Die physische Topologie beschreibt den Aufbau der Netzverkabelung. Als Topologie wird bei einem Computernetz die Struktur der Verbindungen mehrerer Geräte untereinander bezeichnet. Aus der Kenntnis der Topologie eines Netzes kann man Rückschlüsse zur Bewertung der Leistungsfähigkeit, Ausfallsicherheit, Investitionskosten und anderes ableiten.
Alle Rechner sind hochohmig an einem Kabelstrang (einem sogenannten Bus) angeschlossen. Über spezielle Zugriffsverfahren wird geregelt, wann die angeschlossenen Arbeitsstationen Daten senden dürfen.
An beiden Enden des Stranges sind Abschlusswiderstände angebracht. Bei Ethernet verwendet man am häufigsten sogenanntes RG-58 Kabel mit 50 W.
(Zum Vergleich das Antennenkabel RG-59 hat 75 W. Twisted-Pair-Kabel wird meist mit 100 W
abgeschlossen)
R = Abschlusswiderstand, er entspricht im Wert dem Widerstand der Leitung
bei unendlicher Länge.
Der Abschlusswiderstand ist notwendig, um Reflexionen des hochfrequenten Signals am Leitungsende zu verhindern. Einer der beiden Abschlusswiderstände wird geerdet.
T = T-Stück, es dient zum Anschluss der LAN-Karte an das Netzkabel
Weitere Arbeitsstationen oder Server werden über zusätzliche T-Stücke an
das Netzkabel angeschlossen.
Vorteile:
Nachteile:
Die Bus-Topologie wird in Computernetzen kaum noch eingesetzt.
Bei dieser Topologie sind alle Arbeitsstationen niederohmig an einem Sternverteiler (z.B. HUB oder SWITCH) angeschlossen.
Jede Arbeitsstation verfügt über eine eigene physikalische Leitung zum Verteiler, der dann den Transport der Datenpakete im Netzwerk organisiert. Die Datenbelastung am Sternverteiler ist sehr hoch, da alle Netzverbindungen darüber laufen.
Beim Fast-Ethernet können nicht beliebig viele Hubs zwischen Sender und Empfänger liegen (Repeaterregel), weil es sonst Laufzeitprobleme gibt.
Vorteile:
Nachteile:
Überwiegende Form der Verkablung bei Neuinstallationen.
Bei dieser Vernetzung werden die Teilnehmer über sogenannte Zweipunktverbindungen miteinander verbunden, so dass ein geschlossener Ring entsteht. Die Daten werden so lange zur nächsten Arbeitsstation weitergeleitet, bis sie ihr Ziel erreichen. Um Überschneidungen zu verhindern, sind bei dieser Art der Vernetzung besondere Adressierungsverfahren nötig.
An den Anschlussstellen der Rechner wird durch die LAN-Karte das Signal
verstärkt weitergeleitet.
Hier muss dafür gesorgt werden, dass das Signal
auch dann weitergereicht wird, wenn der Rechner nicht im Betrieb ist.
Im FDDI-Netz ist der Signalkreis doppelt ausgeführt mit einem inneren und
einem äußeren Kreis.
Bei einer Unterbrechung (Störung) der Leitung zur
nächsten Station, wird das Signal auf dem jeweils anderen Kreis (innen oder
außen) wieder zurückgeleitet. Auf diese Weise wird von den beiden Stationen
rechts und links der gestörten Leitung der Kreis aufrechterhalten.
Vorteile:
Nachteile:
Die Ring-Topologie wird beim IBM-Token-Ring und im Glasfaser-Netz (FDDI - Fiber Distributed Data Interface) eingesetzt.
Die obenangeführten Grundformen können miteinander vermischt werden. Wenn mehrere Netze mit Stern-Topologie miteinander (mittels Uplink) verbunden werden, dann spricht man von einer Baum-Topologie.
Ein Grund ist beispielsweise die Notwendigkeit eines Backbone. Dabei werden mehrere Teilnetze (Gebäude) physikalisch verbunden.
Ein Stern-Bus-Netz entsteht, wenn verschiedene Sternverteiler jeweils das Zentrum eines Sterns (Unterrichtsraum) bilden und diese wiederum durch ein Bus-Kabel miteinander verbunden werden. Fällt das Bus-Kabel aus, können noch die PCs in den einzelnen Unterrichtsräumen miteinander kommunizieren.
Ein Stern-Stern-Netz wird dann gebildet, wenn die Sternverteiler (der Unterrichtsräume) mit einem eigenen Kabel mit einem Haupt-Sternverteiler (Hub oder Switch) verbunden sind.
Vorteile:
Nachteile:
Bei komplexen Netzen (z.B. dem Internet) ist eine Arbeitsstation mit einer oder mehreren anderen Arbeitsstationen verbunden. Man spricht hierbei von einem vermaschten Netz. Dies ist eine sehr sichere und leistungsfähige Variante der Vernetzung, setzt aber ein aufwändiges Routing voraus und benötigt mehr Netzwerkkabel.
Damit das Wissen zu diesen theoretischen Schwerpunkten stichpunktartig getestet werden kann, wurde zum Thema physische Topologien eine Multiple-Choice-Übung bereitgestellt.