Computernetzwerke

Titel: Computernetzwerke
Autoren: Klaus Dembrowski

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es beispielsweise bei Feldbussystemen (Interbus, PROFIBUS) der Fall ist. Wie es bei TCP/IP noch erläutert wird, sind auch hierfür einzelne Schichten mit bestimmten Funktionen definiert, die jedoch nicht genau mit dem OSI-Modell harmonieren, weil TCP/ IP eher als das OSI-Modell definiert wurde.
    Abweichungen vom OSI-Modell gibt es nicht nur aus traditionellen Gründen, sondern sie werden von verschiedenen Herstellern auch ganz bewusst beschritten, weil die jeweiligen Realisierungen eben herstellerspezifisch sind und man gewissermaßen einen eigenen Standard durchsetzen will, an dem sich andere Hersteller dann zu orientieren haben. Gleichwohl werden die OSI-Begriffe dabei oftmals zitiert, auch wenn die Einheiten nicht OSI-konform funktionieren. Schon daher ist es gut zu wissen, was das OSI-Modell eigentlich besagt, und es bietet auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik nach wie vor eine gute Orientierungshilfe. Im Laufe des Buches wird des Öfteren hierauf zurückgegriffen.

    Abbildung 1.4: Die Schichten werden während eines Kommunikationsvorgangs der Reihe nach von unten nach oben (Empfänger) bzw. umgekehrt von oben nach unten (Sender) durchlaufen.
    1.4 Klassische Netzwerktopologien
    Ein lokales Netzwerk ( Local Area Network, LAN) kann prinzipiell in drei unterschiedlichen Grundanordnungen aufgebaut, d. h. letztendlich verkabelt sein: In der Bus-, Stern- und in der Ringtopologie, wobei auch Mischformen dieser Anordnungen wie etwa die Baum-

    topologie möglich und üblich sind, was sich fast zwangsläufig dadurch ergibt, dass ein LAN im Laufe der Zeit »wächst«. Es kommen neue Geräte und Mitarbeiter hinzu, die einen PC mit Netzwerkzugang benötigen, und dies bedeutet dann einen Ausbau des LANs mithilfe entsprechender LAN-Einheiten - auch als Internetworking-Elemente bezeichnet -, sodass sich dadurch gewachsene Strukturen ergeben, die ihren prinzipiellen Ursprung in ganz unterschiedlichen Netzwerkimplementierungen haben, auf die im Folgenden eingegangen wird.

    Abbildung 1.5: Die grundsätzlichen Realisierungsmöglichkeiten von Netzwerken
    1.4.1 Sterntopologie
    Die klassische und älteste Netzwerkstruktur ist der Stern. Das Zentrum des Sterns bildet hier der Server oder ein zentraler Großrechner. Jede Station, die in früheren Zeiten lediglich aus einem Terminal ohne Eigenintelligenz bestand, wird über ein eigenes Kabel an den Zentralrechner angeschlossen. Der Verkabelungsaufwand kann demnach ganz beachtlich ausfallen, und da jegliche Kommunikation - auch von Station zu Station -stets über den Server führt, ist seine Auslastung damit recht hoch.
    Heutzutage wird eine Verkabelung nach der Sterntopologie für Punkt-zu-Punkt-Verbin-dungen zwischen Netzwerkknoten eingesetzt, wie beispielsweise zwischen einem Switch (Sternverteiler) und den einzelnen PCs, wobei als Übertragungsmedien Twisted-Pair-Kabel oder auch Lichtwellenleiter (LWL) zur Anwendung kommen.

    1.4.2 Ringtopologie und FDDI
    Die einzelnen Stationen werden zu einem Ring angeordnet, und die Nachricht wird im Netzwerk von einer Station zur nächsten weitergegeben, bis der adressierte Empfänger die für ihn bestimmte Nachricht empfangen hat.
    Wird der geschlossene Ring durch den Ausfall einer Station unterbrochen, fällt das gesamte Netzwerk aus. Um diesem Problem zu begegnen, wird die Verkabelung redundant ausgeführt (aktiver Ring plus Stand-by-Ring), oder es werden ausgefallene Stationen mit einem By-Pass-Relais umgangen, was in beiden Fällen zu höheren Installationskosten führt.

    Abbildung 1.6: Der Aufbau eines FDDI-Ringes. Durch die Ringumschaltung und den Kabelkonzentrator führen Leitungsunterbrechungen nicht zur Stilllegung des gesamten Netzes.
    1.4.3 Die Bustopologie
    Die Bustopologie war lange Zeit die am häufigsten verwendete Struktur bei kleinen Netzwerken und wird beispielsweise von Ethernet realisiert. Alle Stationen inklusive eines möglichen Servers werden bei der Verwendung des traditionellen dicken Koaxialkabels
    (Thick Ethernet), das auch als Yellow Cable bezeichnet wird, über ein eigenes Kabel (AUI) an ein Segment - den Bus - angeschlossen, der an seinen beiden Enden mit Abschlusswiderständen versehen sein muss.

    Abbildung 1.7: Die klassische Ethernet-Struktur entspricht einem Bus, und es werden externe Transceiver mit Yellow Cable verwendet.

    Die Stationen können über Transceiver an den Bus gekoppelt und daher während des Netzwerkbetriebs vom Netzwerk entfernt werden, ohne dass dies einen Zusammenbruch des gesamten

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