2.1.3 Netzwerktopologien

Im Folgenden ist grundsätzlich zwischen der physikalischen und der logischen Struktur eines Netzwerks zu unterscheiden. Dabei treten oft Mischformen auf. Es ist denkbar, dass ein Netzwerk mit physikalischer Busstruktur hinsichtlich seines Netzwerkbetriebssystems eine logische Sternstruktur besitzt, worüber ein Kommunikationsprogramm mit logischer Maschenstruktur läuft.

Stern:

Alle Rechner sind an einen zentralen Rechner angeschlossen. Diese Struktur wird manchmal auch als Client-Server-Modell bezeichnet und bei Anschluss mehrerer Sichtgeräte (Terminals) an einen zentralen Server verwendet. Jede Kommunikation der Teilnehmer läuft ausschließlich über den zentralen Knoten. Die Kommunikationssteuerung erfolgt durch regelmäßiges Abfragen aller Teilnehmer (Polling) oder über Interrupts. Bei Ausfall des zentralen Rechners ist die Kommunikation am Netzwerk unterbrochen.

Ring:

Alle Rechner (Knoten) sind gleichberechtigt und nur mit den jeweiligen Nachbarn verbunden. Die Kommunikation erfolgt in einer Richtung von Knoten zu Knoten. Bei Ausfall eines Knotens ist die Kommunikation unterbrochen.

Bus:

Die Kommunikation der Teilnehmer erfolgt über einen gemeinsamen Übertragungsweg, dem Bus. Bei Ausfall eines Teilnehmers bleibt die Kommunikation der anderen Stationen untereinander erhalten. Allerdings kann zu einem Zeitpunkt immer nur eine Nachricht über den Bus transportiert werden. An ihren beiden Enden müssen Busse mit Endwiderständen (Leitungsimpedanz) abgeschlossen werden, damit nicht Empfangsfehler aufgrund von Echos auftreten.

Masche:

Die Netzwerkknoten können mit einem oder mehreren anderen Knoten verbunden sein. Es gibt keinen zentralen Rechner, und nicht alle Rechner sind miteinander direkt verbunden. In manchen Fällen gibt es zwischen zwei Knoten mehrere voneinander unabhängige redundante Übertragungswege. In diesen Fällen führt der Ausfall eines Knotens oder eines Übertragungsweges nicht zum Ausfall der Kommunikation.

Baum:

Grundsätzlich können alle Netzwerkstrukturen je nach Bedarf miteinander kombiniert werden. Die folgende Abbildung etwa zeigt die Zusammensetzung von drei Sternen, was eine Baumstruktur liefert. Bäume ergeben hierarchische Systeme und werden unter anderem dort eingesetzt, wo es gilt die Kommunikation in Teilnetzen, etwa aus Sicherheitsgründen, zu reglementieren. Selbstverständlich können die einzelnen Knoten des Baums selbst auch Busse oder Ringe sein.

Während Stern-, Ring- und Bustopologien in der Regel in lokalen Netzwerken (LAN) auftreten, finden sich Maschen hauptsächlich in den gewachsenen Weitverkehrsnetzen (WAN).