Die Anordnung von Geräten innerhalb eines Netzwerks wird als Netzwerktopologie bezeichnet. Während der Begriff „Layout“ oft an physische Standorte denken lässt, bezieht sich die Netzwerktopologie nicht darauf, wo Geräte platziert sind, sondern vielmehr darauf, wie sie miteinander verbunden sind und welche Hierarchie sie bilden.
Diese Hierarchie kann bei kabelgebundenen Netzwerken physischer Natur sein, während sie bei drahtlosen Netzwerken virtuell ist. Als Nutzer, die sich mit einem WLAN verbinden, nehmen wir in der Regel keinen Einfluss auf das Layout, also die Netzwerktopologie. Diese Konfiguration wird automatisch für uns vorgenommen.
Die Netzwerktopologie definiert, wie Geräte innerhalb eines Netzwerks miteinander und mit einem zentralen Knotenpunkt, der das Netzwerk bildet, kommunizieren. In manchen Anordnungen sind alle Geräte direkt mit diesem zentralen Hub verbunden, der den Datenverkehr steuert. Andere Anordnungen sehen vor, dass jedes Gerät mit zwei anderen Geräten im Netzwerk verbunden ist.
Verschiedene Netzwerkarchitekturen
Es gibt fünf grundlegende Layouts, denen Netzwerke folgen können. Allerdings sind Netzwerke selten strikt an ein einzelnes Layout gebunden, sondern oft eine Kombination aus zwei oder mehreren Topologien.
Die fünf Haupttypen sind:
Bus-Topologie
Stellen Sie sich eine Buslinie mit mehreren Haltestellen vor, an denen Fahrgäste ein- oder aussteigen können. Dies ist im Wesentlichen die Struktur einer Bus-Topologie. Daten fließen entlang einer einzigen Route, und die Geräte sind an bestimmten Punkten (Knoten) mit dieser Route verbunden. Wenn Daten einen Knoten erreichen, an den sie gesendet oder von dem sie empfangen werden müssen, geschieht dies.
Die Bus-Topologie wird oft für kleinere, kabelgebundene Netzwerke verwendet. Jedoch kann das Hinzufügen zu vieler Geräte zu Schwierigkeiten bei der Verwaltung führen und die Netzwerkgeschwindigkeit beeinträchtigen.
Ringtopologie
In einer Ringtopologie ist jedes Gerät mit genau zwei anderen Geräten im Netzwerk verbunden. Stellen Sie sich eine Gruppe von Personen vor, die im Kreis sitzen und Händchen halten. Jede Person kann nur mit den beiden Personen neben ihr Hände halten. Dies ist die Grundlage der Ringtopologie, bei der jedes Gerät direkt mit zwei anderen verbunden ist.
Ein Nachteil dieser Topologie ist, dass ein Ausfall an einer Stelle das gesamte Netzwerk beeinträchtigen kann. Die Kommunikation ist nur dann möglich, wenn alle Geräte aktiv verbunden sind.
Sterntopologie
Bei der Sterntopologie ist jedes Gerät direkt mit einem zentralen Hub verbunden. Ähnlich wie beim Fernsehen zu Hause, wo jeder seine eigene Verbindung hat, oder wie in unserem Sonnensystem, wo die Planeten die verschiedenen Geräte darstellen, die die Sonne umkreisen. Die Geräte empfangen Daten direkt vom Hub.
Diese Topologie ist in Haushalten sehr verbreitet, wo PCs, Telefone und Tablets über einen Router verbunden sind, oder in Cafés mit öffentlichem WLAN. Die Vorteile sind offensichtlich: einfache Einrichtung, Möglichkeit zum Anschluss vieler Geräte und eine einfache Geräteverwaltung ohne Störung des Netzwerks.
Wie in unserem Sonnensystem-Beispiel gilt auch hier: Bei einer drahtlosen Sterntopologie nimmt die Signalstärke mit zunehmender Entfernung vom zentralen Hub (Router) ab. Dies ist vergleichbar mit Planeten, die weiter von der Sonne entfernt sind und weniger Licht und Wärme erhalten.
Baumtopologie
Eine Baumtopologie ist eine Kombination aus Bus- und Sterntopologie. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Internet. Stellen Sie sich eine Stadt mit fünf Häusern vor. Jedes Haus hat sein eigenes WLAN-Netzwerk, in dem sich die Geräte über eine Sterntopologie mit dem Router verbinden.
Die Router der Haushalte sind dann über eine Bus-Topologie mit dem Haupt-Internetdienstanbieter (ISP) verbunden. Das ist ein stark vereinfachtes Beispiel. Tatsächlich ist die Internetverbindung viel komplexer. Eine Baumtopologie hat hierarchische Ebenen, die den Zugriff auf das Netzwerk definieren und ist in der Regel mit hohen Kosten verbunden. Sie eignet sich ideal für große Unternehmen, die den Netzwerkzugriff in Gebäuden oder an verteilten Standorten steuern müssen.
Mesh-Topologie
In einer Mesh-Topologie ist jedes Gerät mit jedem anderen Gerät im Netzwerk verbunden. Dies macht sie sehr zuverlässig und schnell, da Daten keinen langen Weg zurücklegen müssen, sondern direkt zwischen den Geräten übertragen werden können. Mesh-Netzwerke sind teurer in der Einrichtung und erfordern spezielle Hardware. Sie sind jedoch schneller, flexibler und ideal für drahtlose Netze.
Wer legt die Netzwerktopologie fest?
Für Endnutzer mit einer Breitbandverbindung wird die Topologie hauptsächlich durch die vom ISP bereitgestellte Hardware bestimmt. Der Nutzer hat wenig Einfluss darauf, es sei denn, er verfügt über das nötige Fachwissen. Zwar kann man die Topologie des eigenen Netzwerks ändern, jedoch ist dies komplizierter als das Ändern des WLAN-Namens oder das Zurücksetzen des Routers.
Bei LANs in Universitäten oder Büros entscheidet der Netzwerkadministrator, welche Topologie den Bedürfnissen der Nutzer am besten entspricht. Dies umfasst den Entwurf der Topologie sowie die Auswahl der geeigneten Hardware. Dabei gibt es einiges zu beachten, da eine falsche Entscheidung viel Geld und Zeit kosten kann.