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Liane Krause
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1 Lernbüro - Unterlagen Netzwerktechnik Einführung in die Netzwerktechnik 1. Semester Heft #1 Modul Version 3.0 WS2018

Mesh-Topologie Linien-Topologie In der Mesh-Topologie (vermaschtes Netz) ist jeder Teilnehmer mit mehreren anderen Teilnehmern verbunden.

Die Line-Topologie ist eine Sonderform der Ring-Topologie, wobei der Ring hier nicht geschlossen ist.

ausfallsicherste Topologie (Ausfall e i n e s Te i l n e h m e r s b e e i n fl u s s t Netzwerk nicht) hohe Datenübertragungsrate geringe Latenz bei Vollvermaschung hoher Verkabelungsaufwand großer

Übertragungsrate relativ einfach erweiterbar Ausfall eines Teilnehmers führt zu Netz-Ausfall hohe Latenzzeiten und langsame Übertragung bei vielen Teilnehmern leicht abhörbar 33 34 Zell-Topologie

3 Mesh-Topologie Linien-Topologie In der Mesh-Topologie (vermaschtes Netz) ist jeder Teilnehmer mit mehreren anderen Teilnehmern verbunden. Im voll vermaschten Netzwerk ist jeder Teilnehmer mit jedem Teilnehmer verbunden. Bei Ausfall eines Teilnehmers oder eines Übertragungsmediums ist die Kommunikation im Regelfall weiterhin möglich. Die Line-Topologie ist eine Sonderform der Ring-Topologie, wobei der Ring hier nicht geschlossen ist. Der wesentliche Unterschied zur Bus-Topologie ist, das die Teilnehmer hier die Daten weiterleiten und es daher kein shared Medium gibt. ausfallsicherste Topologie (Ausfall e i n e s Te i l n e h m e r s b e e i n fl u s s t Netzwerk nicht) hohe Datenübertragungsrate geringe Latenz bei Vollvermaschung hoher Verkabelungsaufwand großer Energieverbrauch komplexe Datenweiterleitung für nicht vollvermaschte Netze teuer deterministische Kommunikation (klar definierte Übertragungswege) alle Teilnehmer sind gleichwertig garantierte Übertragungsrate relativ einfach erweiterbar Ausfall eines Teilnehmers führt zu Netz-Ausfall hohe Latenzzeiten und langsame Übertragung bei vielen Teilnehmern leicht abhörbar Zell-Topologie Zusammengesetzte Topologien Die Zell-Topologie findet vorwiegend bei Funk-Netzwerken Verwendung. Bei einer Zelle handelt es sich um den Bereich rund um die Basisstation (Access Point, Mobilfunk- Mast). Innerhalb dieser Zelle wird eine Bus-Topologie verwendet. In der Praxis findet man selten die Grundtopologien in deren Reinform sondern verschiedene Mischformen. Klassische Beispiele dafür sind die Baum-Topologie (oft auch als Stern-Stern Topologie bezeichnet) sowie die Stern-Bus-Topologie. kabellos Teilnehmerausfall stört Funktion nicht leicht erweiterbar störanfällig (von außen) begrenzte Reichweite sehr unsicher - Verschlüsselung notwendig 35 36

4 Stern-Bus-Topologie Baum-Topologie Bei einer Stern-Bus Topologie sind Verteiler der einzelnen Stern-Topologien über einen Bus miteinander verbunden. Üblicherweise sind die Stern-Topologien innerhalb einzelner Räume oder Stockwerke zu finden, während die Räume bzw. Stockwerke mit einem Bus miteinander verbunden sind. Dies hat den Vorteil der einfachen Verkabelung zwischen den Sternen und der hohen Datenübertragungsrate innerhalb eines Sterns. Auch lässt sich durch Einsatz aktiver Komponenten die Reichweite einer Bus-Topologie einfach erweitern. Der Nachteil ist die mühsame Fehlersuche bei einer Bus-Unterbrechung. Diese Topologie wurde früher häufig eingesetzt (Koaxial-Verkabelung zwischen den Sternen), wird aber mittlerweile durch die Baum-Topologie (bzw. die Universelle Gebäudeverkabelung ) ersetzt. Eine Baum-Topologie wird oft auch als Stern-Stern-Topologie oder erweiterte Stern- Topologie (englisch: extended Star ) bezeichnet. Hier werden die einzelnen Verteiler in einer weiteren Stern-Topologie miteinander verbunden. Im Gegensatz zur Stern-Bus-Topologie besteht hier der Vorteil der hohen Datenübertragungsrate auch zwischen den einzelnen Netzwerk-Teilen sowie der einfachen Fehlersuche. Oft werden hier auch noch Quer-Verzweigungen zwischen den Sternen eingebaut um Ausfälle kompensieren zu können (dadurch entsteht eine Maschen-Topologie bzw. ein teilweise vermaschtes Netz). Dies ist mittlerweile die Standard-Topologie in nahezu allen lokalen Netzwerken (LANs), man spricht hier meist auch von der Universellen Gebäudeverkabelung Universelle Gebäudeverkabelung Universelle Gebäudeverkabelung Die Universelle Gebäudeverkabelung (oft auch einfach nur strukturierte Verkabelung genannt) ist ein einheitlicher Standard (EN , ISO/IEC 11801:2002, TIA/EIA 568) zur Verkabelung von Gebäuden. Die Verkabelung wird dabei in 3 Bereiche unterteilt: Die Primärverkabelung ist die Verbindung von Gebäuden untereinander, dies umfasst auch die Anbindung nach außen (Internet-Service-Provider). Kennzeichen dieser Verkabelung sind große Entfernungen, hohe Bandbreite und wenig Teilnehmer. Meist werden Glasfaserkabel verwendet. Die Sekundärverkabelung ist die Verbindung einzelner Stockwerke untereinander. Auch hier werden mittlerweile meist Lichtwellenleiter verwendet. Die Tertiärverkabelung ist die Verbindung innerhalb eines Stockwerks, d.h. die Verkabelung von einem Stockwerksverteiler bis zu den Anschlussdosen. 39 Bild-Quelle: 40

Physikalische und Logische Topologie Generell beschreibt die physikalische Topologie das Aussehen und die logische Topologie das Verhalten eines Netzwerks.

5 Physikalische und Logische Topologie Generell beschreibt die physikalische Topologie das Aussehen und die logische Topologie das Verhalten eines Netzwerks. Im Regelfall sind beide identisch, es gibt aber Ausnahmefälle, so kann z.b. in einer Stern-Topologie der Verteiler intern als Bus realisiert werden - dann sieht das Netzwerk aus wie ein Stern verhält sich aber wie ein Bus. Bei einem Bus gibt es das Problem des gemeinsamen Übertragungsmediums - d.h. die Teilnehmer müssen sich absprechen wer wann senden darf. Diese Absprache nennt mann (wer darf wann auf das Übertragungsmedium zugreifen). Wird kein derartiges Verfahren verwendet, so können die Teilnehmer nach belieben Daten senden. Senden zwei Teilnehmer gleichzeitig Daten, so kommt es zu einer Kollision - die Daten überschreiben sich gegenseitig, es kommt zu einer fehlerhaften Übertragung. Auch wenn Bus-Topologie nur mehr selten eingesetzt werden gibt es die Problematik des shared Mediums auch bei kabellosen Verbindungen (z.b. WLAN, Bluetooth). Bild-Quelle: Erweiterte Kompetenz Erweiterte Kompetenz In der Praxis haben sich 4 verschiedene bewährt: Beim Token Ring Verfahren wird ein Sende-Token von einem Teilnehmer zum nächsten weitergegeben. Nur wer ein Token hat darf Daten senden (und muss das Token weitergeben). Vergleichbar sind auch Zeitschlitz-Verfahren, wo jeder Teilnehmer einen fix vorgegeben Zeitpunkt hat zu dem er Daten senden kann. Der größte Nachteil dieser Varianten ist wenn ein Teilnehmer keine Daten senden muss, dann kann dessen Zeitschlitz nicht von anderen Teilnehmern verwendet werden. Beim Bus Master Verfahren gibt es einen Master am Bus, der die Übertragung steuert und kontrolliert. Ein Teilnehmer darf erst dann Daten senden, wenn er vom Master die Erlaubnis dazu bekommt. Sowohl das Zeitschlitz-Verfahren als auch das Bus Master Verfahren werden hauptsächlich bei embedded Systems, d.h. bei integrierten Bussystemen in Geräten (z.b. Ansteuerung von Sensoren und Autoren im Auto) eingesetzt. Das CSMA/CD Verfahren wird in der Netzwerktechnik bei verkabelten Verbindungen eingesetzt. Es besteht aus 3 Teilen: Carrier Sense (CS): Auf dem gemeinsamen Übertragungsmedium (Carrier) wird überprüft ob gerade eine Übertragung stattfindet. Multiple Access (MA): Wenn festgestellt wird, das eine Übertragung stattfindet wird gewartet bis diese abgeschlossen ist. Collision Detection (CD): Falls trotz der vorherigen Überprüfung zwei Teilnehmer gleichzeitig senden (weil die Ausbreitung der Daten auf dem Kabel auch eine gewisse Zeit benötigt) wird eine derartige Kollision erkannt. Alle Teilnehmer stellen darauf die Übertragung ein, warten eine zufällige Zeit (damit diese nicht wieder gleichzeitig beginnen) und beginnen dann wieder mit dem Verfahren von vorne

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