Was ist eine Netzwerk-Topologie ?

Definition:

Ein Netzwerk wird unterteilt in:

-physikalische Topologie (eigentliche geometrische Anordnung der Netzwerk-Stationen und deren Verbindungsmedium; Aufbau der Netzwerkverkabelung) und
-logische Topologie (Bezieht sich auf Beschaffenheit der Pfade, denen die Signale von Node zu Node folgen; Datenfluss zwischen Netzwerk-Geräten, ähnelt oft, aber nicht immer der physischen Topologie.)

Die physikalische Netzwerktopologie ist die physikalsiche Anordnung/Struktur von Netzwerk-Stationen, die über ein Übertragungsmedium zum Zwecke des Datenaustauschs miteinander verbunden sind. Die Netzwerk-Topologie bestimmt die einzusetzende Hardware sowie Zugriffsmethoden und das Übertragungsmedium.

Warum braucht man physikalische Netzwerktopologien ?
Sie sichern und bestimmen die Ausfallsicherheit von Computer- und IT-Netzwerken.

Basis-Topologien der physikalischen Netzwerktopologie im Überblick:

1. Bus-Topologie (auch Linien-Topologie genannt)

Die Stationen sind hintereinander geschalten und über eine gemeinsame Leitung miteinander verbunden.
Alle Stationen, die an die Leitung angeschlossen sind, haben Zugriff auf das Übertragungsmedium und die darüber übertragenen Daten.
Die Kabelenden der Leitung haben Abschlusswiderstände, um Störungen auf der Leitung zu verhindern und physikalische Bedingungen zu verbessern.

linie.bus.gif

2. Ring-Topologie

Die einzelnen Stationen sind in einer ringförmigen geschlossenen Kette miteinander verbunden, wobei ein Kabel je 2 benachbarte Geräte direkt miteinander verbindet.
(Mit den restlichen Geräten ist eine Station indirekt über die anderen verbunden)
Durch eine Protection-Umschaltung kann die Ring-Topologie in eine Bus-Topologie umgewandelt werden. Dadurch wird ein Ausfall des ganzen Rings vermieden, wenn ein einzelnes Gerät ausfällt

3. Stern-Topologie

Es gibt eine zentrale Station, die eine Verbindung zu allen anderen Geräten besitzt. Diese zentrale Station hat eine Verteilfunktion; d.h. sie nimmt Daten(pakete) von Sendern an und leitet sie an die Empfänger weiter.
Die Datenbelastung der zentralen Station ist sehr hoch, weil alle Daten und Verbindungen darüber laufen.
Jede Station hat nur eine Leitung, welche sie direkt mit der zentralen Station verbindet. Das heißt im Umkehrschluss aber auch, dass einzelne Stationen nur indirekt über das zentrale Gerät mit einander verbunden sein können.

Kombinationen wie z.B. die Stern- mit der Bustopologie sind möglich. Dabei entstehen neue Strukturen.

Abbild einer Stern-Bus-Topologie.

4. Baum-Topologie

Eine Baum-Topologie ist eine erweiterte Stern-Topologie. D.h., dass die Baum-Topologie aus mindestens 2 Stern-Topologien besteht, die miteinander verbunden sind.
Dadurch ergibt sich eine Hierarchie. Ein Gerät (meist ein übergeordnetes Netzwerkelement) ist die sogenannte "Wurzel". Daraus bildet sich ein Stamm aus Verästelungen und Verzweigungen.

5. Maschen-Topologie (auch vermaschte Topologie genannt)

Maschen-Topologien besitzen keine festgelegte Struktur; sie sind vermascht. Oft besteht diese Topologieart aus mehreren verschiedenen Topologien.
Dabei sind alle Geräte direkt oder indirekt miteinander verbunden.

6. Geflecht-Topologie (auch vollvermaschte Topologie genannt)

Bei der Geflecht-Topologie gibt es keinen zentralen Knoten, aber alle Geräte sind direkt miteinander verbunden. Dadurch ist die Struktur vollvermascht.
Diese Topologieart bildet die Grundlage zu hochverfügbaren verteilten Systemen und dient als perfektes Modell.

Die Vor- und Nachteile im Überblick

Netzwerk-Topologie	Vorteile	Nachteile	Verkabelungsaufwand
Bus-Topologie	-leicht umsetzbar -leicht erweiterbar -relativ geringe Kosten	-funktioniert nicht weiter bei Wartung oder Geräteausfall -gesamtes Netzwerk fällt aus wenn Kabel beschädigt ist -Daten nicht abhörsicher -aufwändige Zugriffsmethoden	-hoher Verkabelungsaufwand -kürzere Leitungen
Ring-Topologie	-leicht umsetzbar und erweiterbar -große Netzausdehnung	-funktioniert ohne Protection-Umschaltung/ Ring-Manager nicht mehr wenn ein Teilnehmer ausfällt -Daten sind nicht abhörsicher -aufwendige Fehlersuche	-hoher Verkabelungsaufwand -kürzere Leitungen
Stern-Topologie	-fällt ein einzelnes Gerät aus hat das keine negativen Auswirkungen auf die restlichen Geräte -einfache Erweiterung -einfache Vernetzung	-wenn zentrales Gerät ausfällt funktioniert das Netzwerk nicht	-relativ hohe Leitungszahl -hoher Verkabelungsaufwand
Baum-Topologie	-funktioniert weiter bei Teilnehmerausfall -leicht umsetzbar	-Daten sind nicht abhörsicher -funktioniert nicht zwingend weiter bei Geräte-Erweiterung	-relativ geringer Verkabelungsaufwand
Maschen-Topologie	-hohe Ausfallsicherheit -es gibt i.d.R. immer eine alternative Strecke -Daten relativ abhörsicher -unendliche Netzausdehnung	-nicht leicht erweiterbar -komplizierte Wartung	-hohe Leitungsanzahl -aufwendiger und teurer Verkabelungsaufwand
Geflecht-Topologie	-Ausfall einer Netzwerkleitung oder eines Gerätes hat keine Auswirkungen auf das Netzwerk -Daten am sichersten für Abhörung -kürzeste Dauer der Datenübertragung	-schwer umsetzbar -komplizierte Wartung	-sehr hoher Verkabelungsaufwand -hohe Leitungsanzahl

Welche Netzwerktopologien sollte man wo einsetzen ?

Linien- oder Bus-Topologien: geeignet für kleine Netzwerke wie Schulungsräume
Baum-Topologie: gut für große Gebäude
Stern-Topologie: z.B. Broadcastanwendung
Geflecht-Topologie: wo maximale Sicherheit und Flexibilität benötigt wird; z.B. in großen Unternehmen

Am Besten entscheidet man individuell nach Verwendungszweck und Aufwand-Nutzen-Kosten-Abwägung.