Grundlæggende om stjerne- og bustopologi

En topologi er den form eller det mønster, som enhederne i et netværk er forbundet efter. Den beskriver, hvordan kablerne løber, og hvordan data bevæger sig mellem maskinerne. Valget af topologi påvirker tre vigtige ting: omkostninger, hastighed og pålidelighed. I denne lektion sammenligner du de to ældste og mest grundlæggende opbygninger: stjernen og bussen. Når du forstår dem, har du et grundlag for de mere avancerede ring- og mesh-opbygninger, som du møder senere.

I en stjernetopologi opretter hver enhed forbindelse til ét centralt punkt, normalt en switch (en enhed, der videresender data på et LAN, altså et Local Area Network). Ingen enheder kommunikerer direkte med hinanden; al trafik går gennem midten. Det er den opbygning, du ser i næsten alle moderne hjemme- og kontornetværk. Hvert kabel går fra én enhed til den centrale switch, så det danner en stjerne, når netværket tegnes.

Stjernetopologien er populær, fordi den er nem at administrere og fejlfinde. Hvis ét kabel svigter, mister kun den pågældende enhed forbindelsen; alle andre kan fortsætte med at arbejde. Det er enkelt at tilføje en ny enhed: Træk ét kabel til en ledig port på switchen.

• Pålidelig — ét defekt kabel får ikke netværket til at gå ned.
• Skalerbar — tilføj enheder ved at slutte dem til ledige porte.
• Nem at fejlisolere — problemerne kan spores til ét link.

Stjernen har én tydelig svaghed: Den centrale enhed er et enkelt fejlpunkt. Hvis switchen mister strømmen eller går i stykker, går alle enheder, der er forbundet til den, offline på én gang. Stjernen kræver også mere kabling end ældre opbygninger, fordi hver enhed har sin egen dedikerede kabelforbindelse tilbage til midten. På trods af disse omkostninger gør pålideligheden og enkelheden stjernen til standardvalget i dag.

I en bustopologi deler alle enheder ét langt kabel, der kaldes backbone. Hver enhed kobler sig på denne ene linje. Når en enhed sender data, bevæger signalet sig langs hele kablet, og alle enheder ser det, men kun den tilsigtede modtager beholder det. Bussen var almindelig i tidlige netværk, fordi den brugte meget lidt kabling og var billig at bygge.

En bus skal have en terminator (en lille modstand) i hver ende af kablet. Uden terminatorer kastes signalerne tilbage langs linjen og skaber interferens, der ødelægger data. Bussen var også afhængig af CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), så enhederne kunne dele den samme ledning uden hele tiden at sende samtidig.

Bustopologien har alvorlige ulemper, som sendte den i historien. Fordi alle enheder deler ét kabel, kan kun én sende ad gangen, så ydeevnen falder, når du tilføjer flere enheder. Endnu værre er det, at ét brud eller et løst stik et hvilket som helst sted på backbone-kablet kan få hele netværket til at gå ned. Fejlfinding betyder, at du må lede langs hele kablet for at finde fejlen.

En sammenligning af de to gør det tydeligt, hvorfor stjernen erstattede bussen:

• Kabling — bussen bruger én delt linje; stjernen bruger én kabelforbindelse pr. enhed.
• Fejltolerance — bussen får netværket til at svigte ved ét brud; stjernen isolerer fejl.
• Ydeevne — bussen deler båndbredden; switchene i stjernen giver hver enhed en dedikeret forbindelsesvej.
• Omkostninger — bussen er billigere med hensyn til kabel, men langt dyrere på grund af nedetid.

Den vigtigste forskel er, hvordan mediet deles. På en bus konkurrerer alle enheder om ét kabel, så kollisioner (to enheder, der sender samtidig) er almindelige og gør netværket langsommere. En moderne, switchbaseret stjerne undgår dette: Switchen giver hver port sin egen kollisionsfri forbindelsesvej. Det er en vigtig grund til, at designet med stjerne og switch blev standarden for pålidelige netværk med høj hastighed.

Stjernetopologien findes overalt: Din hjemmerouter, et kontors kabelskab og racks i datacentre bruger den alle. Den rene bus er stort set forsvundet fra moderne Ethernet, selvom idéen lever videre i nogle bussystemer som ældre kabel-tv-forbindelser og visse industrielle styrebusser. Til Network+-eksamen skal du huske stjernen som det dominerende praktiske design og bussen som den historiske forgænger, man kan lære af.

Forestil dig stjernetopologien som et cykelhjul: switchen er navet, og hver eger fører til én enhed. Forestil dig bustopologien som en enkelt gang med døre langs den, hvor én højtråbende stemme fylder hele gangen. Hjulet fungerer stadig, hvis en eger knækker; gangen bliver stille, hvis den bryder sammen et sted. Disse billeder gør det nemt at huske afvejningerne under eksamenspres.

Du sammenlignede de to mest grundlæggende netværkstopologier. Stjernetopologien forbinder alle enheder med en central switch, isolerer fejl og kan nemt udvides, men switchen er et enkelt fejlpunkt. Bustopologien deler ét backbonekabel med terminatorer i hver ende. Den er billig, men et hvilket som helst brud får hele netværket til at svigte, og hastigheden falder under belastning. Den switchede stjernetopologi er standarden i dag, mens bustopologien primært bruges som undervisningseksempel. Nu skal du udforske ring- og mesh-topologier.