Netzwerktopologie: 6 Netzwerktopologien erklärt und verglichen

Was ist die Netzwerktopologie??

Die Netzwerktopologie ist die Beschreibung der Anordnung von Knoten (z. B. Switches und Routern) und Verbindungen in einem Netzwerk, die häufig als Diagramm dargestellt werden.

Egal wie identisch zwei Organisationen sind, keine zwei Netzwerke sind genau gleich. Viele Organisationen verlassen sich jedoch auf etablierte Netzwerktopologiemodelle. In Netzwerktopologien wird beschrieben, wie Geräte miteinander verbunden sind und wie Daten von einem Knoten zu einem anderen übertragen werden.

EIN logische Netzwerktopologie ist eine konzeptionelle Darstellung der Funktionsweise von Geräten auf bestimmten Abstraktionsebenen. EIN physikalische Topologie Details, wie Geräte physikalisch verbunden sind. Logische und physikalische Topologien können als visuelle Diagramme dargestellt werden. 

EIN Netzwerktopologiekarte ist ein Karte, mit der ein Administrator das physische Layout der angeschlossenen Geräte sehen kann. Das Vorhandensein der Karte der Netzwerktopologie ist sehr hilfreich, um zu verstehen, wie Geräte miteinander verbunden sind, und um die besten Techniken zur Fehlerbehebung zu finden.

Es gibt viele verschiedene Arten von Topologien, auf denen Unternehmensnetzwerke heute und in der Vergangenheit aufgebaut sind. Einige der Netzwerktopologien, die wir betrachten werden, umfassen: Bus-Topologie, Ringtopologie, Sterntopologie, Mesh-Topologie, und hybride Topologie.

Bus-Topologie

Die Bustopologie ist eine Art Netzwerk, in dem jedes Gerät an ein einzelnes Kabel angeschlossen ist, das von einem Ende des Netzwerks zum anderen führt. Diese Art von Topologie wird häufig als bezeichnet Linientopologie. In einer Bustopologie werden Daten nur in eine Richtung übertragen. Wenn die Bustopologie zwei Endpunkte hat, wird sie als a bezeichnet lineare Bustopologie.

Kleinere Netzwerke mit dieser Art von Topologie verwenden ein Koaxial- oder RJ45-Kabel, um Geräte miteinander zu verbinden. Das Bustopologie-Layout ist jedoch veraltet und es ist unwahrscheinlich, dass Sie heute auf ein Unternehmen stoßen, das eine Bustopologie verwendet.

Vorteile

Bustopologien wurden häufig in kleineren Netzwerken verwendet. Einer der Hauptgründe ist, dass sie halte das Layout einfach. Alle Geräte sind an ein einziges Kabel angeschlossen, sodass Sie keine komplexe topologische Konfiguration vornehmen müssen.

Das Layout trug auch dazu bei, Bustopologien kostengünstig zu machen, da sie Kann mit einem einzigen Kabel betrieben werden. Für den Fall, dass weitere Geräte hinzugefügt werden müssen, können Sie Ihr Kabel einfach an ein anderes Kabel anschließen.

Nachteile

Sich auf ein Kabel zu verlassen bedeutet jedoch, dass Bustopologien haben einen einzigen Fehlerpunkt. Wenn das Kabel ausfällt, fällt das gesamte Netzwerk aus. Ein Kabelausfall würde Organisationen viel Zeit kosten, während sie versuchen, den Dienst wieder aufzunehmen. Mehr dazu, Hoher Netzwerkverkehr würde die Netzwerkleistung beeinträchtigen weil alle Daten über ein Kabel übertragen werden.

Diese Einschränkung macht Bustopologien nur für kleinere Netzwerke geeignet. Der Hauptgrund ist, dass je mehr Knoten Sie haben, desto langsamer werden Ihre Übertragungsgeschwindigkeiten sein. Es ist auch erwähnenswert, dass Bustopologien in dem Sinne begrenzt sind, wie sie sind Halbduplex, Dies bedeutet, dass Daten nicht gleichzeitig in zwei entgegengesetzte Richtungen übertragen werden können.

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Ringtopologie

In Netzwerken mit Ringtopologie sind Computer zirkulär miteinander verbunden. Jedes Gerät im Netzwerk hat zwei Nachbarn und nicht mehr oder nicht weniger. Ringtopologien wurden in der Vergangenheit häufig verwendet, aber es wäre schwierig, ein Unternehmen zu finden, das sie noch heute verwendet.

Der erste Knoten ist mit dem letzten Knoten verbunden, um die Schleife miteinander zu verbinden. Infolge der Anordnung in diesem Format müssen Pakete auf dem Weg zu ihrem Ziel alle Knoten durchlaufen.

Innerhalb dieser Topologie wird ein Knoten ausgewählt, um das Netzwerk zu konfigurieren und andere Geräte zu überwachen. Ringtopologien sind Halbduplex, kann aber auch als Vollduplex ausgeführt werden. Um Ringtopologien vollduplex zu machen, müssten zwei Verbindungen zwischen Netzwerkknoten bestehen, um eine zu bilden Doppelring-Topologie.

Doppelring-Topologie

Wie oben erwähnt, werden Ringtopologien, die bidirektional konfiguriert sind, als Zweiringtopologien bezeichnet. Doppelring-Topologien versorgen jeden Knoten mit zwei Verbindungen, eine in jede Richtung. Somit können Daten in a fließen im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn Richtung.

Vorteile

In Ringtopologien wird die Das Risiko von Paketkollisionen ist sehr gering Aufgrund der Verwendung von tokenbasierten Protokollen, die es nur einer Station ermöglichen, Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt zu übertragen. Hinzu kommt, dass Daten können sich mit hoher Geschwindigkeit durch Knoten bewegen Diese Option kann erweitert werden, wenn weitere Knoten hinzugefügt werden.

Topologien mit zwei Ringen eine zusätzliche Schutzschicht zur Verfügung gestellt, weil sie waren widerstandsfähiger gegen Ausfälle. Wenn zum Beispiel ein Ring innerhalb eines Knotens ausfällt, kann der andere Ring ihn erhöhen und sichern. Ringtopologien waren auch Niedrige Installationskosten.

Nachteile

Einer der Gründe, warum Ringtopologien ersetzt wurden, ist, dass sie sehr anfällig für Ausfälle sind. Das fEin Ausfall eines Knotens kann das gesamte Netzwerk außer Betrieb setzen. Dies bedeutet, dass Ringtopologienetzwerke ständig verwaltet werden müssen, um sicherzustellen, dass alle Knoten in gutem Zustand sind. Selbst wenn die Knoten in einem guten Zustand sind, ist Ihr Netzwerk jedoch fehlerfrei könnte immer noch durch einen Übertragungsleitungsfehler offline geklopft werden!

Auch Ringtopologien Bedenken hinsichtlich der Skalierbarkeit. Beispielsweise wird die Bandbreite von allen Geräten im Netzwerk gemeinsam genutzt. Zusätzlich, Je mehr Geräte hinzugefügt werden zu einem Netzwerk desto mehr Kommunikationsverzögerung das Netzwerk erlebt. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Geräte, die zu einer Netzwerktopologie hinzugefügt wurden, sorgfältig überwacht werden muss, um sicherzustellen, dass die Netzwerkressourcen nicht über ihre Grenzen hinausgehen.

Das Vornehmen von Änderungen an einer Ringtopologie war auch wegen Ihnen kompliziert Das Netzwerk muss heruntergefahren werden, um Änderungen vorzunehmen zu bestehenden Knoten oder neue Knoten hinzufügen. Dies ist alles andere als ideal, da Sie Ausfallzeiten jedes Mal berücksichtigen müssen, wenn Sie eine Änderung an der topologischen Struktur vornehmen möchten!

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Sterntopologie

Eine Sterntopologie ist eine Topologie, bei der jeder Knoten im Netzwerk mit einem zentralen Switch verbunden ist. Jedes Gerät im Netzwerk ist direkt mit dem Switch verbunden und indirekt mit jedem anderen Knoten. Die Beziehung zwischen diesen Elementen besteht darin, dass das zentrale Netzwerkgerät ein Server ist und andere Geräte als Clients behandelt werden. Der zentrale Knoten ist für die Verwaltung der Datenübertragung über das Netzwerk verantwortlich und fungiert als Repeater. In Sterntopologien werden Computer mit einem Koaxialkabel, Twisted Pair oder Glasfaserkabel verbunden.

Vorteile

Sterntopologien werden am häufigsten verwendet, weil Sie kann das gesamte Netzwerk von einem Standort aus verwalten: der zentrale Schalter. Wenn ein Knoten, der nicht der zentrale Knoten ist, ausfällt, bleibt das Netzwerk infolgedessen aktiv. Dies bietet Sterntopologien eine Schutzschicht gegen Ausfälle, die bei anderen Topologie-Setups nicht immer vorhanden sind. Ebenso du kann neue Computer hinzufügen, ohne das Netzwerk offline schalten zu müssen wie Sie mit einer Ringtopologie zu tun haben würde.

In Bezug auf die physikalische Struktur erfordern Sterntopologien weniger Kabel als andere Topologietypen. Das macht sie einfach einzurichten und zu verwalten auf lange Sicht. Die Einfachheit des Gesamtdesigns erleichtert Administratoren die Fehlerbehebung bei Leistungsstörungen erheblich.

Nachteile

Sterntopologien können jedoch relativ störungssicher sein, Wenn der zentrale Switch ausfällt, fällt das gesamte Netzwerk aus. Daher muss der Administrator den Zustand des zentralen Knotens genau verwalten, um sicherzustellen, dass er nicht ausfällt. Die Leistung des Netzwerks ist auch an die Konfiguration und Leistung des zentralen Knotens gebunden. Sterntopologien lassen sich auf die meisten Arten leicht verwalten, sind jedoch bei der Einrichtung und Verwendung alles andere als billig.

Baumstruktur

Wie der Name schon sagt, ist eine Baumtopologie eine Netzwerkstruktur, die wie ein Baum mit vielen Zweigen geformt ist. Baumtopologien habe einen Wurzelknoten die mit anderen Knotenhierarchie verbunden ist. Das Hierarchie ist Eltern-Kind Wobei nur eine gegenseitige Verbindung zwischen zwei verbundenen Knoten besteht. In der Regel muss eine Baumtopologie drei Hierarchieebenen aufweisen, um auf diese Weise klassifiziert zu werden. Diese Form der Topologie ist wird in Wide Area Networks verwendet viele ausgebreitete Geräte aufrechtzuerhalten.

Vorteile

Der Hauptgrund, warum Baumtopologien sind wird verwendet, um Bus- und Sterntopologien zu erweitern. In diesem hierarchischen Format können dem Netzwerk problemlos weitere Knoten hinzugefügt werden, wenn die Größe Ihres Unternehmens zunimmt. Dieses Format auch eignet sich gut zum Auffinden von Fehlern und zur Fehlerbehebung weil Sie im gesamten Baum systematisch nach Leistungsproblemen suchen können.

Nachteile

Die bedeutendste Schwäche der Baumstruktur ist der Wurzelknoten. Wenn der Stammknoten ausfällt, werden alle seine Unterbäume partitioniert. Im Netzwerk besteht weiterhin eine teilweise Konnektivität zwischen anderen Geräten, z. B. dem übergeordneten Knoten des ausgefallenen Knotens.

Die Wartung des Netzwerks ist auch deshalb nicht einfach Je mehr Knoten Sie hinzufügen, desto schwieriger wird die Verwaltung das Netzwerk. Ein weiterer Nachteil einer Baumtopologie ist die Anzahl der benötigten Kabel. Kabel sind erforderlich, um jedes Gerät in der gesamten Hierarchie zu verbinden, was das Layout im Vergleich zu einer einfacheren Topologie komplexer macht.

Mesh-Topologie

Eine Maschentopologie ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, bei der Knoten miteinander verbunden sind. In dieser Form der Topologie, Daten werden auf zwei Arten übertragen: routing und Überschwemmung. Beim Routing ermitteln Knoten mithilfe der Routing-Logik die kürzeste Entfernung zum Ziel des Pakets. Im Gegensatz dazu werden beim Fluten Daten an alle Knoten im Netzwerk gesendet. Für das Fluten ist keine Routing-Logik erforderlich.

Es gibt zwei Formen der Maschentopologie: partielle Maschentopologie und fvollständige Maschentopologie. Bei der partiellen Netztopologie sind die meisten Knoten miteinander verbunden, aber es gibt einige, die nur mit zwei oder drei anderen Knoten verbunden sind. In einer Vollmaschentopologie ist jeder Knoten miteinander verbunden.

Vorteile

Mesh-Topologien werden in erster Linie verwendet, weil sie zuverlässig sind. Das Durch die Interkonnektivität der Knoten sind sie extrem ausfallsicher. Es gibt keinen einzelnen Maschinenfehler, der das gesamte Netzwerk zum Erliegen bringen könnte. Das Fehlen eines einzelnen Fehlerpunkts ist einer der Gründe, warum dies eine beliebte Topologiewahl ist. Dieses Setup ist außerdem vor einer Gefährdung geschützt.

Nachteile

Maschentopologien sind jedoch alles andere als perfekt. Sie erfordern einen immensen Konfigurationsaufwand sobald sie bereitgestellt sind. Das topologische Layout ist komplexer als viele andere Topologien. Dies zeigt, wie lange die Einrichtung dauert. Sie müssen eine ganze Reihe neuer Verkabelungen unterbringen, was sehr teuer werden kann.

Hybride Topologie

Wenn eine Topologie aus zwei oder mehr verschiedenen Topologien besteht, wird sie als Hybridtopologie bezeichnet. Hybridtopologien sind am häufigsten in größeren Unternehmen angetroffen wo einzelne Abteilungen Netzwerktopologien haben, die sich von einer anderen Topologie in der Organisation unterscheiden. Das Verbinden dieser Topologien führt zu einer Hybridtopologie. Infolgedessen hängen die Funktionen und Schwachstellen von den miteinander verbundenen Topologietypen ab.

Vorteile

Es gibt viele Gründe, warum Hybridtopologien verwendet werden, aber alle haben eines gemeinsam: Flexibilität. Es gibt nur wenige Einschränkungen für die Struktur, die eine Hybridtopologie nicht berücksichtigen kann, und Sie kann mehrere Topologien in ein Hybrid-Setup integrieren. Infolgedessen sind Hybridtopologien sehr skalierbar. Durch die Skalierbarkeit von Hybrid-Setups eignen sie sich gut für größere Netzwerke.

Nachteile

Leider hybride Topologien kann sehr komplex sein, Dies hängt von den Topologien ab, die Sie verwenden möchten. Jede Topologie, die Teil Ihrer Hybridtopologie ist, muss entsprechend ihren spezifischen Anforderungen verwaltet werden. Dies erschwert Administratoren die Arbeit, da sie versuchen müssen, mehrere Topologien und nicht nur eine zu verwalten. Darüber hinaus wird eine hybride Topologie eingerichtet kann am Ende ziemlich teuer sein.

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Welche Topologie soll ich wählen??

Bei der Auswahl der zu verwendenden Topologie müssen Sie eine Reihe von Faktoren berücksichtigen. Bevor Sie eine Topologie auswählen, sollten Sie Folgendes genau berücksichtigen:

• Kabellänge erforderlich
• Kabelart
• Kosten
• Skalierbarkeit

Zuerst musst du Berücksichtigen Sie die benötigte Kabellänge um alle Ihre Netzwerkgeräte zu warten. Eine Bustopologie ist hinsichtlich der Kabelanforderungen am leichtesten. In diesem Sinne wäre dies die einfachste Topologie, für die Kabel installiert und gekauft werden könnten. Dies hängt mit dem zweiten Faktor zusammen, den Sie benötigen Überlegen Sie, welchen Kabeltyp Sie verwenden möchten. Die Kabeltypen reichen von Twister-Paaren über Koaxialkabel bis hin zu Glasfaserkabeln.

Die Kosten für die Installation der Topologie sind ebenfalls sehr wichtig. Je komplexer die von Ihnen gewählte Topologie ist, desto mehr Ressourcen und Zeit müssen Sie für die Erstellung dieses Setups aufwenden.

Der letzte Faktor, den Sie berücksichtigen möchten, ist die Skalierbarkeit. Wenn Sie eine höhere Skalierung planen Ihre Netzwerkinfrastruktur wollen Sie in Zukunft dafür sorgen, dass Sie Verwenden Sie ein Netzwerk, zu dem Sie problemlos Geräte hinzufügen können. Ein Sterntopologie-Netzwerk ist hierfür ideal, da Sie Knoten mit minimaler Unterbrechung hinzufügen können. Dies ist in einem Ringnetzwerk nicht so einfach, da Sie Ausfallzeiten haben, wenn Sie Knoten hinzufügen.

Software zur Netzwerktopologie-Zuordnung

Nachdem wir nun die verschiedenen Topologietypen kennen, ist es an der Zeit zu überlegen, wie Sie Ihr Netzwerk von Grund auf neu gestalten können. Es gibt eine Reihe von Softwareprodukten, mit denen Sie Ihre eigenen Netzwerktopologiediagramme erstellen können. Diagramme zur Netzwerktopologie zeigen Ihnen ein Diagramm, wie Ihr Netzwerk miteinander verbunden ist, und unterstützen Sie bei der Erstellung eines effizienten Netzwerkdesigns. Es bietet Ihnen auch einen Referenzpunkt, der Sie beim Ausführen der Fehlerbehebung zur Fehlerbehebung unterstützt.

Es gibt viele verschiedene Netzwerktopologie-Zuordnungsprodukte, eines der am häufigsten verwendeten ist jedoch Microsoft Visio. Mit Microsoft Visio können Sie Ihr Netzwerk erstellen, indem Sie Netzwerkelemente zu einer Zeichenfläche hinzufügen. Mit diesem Programm können Sie ein Diagramm entwerfen, in dem Ihr Netzwerk detailliert dargestellt wird. Das Erstellen eines eigenen Netzwerks ist natürlich nicht immer ideal, insbesondere wenn Sie versuchen, ein größeres Netzwerk zuzuordnen.

Infolgedessen möchten Sie möglicherweise ein anderes Tool wie das verwenden SolarWinds-Netzwerktopologie-Mapper die Geräte, die mit Ihrem Netzwerk verbunden sind, automatisch erkennen können. Die automatische Erkennung ist praktisch, da Sie Ihre Netzwerkstruktur nicht manuell erstellen müssen.

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Zusammenfassung der Netzwerktopologien

Die für Ihr Unternehmen gewählte Netzwerktopologie sollte tief in Ihren Verwendungsanforderungen verwurzelt sein. Die Anzahl der Knoten in Ihrem Netzwerk bestimmt, ob Sie es mithilfe einer Bustopologie schaffen können oder ob Sie ein komplizierteres Mesh- oder Hybrid-Setup bereitstellen müssen.

Erinnere dich daran Alle Topologien haben ihre Vor- und Nachteile abhängig von der Umgebung, in der sie angewendet werden (auch solche, die veraltet sind!). Wenn Sie sich Gedanken darüber gemacht haben, welche Topologie Sie verwenden möchten, können Sie sie bereitstellen.

Ein guter Weg, um vorauszuplanen, ist zu Verwenden Sie ein Netzwerktopologie-Zuordnungstool um das Layout zu erstellen, das Sie verwenden möchten. Mit einem Werkzeug wie SolarWinds-Netzwerktopologie-Mapper Damit können Sie Ihr Netzwerk in einem Diagramm darstellen, um Ihre topologische Struktur an einem Ort anzuzeigen.

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