|
|
Netwerktopologie betekent de beschrijving van hoe een netwerk er uit ziet, de fysische plaatsing van de computers, bekabeling en apparatuur. Het gaat dus over het ontwerp van het netwerk. Meestal kan zo een ontwerp in een diagram weergegeven worden.
Gegevens worden tussen computers onderling doorgegeven door middel van elektrische signalen op de kabel(s) die hen verbinden. Opdat een computer zou herkennen dat een signaal voor hem bestemd is moet iedere computer een adres hebben en moet het signaal het bestemmings-adres met zich meedragen. Het is zo dat niet de computer een adres heeft, maar de netwerkkaart die erin zit heeft wel een adres. Dit adres zit hardwarematig ingebakken in de kaart door de leverancier van de kaart. De leverancier van de kaart zorg ervoor dat het adres wereldwijd uniek is.
Om communicatie tussen twee computers te hebben is er dus altijd minstens een adres nodig. Samen met het adres wordt de te verzenden data omgezet in signalen op de bekabeling.
Het is de topologie die bepaald hoe die signalen hun weg vinden en hoe de computers er op reageren.
Er zijn 3 standaard topologiën.
- Bus
- Star
- Ring
Dit is de eenvoudigste en meest gebruikte topologie. Het bestaat uit een lange kabel waarin alle apparatuur is aangesloten. Vergelijk het met een straat waarin ieder huis op de waterleiding is aangesloten.
Het signaal passeert alle computers. Hierdoor ontvangt iedere computer het signaal, terwijl het slechts voor 1 bepaalde computer bestemd is. Een computer die een signaal krijgt die niet voor hem bestemd is doet hier verder niets mee. Het signaal zal zijn weg verder zetten totdat het de computer tegenkomt waarvoor het bestemd is. Daarna is het signaal niet meer aanwezig op de kabel.
Wanneer er een signaal gegeven wordt, bestemd voor een computer die niet bestaat komt het op het eind van de kabel. Hierdoor stopt het signaal met bestaan.
Op het ganse netwerk kan slechts 1 computer tegelijkertijd verzenden. De andere moeten wachten. Hoe meer computers in het netwerk, hoe trager het netwerk zal gaan. Dit is een belangrijk nadeel van de Bus topologië
Een computer die iets zendt stuurt de data, voorafgegaand door het adres, op de bus.
Het pakket komt voorbij iedere computer op het netwerk. Elke computer gaat op zijn beurt na of het pakket voor hem bestemd is. Is het niet voor hem bestemd hoeft de computer niets te doen, het pakketje zet vanzelf zijn weg verder.
Komt het pakketje aan bij de bestemmingscomputer dan zal deze het verwerken.
Is er geen enkele computer die aan het bestemmingsadres voldoet zal het pakketje geabsorbeerd worden door de terminator.
De noodzaak van een terminator
Een terminator op het eind van een kabel zorgt ervoor dat het signaal waarvan de bestemming niet bestaat van de kabel verdwijnt. De terminator absorbeert als het ware het signaal. Zonder die terminator zou het signaal blijven op het netwerk circuleren en zou het onmogelijk zijn een tweede signaal te sturen. Hierdoor ligt het ganse netwerk plat.
Door een breuk in de kabel wordt het netwerk ongewild in tweeën gesplitst. Dit heeft niet alleen als gevolg dat een computer in het ene deel geen computer in het andere deel kan bereiken, maar door de breuk ontstaan twee netwerken die elk een einde hebben die geen terminator heeft. Beide stukken zullen niet meer werken.
De bus is een passieve topologie. Dit wil zeggen de netwerk-onderdelen sturen het binnenkomende signaal, dat niet voor hen bestemd is, niet uit zichzelf verder. Het signaal zal zonder tussenkomst van de netwerkkaart zijn weg verder zetten. Dit heeft als voordeel dat wanneer een computer defect is dit geen invloed heeft op de rest van het netwerk.
Om een bestaand netwerk uit te breiden moet de kabel dus langer gemaakt worden.
Dit kan door een nieuw stuk kabel aan de bestaande te hangen door een barrel connector. Een barrel connector is dus een metalen stuk om tussen twee einden kabel te steken die het signaal verder leidt. Probleem hierbij is dat het signaal veel zwakker wordt en dit kan tot vertraging en niet werken van het netwerk leiden.
Beter is een repeater te plaatsen. Dit is een apparaat die twee stukken kabel aan elkaar verbindt en het signaal elektrisch versterkt. Zo kan het signaal veel verder reizen en toch nog correct ontvangen worden.
In de star topologie zijn de computers geconnecteerd via een centraal stuk apparatuur. Dit is de hub. Elke computer heeft een kabel die naar de hub leidt. Een hub heeft dus minstens zoveel uitgangen als er computers zijn. Signalen van een computer komen in de hub aan en deze stuurt het signaal over elke andere uitgang verder. De signalen worden toch naar elke computer gestuurd. Elk van hen moet controleren of het voor hen bestemd is.
Door deze topologie valt het probleem van terminator weg, want elke netwerkkaart absorbeert het signaal.
Een breuk in een kabel levert slechts een probleem op voor die ene computer aan deze kabel verbonden. De rest van het netwerk kan verder werken.
Dit zijn voordelen tegenover de bus technologie. Nadeel is dat een hub dient aangeschaft te worden en dat heel wat meer bekabeling moet aanwezig zijn.
Ander voordeel is dat een computer een signaal kan sturen vanaf dat een ander signaal is vetrokken uit de hub.
Hubs zijn momenteel vrij goedkoop en in alle maten en vormen leverbaar. Moderne versies van hubs zijn intelligenter. Ze sturen het signaal niet langer naar alle andere uitgangen, maar weten naar welke uitgang precies het signaal verder moet gestuurd worden. Men spreekt niet meer van hubs, maar van stacks of switches.
De computers moeten het signaal dat niet voor hen bestemd is, niet verder sturen, want elke computer is als het ware het eindpunt. Het is de hub die de signalen verderstuurt. Star is dus ook een passieve topologië.
De computer stuur het adres en de data naar de hub.
De hub stuurt het pakket op elke uitgang verder waardoor elke computer het pakket ontvangt en evalueert of het voor hem bestemd is.
De computer voor wie het pakket bestemd is verwerkt het.
Dit is de combinatie van een star en een bus. Hier zijn meerdere hubs aanwezig die aan elkaar verboden zijn via 1 kabel (=bus), maar rond elk van de hubs is er een ster-topologië.
Deze combinatie topologie komt typisch voor in kantoren met verdiepingen. Op elke verdieping is er een hub voorzien. Verticaal over de verdiepingen heen is er een kabel.
Momenteel ziet men meer en meer star topologiën komen. Dit komt voort uit de duidelijke voordelen tegenover de bus topologie en de lage prijzen van de hubs.
In een ring topologie hangen de computers aan één kabel zoals in de bus topologie, maar deze kabel eindigt waar hij begint. Er zijn geen terminators nodig.
In de ring loopt constant een signaal rond, het stopt nooit. Het zijn wel de computers die het signaal verder moeten sturen. Daarom is dit een actieve topologie. Eén voor één krijgt iedere computer het signaal dat ze zelf moeten verdersturen. Als een netwerkkaart van één computer defect is ligt ook het ganse netwerk uit.
Het signaal dat rondgestuurd wordt noemt met het token. Wanneer het token in een computer terecht komt kan hij dit signaal aanvullen met een bestemmings-adres en het verder sturen naar de volgende computer. Deze zal het signalen binnenkrijgen en gebruiken als het voor hem bestemd is en verder sturen wanneer niet. Wanneer een computer een signaal binnenkrijgt kan hij het token gebruiken om terug een ander computer te contacteren.
Wanneer de computer beslist niets verder te sturen, stuurt hij het token verder naar de volgende computer die het op zijn beurt kan gebruiken.
Het lijkt alsof dit alles heel traag zal werken, maar dit is niet zo. Een tokensignaal draait in een ring van 200 meter ongeveer 10.000 keer rond in 1 seconde.
Het token circuleert op het netwerk.
Een computer die iets wil zenden wacht tot het token passeert en plaatst er het bestemmings-adres en de data achter. Het token is nu niet meer vrij en kan niet meer door een andere computer gebruikt worden.
De volgende computer in de ring ontvangt de serie van token, adres en data. De computer evalueert aan de hand van het bestemmings-adres of het pakket voor hem bestemd is. Zoniet stuurt hij het verder.
Wanneer de computer die de serie ontvangt wel het bestemmings-adres is, verwerkt deze de data. Onmiddellijk daarna stuurt hij het vrije token zonder bestemmings-adres en data terug op de ring. Hierdoor is het token terug vrij en kan een andere computer het gebruiken om data te verzenden.
