große Netzausdehnung
Nachteile:
- aufwendige Fehlersuche
- bei Störungen Netzausfall
- hoher Verkabelungsaufwand
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