Topologie – wie knüpft man Netze?

Es gibt viele unterschiedliche Möglichkeiten, Rechner miteinander zu verbinden. Die Topologie eines Netzes beschreibt seine Netzstruktur, die Art und Weise, in der die unterschiedlichen Komponenten miteinander verknüpft werden. Es geht also um Verbindungen und Knoten, über die man die ans Netz angeschlossenen Komponenten erreicht.

Physisch beschreibt die Topologie, wie die Geräte durch Leitungen und Kabel miteinander verbunden sind – logisch beschreibt sie den Datenfluss zwischen den Endgeräten. Was für den Architekten der Grundriss ist für den Netzwerker die Topologie.

Bei den Netztopologien unterscheidet man zwischen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und Punkt-zu-Mehrpunktverbindungen. Zu den Punkt-zu-Punkt-Verbindungen gehören die Stern- und Ringtopologie sowie die Vermaschung. Hier verbindet ein Kabel je zwei Knoten miteinander und wird von diesen allein genutzt.

Bei den Punkt-zu-Mehrpunktverbindungen müssen sich mehrere Knoten ein Übertragungsmedium teilen. Zu diesen Verbindungen gehören die Bus- und die Zelltopologie. In großen Netzen findet man Topologien selten in Reinform. Fast immer treten Variationen, Kombinationen und Mischformen auf.

Ring-Topologie
Die Rechner werden ringförmig miteinander verbunden. Jeder Rechner hat ausschließlich Verbindung zu seinen Nachbarn zur Rechten und Linken. Der Nachteil: Sollte ein Gerät ausfallen, bricht das gesamte Netz zusammen.

Stern-Topologie
Alle Endgeräte sind sternförmig mit einem zentralen Verteilerpunkt – einem Hub oder einem Server – verbunden. Die Geräte untereinander sind nicht verbunden. Ein Vorteil dieser Verknüpfungsart ist, dass sich das Netz sehr schnell und unkompliziert erweitern lässt. Zudem hat der Ausfall eines Endgerätes keinen Einfluss auf das Funktionieren des restlichen Netzes. Ein entscheidender Nachteil ist, dass bei Ausfall des zentralen Verteilers, das gesamte Netz lahm gelegt ist. Sterntopologien werden deshalb häufig nur in Kleinstnetzen – wie z. B. bei LAN-Partys – eingesetzt.

Baum-Topologie
Die Baum-Topologie funktioniert ähnlich wie die Sterntopologie. Sie ist jedoch hierarchisch gestaffelt. Jedes Endgerät ist mit dem Verteiler verbunden. Der oberste Rechner hat die Kontrolle über alle anderen. Je weiter man sich unten im Baum befindet, desto größer wird die Abhängigkeit.

Vermaschung
Das vermaschte Netz beschreibt eine Struktur, bei der jede Komponente mit mehreren anderen Stationen verbunden ist. Es existieren verschiedene Wege und Umleitungen, so dass beim Ausfall einer Leitung das Gesamtnetz weiterhin funktioniert. Die Vollvermaschung gewährt von allen Topologien die größte Ausfallsicherheit.

Bustopologie
Hierbei handelt es sich um eine häufig angewendete Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung: Es existiert eine Hauptleitung – der Bus – , auf die alle anderen Rechner und Geräte zugreifen. Der Ausfall eines Rechners hat keine negativen Auswirkungen auf die anderen Rechner im Netz. Allerdings kann es durch gemeinsame Nutzung der Hauptleitung zu Kollisionen und Datenstau auf der Datenautobahn kommen. Während ein Rechner sendet, sind die anderen blockiert. Eine Bustopologie macht das Netz relativ langsam.

Zelltopologie
Die Zelltopologie findet man bei drahtlosen Netzen. Als Zelle bezeichnet man den Bereich um die Basisstation, in welchem die Kommunikation zwischen Endgeräten und Basis stattfindet. Der Vorteil: es werden keine Kabel benötigt und es kommt nicht zu Störungen durch Ausfall der Endgeräte. Allerdings ist die Reichweite begrenzt und die Kommunikation sehr unsicher und ungeschützt, da Außenstehende jederzeit auf das Netz zugreifen können.