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.
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.
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