In computernetwerken, topologie verwijst naar de lay-out van verbonden apparaten. Dit artikel introduceert de standaard topologieën van netwerken.
Topologie in netwerkontwerp
Denk aan een topologie als de virtuele vorm of structuur van een netwerk. Deze vorm komt niet noodzakelijk overeen met de daadwerkelijke fysieke lay-out van de apparaten op het netwerk. De computers in een thuisnetwerk kunnen bijvoorbeeld in een cirkel in een familiekamer zijn opgesteld, maar het is zeer onwaarschijnlijk dat er een ringtopologie wordt gevonden.
Netwerktopologieën zijn onderverdeeld in de volgende basistypen:
- bus
- ring
- ster
- boom
- maas
Meer complexe netwerken kunnen worden gebouwd als hybriden van twee of meer van de bovenstaande basistopologieën.
Bus-topologie
Busnetwerken (niet te verwarren met de systeembus van een computer) gebruiken een gemeenschappelijke backbone om alle apparaten met elkaar te verbinden. Een enkele kabel, de backbone fungeert als een gedeeld communicatiemedium dat apparaten verbinden of aftappen met een interfaceconnector. Een apparaat dat met een ander apparaat op het netwerk wil communiceren, verzendt een broadcastbericht naar de draad dat alle andere apparaten zien, maar alleen de bedoelde ontvanger accepteert en verwerkt het bericht.
Ethernet-bustopologieën zijn relatief eenvoudig te installeren en vereisen niet veel bekabeling in vergelijking met de alternatieven. 10Base-2 ("ThinNet") en 10Base-5 ("ThickNet") waren vele jaren geleden populaire Ethernet-bekabelingsopties voor bustopologieën. Busnetwerken werken echter het best met een beperkt aantal apparaten. Als er meer dan enkele tientallen computers aan een netwerkbus worden toegevoegd, zijn er waarschijnlijk prestatieproblemen. Als de backbone-kabel faalt, wordt het hele netwerk bovendien onbruikbaar.
Ringtopologie
In een ringnetwerk heeft elk apparaat precies twee buren voor communicatiedoeleinden. Alle berichten reizen door een ring in dezelfde richting ("met de klok mee" of "tegen de klok in"). Een storing in een kabel of apparaat breekt de lus en kan het hele netwerk uitschakelen.
Voor het implementeren van een ringnetwerk gebruikt men meestal FDDI-, SONET- of Token Ring-technologie. Ringtopologieën zijn te vinden in sommige kantoorgebouwen of op schoolcampussen.
Star-topologie
Veel thuisnetwerken gebruiken de stertopologie. Een sternetwerk heeft een centraal verbindingspunt dat een "hubknooppunt" wordt genoemd en dat een netwerkhub, switch of router kan zijn. Apparaten maken meestal verbinding met de hub met Unshielded Twisted Pair (UTP) Ethernet.
In vergelijking met de bustopologie vereist een sternetwerk over het algemeen meer kabel, maar een storing in een netwerkkabel zal de netwerktoegang van slechts één computer naar beneden halen en niet het volledige LAN. (Als de hub echter faalt, mislukt ook het hele netwerk.)
Boomtopologie
Een boomtopologie voegt zich samen met meerdere stertopologieën samen in een bus. In de eenvoudigste vorm verbinden alleen hub-apparaten rechtstreeks met de boombus, en elke hub fungeert als de wortel van een boom met apparaten. Deze bus / ster-hybride aanpak ondersteunt toekomstige uitbreiding van het netwerk veel beter dan een bus (beperkt in het aantal apparaten vanwege het uitzendverkeer dat het genereert) of een ster (beperkt door het aantal hub-verbindingspunten) alleen.
Mesh Topology
Mesh-topologie introduceert het concept van routes. In tegenstelling tot elk van de vorige topologieën, kunnen berichten die via een mesh-netwerk worden verzonden, verschillende mogelijke paden van bron naar bestemming volgen. (Bedenk dat zelfs in een ring, hoewel er twee kabelpaden zijn, berichten alleen in één richting kunnen reizen.) Sommige WAN's, met name internet, maken gebruik van meshrouting.
Een mesh-netwerk waarin elk apparaat verbinding maakt met elkaar wordt een volledig netwerk genoemd. Zoals te zien is in de onderstaande illustratie, bestaan er ook gedeeltelijke mesh-netwerken waarin sommige apparaten alleen indirect met anderen verbinden.
Samenvatting
Topologie blijft een belangrijk onderdeel van de netwerkontwerptheorie. U kunt waarschijnlijk een thuisnetwerk of een computernetwerk voor kleine bedrijven bouwen zonder het verschil te begrijpen tussen een busontwerp en een sterrenontwerp, maar als u vertrouwd raakt met de standaardtopologieën, krijgt u meer inzicht in belangrijke netwerkconcepten zoals hubs, uitzendingen en routes.
