Fachkonzept - Topologie

Verbinden von Rechnern zu einem lokalen Netzwerk

Ein Rechnernetz wie das unseres kleinen Unternehmens INF-DESIGNS oder ein Schulnetz bezeichnet man auch als lokales Netzwerk (englisch: Local Area Network, kurz LAN). Ziel der Vernetzung von Rechnern ist hier neben dem Austausch von Daten untereinander auch die gemeinsame Nutzung von Ressourcen wie Netzwerkdruckern, Servern, Datenbanken und Mediendateien.

Die Topologie eines lokalen Netzwerks

Bei der Konstruktion eines lokalen Netzwerks stellt sich zu Beginn die Frage nach dessen Struktur: Mit wieviel Kabeln und in welcher Anordnung soll man die Rechner miteinander verbinden?

In der folgenden Abbildung sind verschiedene Topologien skizziert. Ein grüner Punkt kann darin z.B. einen Rechner, einen Drucker oder auch einen Knotenpunkt, der mehrere Kabel miteinander verbindet, darstellen.

Die Topologie eines lokalen Netzwerkes ist entscheidend für seine Ausfallsicherheit: Beim Ausfall einzelner Verbindungen bleibt nur dann die Funktionsfähigkeit erhalten, wenn alternative Wege zwischen den Rechnern existieren. Umgekehrt steigen mit der Anzahl der Verbindungen die benötigten Kabel und Schnittstellen und damit die Kosten für ein lokales Netzwerk.

Der Begriff der Topologie kann auch weiter gefasst werden als in unserer Definition. So kann man ihn auf (sehr große) Rechnernetze, auf den Zusammenschluss mehrerer Rechnernetze oder sogar auf das gesamte Internet anwenden. Mehr dazu lernst du in den nächsten Abschnitten.

Eine Schnittstelle pro Rechner - Verwendung von Switches

In Wirklichkeit besitzen die meisten Rechner eines lokalen Netzwerks - wie auch alle "Notebook"-Rechner in Filius - nur eine geeignete Schnittstelle, über die sie mit anderen Rechnern verbunden werden können. Aus diesem Grund werden Topologien, wie Ring, Linie, Vermascht oder Vollvermascht in lokalen Netzwerken kaum eingesetzt. Für den Aufbau einer Baum- oder Sterntopologie reichen dagegen neben Rechnern, die nur eine Schnittstelle haben, wenige Knotenpunkte zum Zusammenführen mehrerer Netzwerkkabel aus.

An diesen Knotenpunkten stehen von Rechnern unabhängige Verteiler - sogenannte Switches:

Neben der Aufgabe, mehrere Rechner miteinander zu verbinden, übernimmt ein Switch in lokalen Netzwerken auch die Rolle eines Wegweisers für Datenpakete:

Ankommende Datenpakete leitet das Switch nur in die Richtung weiter, in der sich der Rechner mit der im Datenpaket eingetragenen Zieladresse befindet. Erreicht ein Switch ein Datenpaket mit einer ihm noch unbekannten Zieladresse, so wird es in alle Richtungen weitergeleitet. Grundsätzlich "lernt" ein Switch in einem lokalen Netzwerk alle Adressen der in den verschiedenen Richtungen angeschlossenen Rechner schrittweise während des Datenaustauschs.