NETZWERKTOPOLOGIEN: KONZEPT, TYPEN UND IHRE EIGENSCHAFTEN, BEISPIELE - TECHNOLOGIE - 2025

Netzwerktopologien sind die verschiedenen Layouts von Geräten, wie Router, Computer, Drucker und die verschiedenen Verbindungen , die auf dem Netzwerk existieren können. Sie können grafisch dargestellt werden.

Daher beziehen sie sich auf den physischen oder logischen Entwurf eines Computernetzwerks. Sie definieren, wie die verschiedenen Knoten platziert werden und wie sie miteinander verbunden sind. In ähnlicher Weise können sie beschreiben, wie Daten zwischen diesen Knoten übertragen werden.

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Sowohl die Netzwerktopologie als auch die relativen Positionen der Quelle und des Ziels der Verkehrsströme im Netzwerk bestimmen den optimalen Pfad für jeden Fluss und das Ausmaß, in dem im Falle eines Ausfalls redundante Routenoptionen vorhanden sind.

Es gibt zwei Arten von Netzwerktopologien. Die logische Topologie basiert auf dem Datenübertragungsmodell über die verschiedenen Geräte im Netzwerk. Andererseits basiert die physische Topologie auf dem physischen Design der im Netzwerk verbundenen Computer.

Organisation eines Netzwerks

Die Topologie eines Netzwerks ist sehr wichtig für die Bestimmung seiner Leistung. Es ist die Art und Weise, wie ein Netzwerk organisiert ist. Es enthält die logische oder physische Beschreibung, wie Geräte und Verbindungen für die Verbindung miteinander konfiguriert sind.

Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, ein Netzwerk mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen zu organisieren, von denen einige unter bestimmten Umständen nützlicher sind als andere.

Konzept

Netzwerktopologien beziehen sich darauf, wie die verschiedenen Geräte und Verbindungen im Netzwerk untereinander organisiert sind. Sie können sich das Netzwerk als Stadt und die Topologie als Routenkarte vorstellen.

Ebenso wie es viele Möglichkeiten gibt, eine Stadt zu organisieren und zu unterhalten, z. B. sicherzustellen, dass Straßen den Durchgang zwischen den Teilen der Stadt erleichtern, in denen der größte Verkehr herrscht, gibt es verschiedene Möglichkeiten, ein Netzwerk zu organisieren.

Jede Topologie hat ihre Vor- und Nachteile. Entsprechend den Anforderungen des Unternehmens können bestimmte Konfigurationen ein höheres Maß an Sicherheit und Konnektivität bieten.

Eine Topologie sollte als virtuelle Struktur eines Netzwerks betrachtet werden. Diese Form entspricht nicht unbedingt dem tatsächlichen physischen Layout der Geräte im Netzwerk.

Sie können sich Computer in einem Heimnetzwerk vorstellen, die in einem Kreis angeordnet sein könnten. Eine Ringtopologie ist dort jedoch kaum realisierbar.

Wahl der Topologie

Manager haben eine Reihe von Alternativen, wenn sie eine Topologie für das Netzwerk implementieren möchten. Diese Entscheidung muss den Anteil des Unternehmens, sein Budget und seine Ziele berücksichtigen.

Bei der praktischen Verwaltung der Netzwerktopologie ergeben sich verschiedene Aktivitäten wie die allgemeine Überwachung des Betriebs, die visuelle Darstellung und die Verwaltung der Topologie.

Das Wichtigste ist, die Anforderungen und Ziele zu verstehen, um die Netzwerkkonfiguration auf die für das Unternehmen am besten geeignete Weise einzurichten und zu verwalten.

Die Auswahl der richtigen Konfiguration für das Betriebsmodell eines Unternehmens kann die Leistung verbessern sowie die Fehlerbehebung, Fehlerbehebung und effizientere Zuweisung von Netzwerkressourcen erleichtern, um einen hervorragenden Netzwerkzustand sicherzustellen.

Bedeutung

Netzwerkdesign ist aus mehreren Gründen wichtig. Hauptsächlich spielt es eine grundlegende Rolle, wie gut und wie das Netzwerk funktionieren wird.

Eine gut verwaltete Netzwerktopologie verbessert die Daten- und Energieeffizienz, wodurch die Wartungs- und Betriebskosten gesenkt werden.

Das Layout und Design eines Netzwerks wird anhand eines Diagramms dargestellt, das von einer Netzwerktopologiesoftware erstellt wurde.

Diese Diagramme sind aus einer Reihe von Gründen von entscheidender Bedeutung, insbesondere weil sie eine visuelle Darstellung physischer und logischer Designs bieten können, damit Administratoren bei der Fehlerbehebung die Verbindungen zwischen Geräten sehen können.

Die Art und Weise, wie ein Netzwerk organisiert ist, kann die Netzwerkkonnektivität, -funktionalität und den Schutz vor Ausfallzeiten beeinträchtigen oder beeinträchtigen.

Typen und ihre Eigenschaften

- Physikalische Topologien

Es bezieht sich auf das Design der Verbindungen zwischen Geräten und den physischen Verbindungen des Netzwerks, wie z. B. Kabel (DSL, Ethernet), Mikrowelle oder Glasfaser.

Es gibt mehrere gängige physikalische Topologien, wie in der folgenden Abbildung gezeigt und später beschrieben.

Quelle: Jugandi

Busnetz

Jedes Gerät ist entlang eines linearen Pfades in Reihe geschaltet. Diese Anordnung findet sich heute hauptsächlich in drahtgebundenen Breitbandverteilungsnetzen.

Sternennetzwerk

In diesem Netzwerk ist ein zentrales Gerät direkt mit allen anderen Geräten verbunden. Lokale Netzwerke (LANs), die Ethernet-Switches verwenden, wie z. B. die meisten kabelgebundenen Büronetzwerke, haben eine Sternkonfiguration.

Ringnetz

In dieser Konfiguration sind die Geräte in einem Netzwerk als Kreis verbunden. Einige Netzwerke senden das Signal nur in eine Richtung, andere können das Signal in beide Richtungen senden.

Diese bidirektionalen Netzwerke sind robuster als Busnetzwerke, da sich das Signal in beide Richtungen bewegen kann, um ein Gerät zu erreichen.

Maschennetz

Dieses Netzwerk verbindet die Verbindungen zu den Geräten so, dass zwischen mindestens einigen Punkten im Netzwerk mehrere Routen verfügbar sind.

Ein Netzwerk ist teilweise vernetzt, wenn nur einige Geräte mit anderen verbunden sind, und vollständig vernetzt, wenn alle Geräte eine direkte Verbindung zu allen anderen haben.

Mehrwegnetz erhöht die Fehlerfestigkeit, erhöht aber auch die Kosten.

Baumnetz

Es wird auch als Stern der Sterne bezeichnet und ist ein Netzwerk, in dem verschiedene Sterntopologien in einer Sternkonfiguration verbunden sind.

Viele große Ethernet-Switch-Netzwerke, z. B. Netzwerke zwischen verschiedenen Rechenzentren, sind baumartig.

Hybrides Netzwerk

Es ist eine Mischung aus zwei oder mehr Topologien. Wenn beispielsweise ein Büro eine Bustopologie und ein anderes Büro eine Sterntopologie verwendet, führt die Verbindung dieser beiden Topologien zu einer Hybridtopologie: Bustopologie und Sterntopologie.

- Logische Topologien

Die logische Topologie für ein Netzwerk ist etwas strategischer und abstrakter. Es besteht im Allgemeinen darin, ein konzeptionelles Verständnis dafür zu erlangen, wie und warum das Netzwerk so organisiert ist, wie es ist, und wie sich Daten durch das Netzwerk bewegen. Es bezieht sich auf die logische Beziehung zwischen Geräten und Verbindungen.

Eine logische Verbindung unterscheidet sich von einer physischen Route, wenn Informationen an Zwischenpunkten einen unsichtbaren Sprung machen können.

In optischen Netzwerken erzeugen optische Multiplexer (ADMs) logische optische Pfade, da der ADM-Hop für die Endpunktknoten nicht sichtbar ist.

Netzwerke, die aus virtuellen Verbindungen bestehen, haben eine physische Topologie entsprechend dem realen Verbindungsbereich, wie z. B. das Kabel, und eine logische Topologie, die auf den Verbindungen basiert.

Manchmal entspricht die logische Topologie der Konfiguration, wie sie der Benutzer sieht, was Netzwerkkonnektivität bedeutet.

IP- und Ethernet-Netzwerke

Die beiden heute am häufigsten verwendeten Netzwerke, IP und Ethernet, sind auf Verbindungsebene vollständig miteinander verwoben, da jeder Benutzer eine Verbindung zu einem anderen Benutzer herstellen kann, es sei denn, es werden Mittel wie eine Firewall eingeführt, um unerwünschte Verbindungen zu blockieren.

Die gesamte Konnektivität ist auf die Protokolle zurückzuführen, die im Netzwerk verarbeitet werden, z. B. Ethernet, und nicht auf die physische Topologie des Netzwerks als solches. Aus diesem Grund kann jede physische Netzwerktopologie für Personen als vollständig interlaced erscheinen.

Beispiele

Busnetz

Busnetzwerktopologien, die auf Ethernet-Verkabelung basieren, sind relativ einfach und kostengünstig zu installieren, obwohl die Spannweiten durch die maximal verfügbare Kabellänge begrenzt sind.

Angenommen, ein Busnetzwerk besteht aus vier Computern: PC-A, PC-B, PC-C und PC-D.

Wenn PC-A Daten an PC-C sendet, empfangen alle Computer im Netzwerk diese Daten, aber nur PC-C akzeptiert sie. Wenn PC-C antwortet, akzeptiert nur PC-A die zurückgegebenen Daten.

Durch das Verbinden von zwei Buskabeln kann eine Erweiterung erzielt werden. Diese Topologie funktioniert jedoch am besten mit einer begrenzten Anzahl von Geräten, normalerweise weniger als zwölf Geräten an einem einzelnen Bus.

Sternennetzwerk

Sternnetzwerktopologien sind in Heimnetzwerken üblich, in denen der zentrale Verbindungspunkt ein Router oder ein Netzwerkhub sein kann.

UTP-Ethernet-Kabel (Unshielded Twisted Pair) werden im Allgemeinen verwendet, um Geräte an den Hub anzuschließen. Es können jedoch auch Koaxial- oder Glasfaserkabel verwendet werden.

Wenn ein Sternnetzwerk mit der Bustopologie konfrontiert wird, ist im Allgemeinen ein größerer Verkabelungsaufwand erforderlich.

Ringnetz

Ringnetzwerktopologien sind am häufigsten an Universitäten anzutreffen, obwohl sie auch von einigen kommerziellen Unternehmen verwendet werden.

Wie die Bustopologie ist diese Topologie in neueren Netzwerken nicht mehr gültig. IBM hat es grundsätzlich implementiert, um die bestehenden Nachteile der Bustopologie überwinden zu können.

Wenn Sie eine große Anzahl von Geräten angeschlossen haben, sollten Repeater verwendet werden, um die Datensignale auf ihrem Weg durch das Netzwerk zu "aktualisieren".

Maschennetz

Mesh-Netzwerktopologien sind typisch für das Internet und bestimmte WANs (Wide Area Networks).

Die Daten können über eine Routing-Logik übertragen werden, die durch festgelegte Kriterien wie "Vermeiden Sie unterbrochene Verbindungen" oder "Route mit der kürzesten Entfernung" bestimmt wird.

Baumnetz

Es wird häufig in WANs (Wide Area Networks) verwendet. Sie sind ideal für Gruppenarbeitsplätze.

Sie können die Geräteerweiterung problemlos erreichen und aufrechterhalten, indem Sie die Bus- und Sterntopologien erweitern.

Die Fehlererkennung ist ebenfalls unkompliziert, diese Systeme sind jedoch in der Regel kabelintensiv und kostenintensiv.

Verweise

1. Margaret Rouse (2019). Netzwerktopologie. Techtarget. Entnommen aus: searchnetworking.techtarget.com.
2. DNS-Zeug (2019). Was ist Netzwerktopologie? Bester Leitfaden für Typen und Diagramme. Entnommen aus: dnsstuff.com.
3. Finjan (2017). Ein genauerer Blick auf die Netzwerktopologie. Entnommen aus: blog.finjan.com.
4. Hinweise zum Computernetzwerk (2019). Mit Beispielen erläuterte Netzwerktopologien. Entnommen aus: computernetworkingnotes.com.
5. Techopedia (2019). Netzwerktopologie. Entnommen aus: deckenpedia.com.
6. Studie zur Nacht (2019). Arten der Netzwerktopologie. Entnommen aus: studytonight.com.