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Topologie Bus

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Bei der Bus-Topologie werden alle am Netzwerk angeschlossenen Computer über ein einziges Kabel miteinander vernetzt. Das Netzwerkkabel wird in diesem Falle wie ein Datenbus durch jeden Rechner durchgeschleift. Daher kommt auch die Bezeichnung der "Bus"-Topologie, man kann diese Art von Topologie gut am Foto nachvollziehen.

Bustopologie

Sie ist die technisch am einfachsten zu installierende Netzwerkform oder Topologie. Sie erfordert einen kleinen Verkabelungsaufwand durch das eine nötige Kabel, was sich natürlich positiv bei aufzuwendenden Kosten niederschlägt. Ein weiterer Vorteil ist die leichte Erweiterbarkeit. Es können ohne jegliche Unterbrechung des Netzes Rechner zusätzlich angeschlossen oder auch welche entfernt werden.

Im Gegensatz zu den anderen Topologien besitzt die Bus-Topologie die größte Störungsanfälligkeit. Ein einfacher Kabeldefekt- bzw.BNC Kabel und Stecker Kabelbruch legt das gesamte Netzwerk lahm, da es nur ein Kabel gibt. Ein weiterer Nachteil ist die beschränkte Übertragungsrate, diese liegt bei 10 Mbit/s. Mehr gibt das Kabel (BNC-Kabel) nicht her, aber für normale Büroanwendungen sollte auch diese Übertragungsrate reichen.

Ein grundlegender Nachteil liegt in der Datenübertragung. Alle am Netz angeschlossen Computer können gleichzeitig Daten über das einzige Kabel senden, sie sind alle im Netz gleichberechtigt. Wie sie sich vorstellen können hat das die fatale Folge, dass Kollisionen von Datenpaketen auf der Leitung häufig passieren. Oder haben Sie es schon einmal geschafft, eine Konferenz zu führen, in der alle durch einander brabbeln? In dem Falle des Netzwerks werden die Datensendungen immer wieder wiederholt, solange nicht alles angekommen ist. Das überlastet die Leitung weiter, die Ordnung geht natürlich unter. Und je mehr PCs angeschlossen sind, desto größer werden die Probleme und desto langsamer wird das Netz. Gerade bei datenintensiven Anwendungen ist dies ein großer Nachteil.

Ethernet über Koaxialkabel:

Typ                                 RG - 58

Leitungswiderstand            50 Ohm

maximale Länge                 185 m (200) zwischen den Knotenpunkten

Anschlüsse                       BNC

Topologie                         Bus

Maximalzahl Endgeräte        30

Knotenpunkte                   5

Die Bustopologie erfordert eine durchgehende Leitung, an die die Endgeräte per Abzweigung angeschlossen werden. Technisch realisiert wird dies normalerweise durch Koaxialkabel mit BNC­ Steckern an beiden Enden, die jeweils zwei Endgeräte miteinander verbinden. Dort befindet sich je ein T­-Stück, das die Abzweigung zur Netzwerkkarte des Endgeräts vornimmt. Das T‑Stück hat dann noch ein offenes "Ärmchen", an dem ein Kabel zum nächsten Endgerät angeschlossen werden kann.

Der Leitungswiderstand ist der Ersatzwiderstand einer Leitung bei Impulsübertragung. Er ist unabhängig von der Leitungslänge. Allerdings reflektiert das offene oder kurzgeschlossene Ende einer Leitung einen ankommenden Impuls ‑ bei offener Leitung mit gleicher Amplitude und gleichem Vorzeichen, bei kurzgeschlossener Leitung mit umgekehrtem Vorzeichen. Dies kann man verhindern, indem man die beiden Pole der Leitung am Ende mit einem normalen Widerstand in Höhe des Leitungswiderstandes verbindet. In der Computertechnik wird so ein Widerstand als "Terminator" bezeichnet. Terminatoren gibt es nicht nur in der Netzwerktechnik, sondern auch bei anderen Bussystemen, z.B. bei SCSI. Bei der Koaxialvernetzung im Ethernet sind die Terminatoren als BNC – Stecker relisiert, die direkt auf ein Armchen eines T – Stücks aufgesteckt werden können.

Für eine Verlegung in der Wand sind die Koaxkabel nicht gut geeignet, weil an jedem Endgerät zwei Kabel aus der Wand kommen und zum T‑Stück geführt werden müssen. Abhilfe dafür schafft ein System, das "EAD" genannt wird. Die Koaxialkabel verbleiben dabei mitsamt T‑Stück in der Wand. Dort sitzt eine Buchse, die einer TAE‑Dose zum Telefonanschluss stark ähnelt. Daran angeschlossen wird ein Stichkabel, an dessen anderem Ende ein BNC‑Stecker sitzt, der dann direkt am Endgerät (d.h. ohne T­Stück und Terminator) angeschlossen wird. Leider sind EAD‑Verkabelungen sehr störanfällig.

Ohne Leitungsanpassung darf an einem Bus keine Abzweigung gemacht werden, auch wenn die T­Stücke so etwas mechanisch zulassen. Da ein einfaches Koaxialnetz mit 185 in und 30 Endgeräten für viele Anwendungen nicht ausreicht, können mehrere solcher Netze, Segmente genannt, über Repeater zusammengeschaltet werden. Ein Repeater ist ein Zwischenverstärker, der im einfachsten Fall aus einem Stromanschluss und zwei BNC ‑ Buchsen besteht. Repeater mit mehreren Anschlüssen (Multiport­Repeater) ermöglichen eine sternförmige Anordnung mehrerer Segmente.

Die maximale Netzausdehnung beträgt 925 in, das entspricht der Gesamtlänge von 5 über Repeater hintereinandergehängten Segmenten maximaler Länge. Dies findet sich auch in einer Faustregel zum Design von Koaxnetzen wieder, der 5‑4‑3‑Regel: Es sind maximal 5 Segmente erlaubt, die über 4 Repeater verbunden sind. Davon dürfen nur drei Segmente Endgeräte enthalten, die beiden übrigen dürfen nur der Verlängerung des Busses dienen.

Durch den zusammenhängenden Bus und die Notwendigkeit der Terminierung ist die Koaxialverkabelung sehr störanfällig. Eine Trennung an einer Stelle, ein Kabelbruch oder Kurzschluss oder sogar eine defekte Netzwerkkarte führen zum Ausfall des gesamten Netzes. Das gilt auch für andere Segmente, die über Repeater angeschlossen sind. Repeater geben über Kollisionslampen zumindest Aufschluss darüber, in welchem Segment der Fehler zu suchen ist.

Zusammenfassung Bus - Topologie:

Eigenschaften:

  • passive Leitung
  • es werden keine Schaltzentralen zur Kontrolle des Datenflusses bzw. zur Steuerung des Zugriffes benötigt
  • gemeinsamer Zugriff auf das Übertragungsmedium, wobei Zugriffssteuerung entweder zentral durch busmaster oder verteilt durch Zugriffsprotokoll erfolgen kann
Vorteile: Nachteile:
  • keine Störung des Netzwerks bei Ausfall eines beteiligten Rechners
  • geringe Verkabelungskosten und i.d.R. kein Hub nötig
  • leicht erweiterbar
  • Kabelbruch bedeutet den Ausfall des gesamten Netzwerks
  • Kabelfehler sind schwer zu orten
  • Netzwerkknoten teilen Bandbreite des Übertragungsmediums Engpass
  • nicht "abhörsicher"

Anwendungsgebiet:

  • Netzwerke, die weniger intensiven Datenaustausch zwischen zwei Stationen erfordern

Beispiel:

  • Ethernet
  • IEEE 802.3
  • Token Bus


 

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