Was ist Netzwerktopologie in Computernetzwerken?

Die Netzwerktopologie bezieht sich auf die Anordnung der verschiedenen Geräte innerhalb eines Netzwerks. Wenn wir „Layout“ sagen, denken wir an physische Standorte, und das erweckt den Eindruck, dass die Netzwerktopologie damit zu tun hat, wo die verschiedenen Geräte in einem Netzwerk platziert sind. Das ist nicht der Fall. Die Netzwerktopologie hat damit zu tun, wie sich Geräte miteinander verbinden, dh mit ihrer Hierarchie.

Diese Hierarchie kann im Fall eines verdrahteten Netzwerks physisch oder im Fall eines drahtlosen Netzwerks virtuell sein. Als Endbenutzer, die sich mit einem WiFi-Netzwerk verbinden, tun wir nie wirklich etwas über das Layout, dh die Netzwerktopologie. Es wird automatisch für uns eingestellt.

Eine Netzwerktopologie definiert, wie die Geräte in einem Netzwerk miteinander und mit dem zentralen Hub, der das Netzwerk bildet, verbunden sind. Beispielsweise sind in einigen Layouts alle Geräte direkt mit dem zentralen Hub verbunden, der den Datenverkehr leitet. In anderen Layouts ist jedes Gerät mit zwei anderen Geräten im Netzwerk verbunden.

Netzwerktopologien

Es gibt fünf allgemeine Layouts, denen Netzwerke folgen, obwohl es selten vorkommt, dass sich ein Netzwerk strikt an ein Layout hält. Häufig sind Netzwerke eine Mischung aus zwei Layouts.

Die fünf Layouts sind;

Bus-Topologie

Stellen Sie sich eine Route vor, der ein Bus folgt. Entlang dieser Route gibt es mehrere Haltestellen, an denen weitere Passagiere abgeholt oder abgesetzt werden können. Das ist im Grunde die Struktur einer Bustopologie. Die Daten im Netzwerk reisen entlang einer einzigen Route und die Geräte sind alle an bestimmten Knoten mit dieser einen Route verbunden. Wenn die Daten den Knoten erreichen, von dem sie Informationen senden oder empfangen müssen, tun sie dies.

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Für kleine, drahtgebundene Netzwerke wird eine Bustopologie verwendet. Das Hinzufügen zu vieler Geräte zu diesem Netzwerk erschwert nicht nur die Verwaltung, sondern verlangsamt auch die Geschwindigkeit des Netzwerks.

Ringtopologie

In einer Ringtopologie ist jedes Gerät mit zwei anderen Geräten im Netzwerk verbunden. Stellen Sie sich eine Gruppe von Kindern vor, die um ein Lagerfeuer sitzen und sich an den Händen halten. Jedes Kind kann mit zwei anderen Kindern Händchen halten und nicht mit mehr. Das ist im Grunde das Layout einer Ringtopologie, bei der ein Gerät direkt mit zwei anderen Geräten verbunden ist.

Das Problem bei dieser Art von Netzwerk ist, dass, wenn es irgendwo zusammenbricht, das gesamte Netzwerk zusammenbricht. Eine Kommunikation kann nur stattfinden, wenn alle Geräte im Netzwerk eine aktive Verbindung haben.

Sterntopologie

In einer Sterntopologie ist jedes Gerät mit einem zentralen Hub verbunden. Es ist so, als würde man zu Hause fernsehen. Jeder hat seine eigene Verbindung und empfängt seine eigene Übertragung des Kanals, den er gerade sieht, oder stellt ihn sich als unser Sonnensystem vor. Die Planeten sind die verschiedenen Geräte im Netzwerk, die die eine Sonne umkreisen und von ihr Wärme und Licht empfangen.

Diese Art von Topologie ist am häufigsten in Haushalten zu finden, in denen unsere PCs, Telefone und Tablets alle direkt mit einem Router verbunden sind, oder in Cafés, die kostenloses WLAN anbieten und es Ihnen ermöglichen, sich einem größeren öffentlichen Netzwerk anzuschließen. Die Vorteile dieser Art des Layouts liegen auf der Hand; Es ist einfach einzurichten, Sie können eine große Anzahl von Geräten hinzufügen, und das Hinzufügen oder Entfernen eines Geräts ist einfach und unterbricht das Netzwerk nicht.

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Ähnlich wie in unserem Beispiel des Sonnensystems gilt jedoch: Wenn innerhalb eines drahtlosen Netzwerks eine Sterntopologie existiert, ist das Signal, das die Geräte erhalten, umso schwächer, je weiter ein Gerät vom zentralen Hub, dh Ihrem Router, entfernt ist. Dies ist vergleichbar mit Planeten, die weiter von der Sonne entfernt sind und weniger Licht und Wärme erhalten.

Baumtopologie

Eine Baumtopologie ist eine Mischung aus Bus- und Sterntopologie und das beste Beispiel für diese Art von Topologie ist das Internet und wie wir uns damit verbinden. Nehmen wir an, es gibt eine Stadt mit genau fünf Häusern. Jedes Zuhause hat sein eigenes WLAN-Netzwerk und alle Geräte in diesem Zuhause verbinden sich sternförmig mit dem Router.

Die Router verbinden sich dann mit dem Haupt-ISP-Anbieter in einer Bustopologie, dh jeder hat seine dedizierte Position im Netzwerk. Dies ist natürlich ein sehr vereinfachtes Beispiel, das diese Art von Topologie beschreibt, und die Verbindung zum Internet ist weitaus komplexer.

Eine Baumtopologie hat hierarchische Ebenen, die Zugriffsebenen für die darin verbundenen Geräte definieren, und ihre Einrichtung ist kostspielig. Es eignet sich am besten für große Unternehmen, die den Netzwerkzugriff innerhalb eines Gebäudes oder über größere geografisch verteilte Standorte kontrollieren müssen.

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Mesh-Topologie

In einer Mesh-Topologie ist jedes Gerät mit jedem anderen Gerät im Netzwerk verbunden. Dies macht es zu einem äußerst zuverlässigen und schnellen Layout, da Daten keinen langen Weg zurücklegen müssen, um zum richtigen Gerät zu gelangen. Es kann direkt zwischen den Geräten reisen.

Ein Mesh-Netzwerk ist teurer in der Einrichtung und erfordert spezielle Hardware, die es unterstützen kann. Es ist jedoch teurer, es ist schneller, skalierbarer und für drahtlose Netzwerke geeignet.

Wer legt die Topologie fest?

Die Topologie für Endbenutzer, die über eine Breitbandverbindung verfügen, wird durch die Hardware bestimmt, die ihnen ihr ISP zur Verfügung stellt. Sie haben wenig zu sagen, es sei denn, Sie haben das Fachwissen, um es zu ändern. Sie können die Topologie Ihres Netzwerks ändern, aber es ist nicht so einfach wie das Ändern des WLAN-Netzwerknamens oder das Zurücksetzen Ihres Routers. Es ist viel komplexer.

Bei LANs wie denen in Universitäten und Büros entscheidet der Netzwerkadministrator, welche Topologie den Anforderungen aller an das Netzwerk angeschlossenen Personen entspricht. Dazu gehört nicht nur der Entwurf der Topologie, sondern auch die Einrichtung der Hardware, um sie zu erstellen. Sie können sich also vorstellen, dass es einiges zu beachten gibt, da es sich um einen Hardwarekauf handelt und ein Fehlkauf viel Geld kosten kann. Hinzu kommt, dass bei falsch gewählter Topologie der Austausch nicht nur finanziell, sondern auch zeitintensiv ist.