Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 12

Lokale Netze: Einführung und Topologien

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LAN-Topologien im Überblick

An Übertragungsmedien stehen für den Aufbau eines LANs dieselben Techniken zur Verfügung, wie sie generell im Bereich der Nachrichtenübertragung zum Einsatz kommen: verdrillte Kabel in verschiedenen Ausführungen, Koaxialkabel, Lichtwellenleiter und Funkübertragungen in Luft.

Diese Grundlagen-Serie widmet den Wireless LANs aufgrund ihrer Komplexität einen eigenen Block. Wir sprechen hier also zunächst nur von kabelgebundenen LANs. Kabeltypen und Grundfragen der Übertragungstechnik wurden ja bereits in früheren Beiträgen dargestellt.

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Für Lokale Netze haben sich im Wesentlichen drei Topologien etabliert: Stern, Ring und Bus.

Bei einem Sternsystem laufen alle Nachrichten in Richtung eines zentralen Umsetzers. In der Anfangszeit der Sternnetze hat man an vermittelnde Umsetzer wie bei Nebenstellenanlagen gedacht. Heute benutzt man die Sternstruktur vielmehr im Zusammenhang mit Hub- oder Switch-Systemen, bei denen von jeder angeschlossenen Station eine Leitung zum Hub/Switch und wieder zurückführt. Sternsysteme werden meist im Zusammenhang mit einer strukturierten UTP/S-STP/STP-Verkabelung benutzt.

Bussysteme gehen von dem Gedanken eines Mediums aus, welches in gewissen Abständen angezapft wird. Die Nachricht, die eine Station aussendet, wandert dann wie beim Radio mit dem Medium Luft in allen Richtungen über das Kabel. Diese Broadcastingtechnik ist zwar eine nachrichtentechnische Geradeauslösung, hat sich aber im ersten PC-LAN-Jahrzehnt stark am Markt durchgesetzt. Der Bus ist leicht erweiterbar, indem man einfach neben den bereits bestehenden eine weitere Anzapfung vornimmt. Bussysteme kann man auch mit Hub- oder Switch-Sternen nachbilden, wenn keine Koaxial-Verkabelung gewünscht wird.

Busse, Sterne und Stern-Busse sowie alle anderen denkbaren schleifenfreien Topologien sind sog. Diffusionsnetze.

Ring-LANs

Die andere große LAN-Gruppe sind die Ring-LANs, bei denen die Stationen sozusagen in Reihe geschaltet werden und die erste Station mit der letzten verbunden wird. Bei heutigen technischen Ausführungen wandern die Nachrichten jedoch nicht als ganzes von Station zu Station, sondern an jeder Station existiert ein sog. Ring-Interface, welches einige wenige Bits Speicher besitzt. Diese Speicherplätze hintereinander geschaltet bilden den Ring, für die Darstellung des Signals sind die Leitungen zwischen den Stationen nicht relevant. Um aber die Umlaufzeit nicht unnötig zu erhöhen, dürfen die einzelnen Speicher nicht allzu groß und die Anzahl der Stationen nicht allzu hoch sein.

Wie bereits erwähnt, entfallen viele topologische Grundüberlegungen im Rahmen einer angemessenen universellen Verkabelungsstrategie, die ja bereits in einem vorangegangenen Teil dieser Serie dargestellt wurde. Es bleibt jedoch der Unterschied zwischen schleifenfreien und schleifenhaltigen LANs.

Der nächste Teil beschäftigt sich mit den grundsätzlichen Steuerungsverfahren für LANs und geht dann wegen seiner überragenden Bedeutung zum Standard IEEE 802 bzw. ISO 8802 über.