Netzwerk-Grundlagen und Topologien im Überblick

Grundlagen und Definitionen

Wichtige Fakten und Begriffe

• Das ARPANET, der Vorläufer des militärischen Netzes, begann im Internet. (F)
• Das TCP-Protokoll ermöglicht die Identifizierung der Rechner im Netzwerk. (F)
• Geräte können zwei drahtlose Netzwerke miteinander verbinden. (V)
• Die Baudrate ist eine Maßeinheit für die Datenübertragung. (V)
• Bluetooth (PAN) ist auf sehr begrenzte persönliche Netzwerke beschränkt. (V)
• WWW bedeutet: World Wide Web.
• Das Protokoll des Internets ist: TCP/IP.
• Für den Anschluss an das Internet über eine Telefonleitung ist erforderlich: Modem.
• Die Topologie, die wie mehrere Stern-Topologien aussieht, ist die: Baum-Topologie.
• LAN: Netzwerk, dessen physische Ausdehnung auf ein Gebäude oder eine Umgebung von bis zu ca. 200 Meter begrenzt ist.

Netzwerk-Topologien

Die Netzwerk-Topologie ist die physikalische Anordnung, die ein Computernetzwerk verbindet. Wenn ein Netzwerk verschiedene Topologien aufweist, wird es als gemischt bezeichnet.

Bus-Topologie

Netzwerk-Topologie, bei der alle Stationen über Interface-Einheiten und Shunts mit einem einzigen Kommunikationskanal oder Segment verbunden sind. Die Stationen nutzen diesen Kanal, um mit dem Rest zu kommunizieren.

Die Bus-Topologie verbindet alle Knoten direkt mit einem Link und verfügt über keine weiteren Verbindungen zwischen den Knoten.

Die beiden Enden des Kabels sollten durch Terminatoren (Abschlusswiderstände) geschlossen werden, um den Stromkreis der Netzwerkverbindung herzustellen.

Vorteile der Bus-Topologie

• Einfaches Hinzufügen von Workstations.
• Handhabung großer Bandbreiten.
• Einfaches Management-System.
• Benötigt weniger Kabel als eine Stern-Topologie.

Nachteile der Bus-Topologie

• Wenn die Anzahl der Teams sehr hoch ist, wird die Reaktionszeit langsamer.
• Beeinträchtigung des gesamten Netzwerks bei Ausfall des Hauptkabels.
• Da es nur einen einzigen Kanal gibt, kann das gesamte Netzwerk ausfallen, wenn dieser fehlschlägt.

Stern-Topologie

In dieser Topologie sind alle Kabel aller Computer an ein zentrales Gerät, den sogenannten Hub (oder Switch), angeschlossen. Computerdaten werden vom Hub an andere Rechner im Netzwerk übertragen.

Dieses Netzwerk ermöglicht eine größere Leichtigkeit bei der Überwachung und Kontrolle der Informationen, da Nachrichten den Hub passieren müssen, welcher die Umverteilung der Informationen an die anderen Knoten verwaltet.

Wenn der Hub ausfällt, funktioniert das gesamte Netz nicht mehr. Wenn ein einzelner Computer ausfällt, funktioniert der Rest des Netzes weiterhin normal.

Vorteile der Stern-Topologie

• Jeder PC ist unabhängig von den anderen.
• Einfache Erkennung von PCs, die Probleme im Netzwerk verursachen.
• Zentralisierte Verkehrskontrolle.
• Wenn ein Computer ausfällt, hat dies keine Auswirkungen auf das Netzwerkverhalten.

Nachteile der Stern-Topologie

• Der Betrieb hängt vom zentralen Server/Hub ab.
• Das Wachstum hängt von der Kapazität des zentralen Servers/Hubs ab.
• Benötigt mehr Kabel als die Bus-Topologie.

Ring-Topologie

Diese Art der Netzwerk-Topologie verbindet Stationen in einem Ring, wobei jede Station mit der nächsten verbunden ist und die letzte mit der ersten verbunden ist. Jede Station verfügt über einen Empfänger und einen Sender, der als Relais dient, um das Signal an die nächste Station im Ring weiterzuleiten.

Bei dieser Art von Netzwerk erfolgt die Kommunikation durch die Weitergabe eines Tokens oder eines Zeugen, der als Briefträger fungiert, indem er Informationspakete sammelt und ausliefert. Dadurch werden Datenverluste aufgrund von Kollisionen vermieden.

Es sollte erwähnt werden, dass, wenn ein Knoten des Netzes ausfällt (oder die Ringverbindung unterbrochen wird), die Kommunikation rund um den Ring verloren geht.

Vorteile der Ring-Topologie

• Die Ring-Topologie ist eine sehr solide Architektur, die selten zu Konflikten zwischen den Nutzern führt.
• Bei wenigen Stationen kann eine optimale Leistung erzielt werden.
• Das System bietet gleichberechtigten Zugang für alle Computer.

Nachteile der Ring-Topologie

• Der Ausfall eines Computers beeinträchtigt die Funktionsweise des gesamten Netzwerks.
• Beeinträchtigung des gesamten Netzwerks bei Unterbrechung des Rings.
• Bei einer großen Anzahl von Stationen nimmt die Leistung ab.

Mesh-Topologie (Vermaschtes Netz)

Die Mesh-Topologie ist eine Netzwerk-Topologie, bei der jeder Knoten mit einem oder mehreren anderen Knoten verbunden ist. Dies ermöglicht es, Nachrichten auf unterschiedliche Weise von einem Knoten zum anderen zu übertragen.

In vermaschten Netzen sind alle Knoten miteinander verbunden, sodass es keinen Vorrang eines Knotens gegenüber anderen in Bezug auf die Konzentration des Kommunikationsverkehrs gibt.

Diese Netzwerke werden eingesetzt, falls eine Verbindung zwischen zwei Knoten oder Netzwerk-Endgeräten fehlschlägt, da die Verbindung über einen anderen Weg hergestellt werden kann, was die Verfügbarkeit der Verbindungen erhöht.

Vorteile der Mesh-Topologie

• Alternative Wege für die Datenübertragung und somit erhöhte Zuverlässigkeit des Netzes.
• Da jede Station mit allen anderen verbunden ist, besteht Unabhängigkeit von vorhergehenden Verbindungen.
• Privatsphäre oder Sicherheit: Wenn eine Nachricht über eine Standleitung reist, sieht sie nur der eigentliche Empfänger.

Nachteile der Mesh-Topologie

• Unökonomisch aufgrund der Fülle der Verkabelung.
• Geringe Effizienz der Verbindungen durch die Existenz von redundanten Verbindungen.

Baum-Topologie

Die Baum-Topologie ist eine Variante der Stern-Topologie. Wie bei der Stern-Topologie sind die Knoten an einen zentralen Hub angeschlossen, der den Netzwerkverkehr steuert.

Allerdings sind nicht alle Geräte direkt an den zentralen Hub angeschlossen.

Die meisten Geräte sind an einen sekundären Hub angeschlossen, der wiederum mit dem zentralen Hub verbunden ist. Aus diesem Grund wird die Topologie als baumartig bezeichnet.

Sie besitzt einen Stammknoten, der in der Regel durch einen Hub oder Switch besetzt ist, von dem aus sich die anderen Knoten verzweigen.

Vorteile der Baum-Topologie

• Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung für die einzelnen Segmente.
• Unterstützt durch viele Anbieter von Software und Hardware.

Nachteile der Baum-Topologie

• Wenn das wichtigste Segment ausfällt, fällt das gesamte Segment mit ihm aus.
• Einstellungen sind schwieriger.