6.8 Auf welche räumliche Art und Weise können Netze aufgebaut sein?

Um in einem LAN die verschiedenen Komponenten physisch zu verbinden, gibt es verschiedene Konzepte. Sie alle haben Vor- und Nachteile. Wichtig ist jedoch in jedem der Fälle, dass die sog. Netzwerktopologie in die Dokumentation des jeweilgen LANs mit einfließt.
Im Folgenden sollen die gängigsten Konzepte samt ihrer positiven und negativen Eigenschaften betrachtet werden:

Bus-Topologie

Die Verbindung der einzelnen Geräte (Hosts) erfolgt über eine gemeinsame (Haupt-)Leitung, an welche diese angeschlossen sind. Alle an den Bus angeschlossenen Hosts haben prinzipiell Zugriff auf die übertragenen Daten und Signale, da sie direkt an das Übertragungsmedium gleichermaßen angeschlossen sind. Die Zugriffsregeln werden dezentral auf den einzelnen Hosts durch entsprechende Zugriffsprotokolle verwaltet. Bei der zentralen Übertragungsleitung handelt es sich um ein passives Medium, welches selbst über keinerlei Regeln verfügt, sondern alle Daten und Signale überträgt. Damit diese nicht an den Enden der Hauptleitung reflektiert werden und quasi auf immer und ewig in der Leitung bleiben, bilden an den beiden Enden zwei sog. Abschlusswiderstände eine Art Absorbtionsinstanz, welche die Daten nach einmaligem Auftreffen „schluckt“.
Der wichtigste Vorteil dieser räumlichen Anordnung besteht in einem relativ geringen Aufwand in Bezug auf die Übertragungsmedien. Die gravierendsten Nachteile bestehen darin, dass das Datenaufkommen bei gleichzeitigem Senden und Empfangen der verschiedenen Hosts sehr hoch sein kann, und dass bei Arbeiten an der Struktur, z.B. einer Erweiterung i.F.v. Hinzufügen weiterer Hosts, das Netz ausfallen kann.

Bus-Topologie, Quelle: Wikipedia, Urheber: Head

Ring-Topologie

Bei der Verwirklichung der Ring-Topologie dient – ähnlich wie im Falle der Bustopologie – ein einzelnes Übertragungsmedium zur Verbindung der einzelnen Hosts. Im Unterschied dazu bilden die Hosts jeweils sog. Übertragungsknoten, welche von den einzelnen Signalen durchlaufen werden müssen. Dadurch verfügt jeder Host über zwei Kabelverbindungen. Treffen Daten über bei einem Host ein, prüft dieser, ob die Daten für ihn bestimmt sind und er der Adressat ist. Ist das nicht der Fall, so werden die Daten solange weitergeleitet, bis sie beim Adressaten angelangt sind.
Auch in dieser Topologie gibt es keine zentrale Instanz, welche den Datenverkehr regelt, sondern die einzelnen Hosts halten sich gemeinsam an ein vorgegebenes Protokoll.
Der Hauptvorteil liegt, wie bei der Bus-Topologie, in einer relativ kostengünstigen Realisation der Verkabelung.
Als Nachteil kommt gegenüber der Bus-Topologie hinzu, dass bei Ausfall eines Hosts die Datenweiterleitung u.U. nicht mehr gewährleistet ist. Dies kann dadurch kompensiert werden, indem ein sog. Ringmanager als fester Bestandteil in den Ring integriert wird, welcher dafür sorgt, dass i.F.d. Ausfalls eines Hosts der Ringbetrieb auf Busbetrieb umgeschaltet werden kann, was als Anpassung der Übertragungsrichtung verstanden werden kann.

Ringtopologie, Quelle: Wikipedia, Urheber: Head

Stern-Topologie

Diese Art der physischen Verbindung verfügt über eine zentrale Netzwerkkomponenten, die – gleich einem zentralen Knoten – alle umliegenden Hosts miteinander verbindet. Dabei handelt es sich meist um einen Switch, welcher die Daten  – im Gegensatz zum Hub – zielgerichtet an den/die Adressaten weiterleiten kann. Da alle Daten bzw. Signale über dieses Netzgerät laufen, ist das Datenaufkommen sehr hoch, womit diese Komponenten auch ausreichend dimensioniert sein muss.
Der Vorteil gegenüber der Bus- und Ring-Topologie besteht darin, dass die Datenpakete von einer zentralen Instanz zielgerichtet an die Empfängeradresse geleitet werden.
Dem steht der Nachteil gegenüber, dass ein Ausfall des zentralen Knotens einen Ausfall des gesamten Netzes zur Folge hat.

Sterntopologie, Quelle: Wikipedia, Urheber: Head

Baum-Topologie

Bei der Baumtopologie handelt es sich um eine Form der Stern-Topologie: Die Knoten kleinerer Netzwerkeinheiten werden miteinander verbunden, wodurch eine baumähnliche Struktur entsteht. Die Vor- und Nachteile sind gleich denen der Sterntopologie.

Baum-Topologie, Quelle: Wikipedia, Urheber: Head