Netwerktopologieën

Zoals je je wellicht nog herinnert uit het eerste deel is een netwerktopologie de weergave van alle fysieke verbindingen waarmee het netwerk gevormd wordt. De specifieke apparaten en alle verbindingen daartussen vormen de netwerkinfrastructuur. Er is dus een duidelijk verband tussen de topologie en de infrastructuur van een netwerk. De onderdelen van de infrastructuur komen later uitgebreider aan bod. Deze keer hebben we het uitsluitend over de precieze weergave van de netwerkverbindingen en we spreken van een topologie omdat dat heel sterk doet denken aan een kaart van een landschap en de wegen en waterlopen daarin.

De fysieke verbindingen waarmee het netwerk gevormd wordt verbinden netwerkpunten met elkaar. De meest elementaire topologie is dus deze waarbij je twee punten met elkaar verbindt: punt naar punt of point-to-point (kortweg PtP). In feite wordt een PtP-verbinding voor zowat alles gebruikt in onze pc’s: de verbinding van onze pc met een modem via een seriële kabel of met een printer via een parallelle kabel zijn eigenlijk ook PtP-verbindingen, al beperken we ons hier tot netwerkspecifieke verbindingen. Een uitbreiding op het principe van de punt-naar-puntverbinding is punt-naar-multipunt (point-to-multipoint of korweg PtMP). Deze topologie laat je meerdere netwerkpunten op één centraal punt aansluiten via één gezamenlijke verbinding. Omdat deze topologie erg lijkt op de bustopologie, wordt ze echter zelden toegepast.

Sterren, ringen, bomen en bussen
Er zijn meerdere manieren om meer dan twee punten met elkaar te verbinden als je dat via een PtP-verbinding doet. Als je er een tekening van maakt, zie je een bepaalde vorm tevoorschijn komen en de topologie krijgt dan ook de naam van die vorm. Een van de meestgebruikte vormen bij bijvoorbeeld Fast Ethernet is de stertopologie. Bij een ster is er één centrale eenheid (vaak noemt men dit een hub) waar alle andere punten via een PtP-verbinding op aangesloten zijn. Het totaal aantal verbindingen in een stertopologie is dus P-1 als P staat voor het aantal netwerkpunten in de ster (de één die we eraf trekken is de centrale eenheid waar alle andere op aangesloten zijn). Het stersysteem heeft het grootste aantal PtP-verbindingen en dat betekent de omvangrijkste bekabeling. Nochtans heeft dit wel een voordeel: omdat de netwerktransmissies over veel meer verbindingen lopen, vermindert dat de belasting op elke PtP-verbinding en het veroorzaakt ook veel minder problemen als er al eens een verbinding uitvalt.

Boomtopologie
Een variant op de stertopologie is de boomtopologie, omdat je een soort van boomstructuur krijgt als je de hubs van sterren op elkaar gaat aansluiten. Zo’n boomstructuur heeft de grootste hubs (met de grootste hoeveelheid data te versassen) in zijn stam zitten en naarmate je de kruin nadert moet er steeds minder data getransfereerd worden. Daarmee heb je dus een hiërarchie en het zal je dan ook wel niet verwonderen dat men een boomtopologie ook wel eens een hiërarchische topologie noemt.

Ringtopologie
De ringtopologie gebruikt het tweede minste aantal PtP-verbindingen: zoals de naam al aangeeft, zijn alle netwerkpunten aan weerszijden op een ander punt aangesloten zodat een gesloten lus of ring gevormd wordt. Als een punt in de ring een signaal naar buiten stuurt, zal dat door elk volgend punt in de ring overgenomen en doorgestuurd worden tot het uiteindelijk weer bij de zender terechtkomt, die daarmee weet dat elk punt in de ring het ontvangen heeft.

Token Ring
Ringnetwerken gebruiken vaak een mechanisme waarmee tekens of tokens uitgewisseld worden waarmee de punten onderling afspreken wie mag zenden. Het Token Ring netwerk van IBM (en ooit de grote concurrent van Ethernet) is het voorbeeld bij uitstek hiervan. Zo’n ringnetwerk heeft als grote voordeel dat de transmissies erg snel kunnen gebeuren en dat het erg makkelijk is om collisies en datacorruptie op te sporen en te vermijden.

Bustopologie
Een bustopologie lijkt erg op een ring, behalve dat de er geen gesloten lus is maar dat er twee eindsystemen zijn. Meestal wordt hier een soort van centrale backbone gebruikt die voor zowat alle communicaties zorgt. Je kunt dan knooppunten of nodes toevoegen aan die backbone of bus en die zullen luisteren naar alle transmissies om te bepalen wat voor hun bestemd is en wat niet. Ethernet is een voorbeeld van een netwerksysteem met bustopologie (al kan het ook gebruik maken van een stertopologie, maar dat is dan eigenlijk heel verkwistend inzake benodigde netwerktransmissies omdat elk netwerkpakket immers standaard naar alle netwerkstations gestuurd moet worden). Later zullen we in meer detail praten over de werking van Token Ring en Ethernet, Fast Ethernet en Giga Ethernet.

Tussenvormen
Overigens bestaat er ook een boomtopologie die een variant is op de bustopologie, doordat er aftakkingen op de centrale bus komen waar telkens een eigen bus van afgeleid wordt. Dit is trouwens ook weer een vorm van hiërarchie. Zoals je merkt kunnen sommige van deze topologieën in elkaar overvloeien, afhankelijk van de fysieke netwerkverbindingen die je legt.