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Eine Sterntopologie, manchmal auch Sternnetzwerk genannt, ist eine Netzwerktopologie, bei der jedes Gerät mit einem zentralen Hub verbunden ist. Es handelt sich um eine der am weitesten verbreiteten Computernetzwerkkonfigurationen und die mit Abstand beliebteste Netzwerktopologie. Bei dieser Netzwerkanordnung werden alle mit einem zentralen Netzwerkgerät verbundenen Geräte als Stern dargestellt.

Im Gegensatz zur Mesh-Topologie kann ein Gerät in einer Sterntopologie keine direkte Kommunikation zwischen den Geräten ermöglichen; Es muss mit Hilfe eines Hubs kommunizieren. Die Peripheriegeräte fungieren als Clients, während das zentrale Netzwerkgerät als Server fungiert. Abhängig von der Art der in jedem Computer installierten Netzwerkkarte wird das RJ-45- oder Koaxialkabel in einer Sterntopologie verwendet. Wie bei einer Bustopologie ist der Aufbau eines Computernetzwerks mit Sterntopologie sehr unkompliziert und einfach.

Es gibt auch viele Beispiele für Sterntopologien im wirklichen Leben, und Sie können Beispiele für Sternnetzwerktopologien in Flughäfen, Krankenhäusern, Banken und Bildungseinrichtungen sehen. Anstelle eines Hubs kann auch ein Switch als zentrales Gerät verwendet werden. Über Patchkabel werden Client, Server und ein weiteres Netzwerk mit dem zentralen Hub verbunden. In der Sterntopologie sind alle angeschlossenen Geräte vollständig vom Zentralgerät abhängig; Die Kommunikation über das gesamte Computernetzwerk schlägt fehl, wenn beim zentralen Gerät ein Problem auftritt.

Das obige Bild ist ein Beispiel einer Sterntopologie, das Ihnen helfen wird, die Sterntopologie klar zu verstehen. Sie sehen, dass Hub ein zentrales Gerät ist, über das alle anderen Knoten (Clients, Server und andere Netzwerke) verbunden sind. Jeder Knoten in diesem Diagramm verfügt über eine direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung zum Zentralgerät, dennoch kann kein einzelner Knoten direkt mit den anderen kommunizieren. Daher muss jede Nachricht, bevor sie das Ziel erreicht, dieses zentrale Gerät (Hub oder Switch) durchlaufen.

Vorrang des Java-Operators

Die Sterntopologie kann auf der Grundlage der folgenden Punkte entweder aktiv oder passiv sein:

• Wenn der Datentransport aktiv vom Netzwerk gesteuert wird.
• Wenn die Stromquellen vom Netzwerk benötigt werden.
• Wenn Prozesse wie Datenverstärkung oder -regeneration vom zentralen Knoten durchgeführt werden.

Darüber hinaus können auch der WLAN-Router, Ethernet-/Kabelstrukturen und andere Komponenten zur Umsetzung von Sterntopologien genutzt werden.

Anwendungen der Sterntopologie

In der Vernetzung kann die Sterntopologie an verschiedenen Stellen eingesetzt werden. Aufgrund der einfachen Verfügbarkeit und der günstigen Sterntopologie-Ausrüstung können Sie es überall in Ihrer Nähe einsetzen. Einige Anwendungen der Sterntopologie sind jedoch wie folgt:

• Die meisten Computerlabore in Bildungseinrichtungen nutzen dieses Design, um Knoten im Labor zu verbinden.
• Unsere Heimnetzwerke sind in dieser Netzwerktopologie übersichtlich konfiguriert.
• Eine weitere Anwendung der Sterntopologie ist der Bankensektor, wo alle Bankbenutzer mithilfe dieser Art von Topologie miteinander verbunden sind.

Merkmale der Sterntopologie

Die Merkmale oder Eigenschaften der Sterntopologie sind wie folgt:

• Die einfach zu installierende Sterntopologie kann in praktisch jedem Computernetzwerk eingesetzt werden, egal ob klein, mittelgroß oder groß.
• Im Vergleich zur Bustopologie benötigt die Sterntopologie mehr Kabel. Außerdem besteht bei dieser Art von verbundenem Netzwerk keine Abhängigkeit.
• In der Sterntopologie können Sie zur Erweiterung des gesamten Netzwerks die Daisy-Chain-Anordnung nutzen.
• Im Vergleich zu anderen Arten topologischer Strukturen ist die Struktur der Sterntopologie sicherer im Hinblick auf Datenverluste.
• Es bietet einen Vorteil; Das gesamte Netzwerk stört nicht, wenn Sie Geräte entfernen oder anschließen.

Sterntopologie-Hardwareausrüstung

Für Star Topology ist eine bestimmte Menge an Hardware erforderlich. Die Art der erforderlichen Hardware-Ausrüstung hängt jedoch vollständig vom Computernetzwerk ab, das Sie aufbauen möchten.

Kabeltyp in Sterntopologie

Wenn Sie das Netzwerk drahtgebunden aufbauen möchten, besteht die Möglichkeit, verschiedene Kabel in Sterntopologie zu verwenden. In diesem Netzwerk können Kabel, Koaxial- oder Twisted-Pair-Kabel verwendet werden. Koaxialkabel wurden früher von Netzwerktechnikern verwendet. Die gebräuchlichste Kabeloption ist jedoch ein Twisted-Pair-Kabel. Darüber hinaus können Sie Glasfaserkabel verwenden, wenn Sie Hochgeschwindigkeits-Computernetzwerke aufbauen möchten.

Wie funktioniert die Sterntopologie?

Es ist sehr einfach und unkompliziert, die Funktionsweise der Sterntopologie zu verstehen. Diese Art von Netzwerktopologie ermöglicht keine direkte Kommunikation zwischen verschiedenen Knoten; Sie können mithilfe eines im Netzwerk verfügbaren zentralen Geräts miteinander kommunizieren. Dieses zentrale Gerät, bei dem es sich um einen Passive Hub, einen Active Hub oder einen Switch handeln kann, ist sowohl für den Empfang als auch für die Zustellung von Nachrichten vom Absender verantwortlich. Der Betrieb des Zentralgeräts ist in jedem Szenario unterschiedlich. Daher wird die Sterntopologie auf der Grundlage des Arbeitsmechanismus in drei Kategorien eingeteilt:

1. Passive Sterntopologie
2. Aktive Sterntopologie
3. Sterntopologie mit Schalter

Allerdings wäre der Aufbau der Sterntopologie in jedem Szenario derselbe. Aber der Funktionsmechanismus jedes einzelnen macht sie unterschiedlich. Nachfolgend finden Sie jeweils eine Erläuterung.

Passive Sterntopologie

Eine passive Sterntopologie wird mithilfe eines passiven Hubs erstellt, der das zentrale Gerät eines Netzwerks ist. Dieses zentrale Gerät in einem Computernetzwerk empfängt das Signal vom Sender und sendet es an andere Stationen. Ein passiver Hub kann das Signal ohne Eingriff weiterleiten. Mit anderen Worten: Die Kommunikationssignale können vom Passive Hub nicht regeneriert oder erneut verarbeitet werden.

Wenn Sie ein Sternnetzwerk mithilfe eines passiven Hubs entwerfen, fungiert ein passiver Hub als zentrales Gerät, das eine Datennachricht vom Absender empfängt und diese an alle angeschlossenen Knoten des zentralen Geräts sendet. Nach dem Empfang der Datennachricht akzeptieren alle zugehörigen Knoten die Prüfung der Zieladresse. Wenn die Adresse eines Knotens und die Zieladresse übereinstimmen, behält der übereinstimmende Knoten die Nachricht. Der Knoten verwirft die Datennachricht, wenn die Adresse eines Knotens und die Zieladresse nicht übereinstimmen. Diese Art von Netzwerk ist nicht für große Computernetzwerke und Fernnetzwerke geeignet.

Aktive Sterntopologie

Als zentrales Gerät dient ein Active Hub in der aktiven Sterntopologie. In Bezug auf die Weiterleitung der Kommunikationssignale übernimmt dieser Hub zusätzliche Funktionen. Im Gegensatz zum Passive Hub kann der Active Hub Kommunikationssignale neu verarbeiten oder regenerieren. Nach der Erneuerung der Kommunikationssignale des Absenders sendet es diese an alle anderen Knoten im Computernetzwerk. Dadurch dient ein Active Hub auch als Repeater.

Wie bereits beschrieben, regeneriert es die Signalkommunikation, die zur Stärke des Kommunikationssignals führt. Und der übrige Arbeitsprozess des Active Hub ist der gleiche wie der des Passive Hub. Wenn Sie mithilfe von Active Hub ein Sternnetzwerk erstellen, eignet es sich besser für lange Kabellängen und eine größere Anzahl von Knoten.

Sterntopologie mit Schalter

Der Switch kann anstelle des Hubs als zentrales Gerät in einer Sternarchitektur verwendet werden. Das mit Switch erstellte Sternnetzwerk kann auch als Switcher Star Network Topology bezeichnet werden. Anstelle eines Active Hub oder Passive Hub dient in diesem Netzwerktyp ein intelligentes Gerät (Switch) als Kerngerät. Als intelligenter Hub kann ein Switch eine Vielzahl von Funktionen ausführen, das Kommunikationssignal jedoch nicht übertragen. Der Switch überträgt eine Datennachricht an den vorgesehenen Empfänger, nachdem er die Zieladresse der Datennachricht gelesen hat, einschließlich der Ausführung einiger zusätzlicher Funktionen:

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• Routenführung
• Verarbeitung oder Regeneration des Signals
• Überbrückung
• Netzwerk Management

Ähnlich wie ein Hub nimmt ein Switch die Datennachricht vom Absender entgegen. Es sendet die Datennachricht jedoch nicht nach dem Empfang der Nachricht, sondern überprüft zunächst selbst die Zieladresse und sendet dann die Nachricht an das jeweilige Ziel. Diese Art der Übertragung wird als Unicast bezeichnet. Im Hinblick auf Zielerkennung, Routing und Regeneration ist Switch ein intelligentes Gerät. Daher sollte der Aufbau eines Netzwerks mit Sterntopologie mithilfe von Switch Ihre erste Wahl sein.

Vorteile der Sterntopologie

Wenn Sie sich mitten in einem Einrichtungsprozess befinden, gibt es mehrere Vorteile der Sterntopologie, die es wert sind, in Betracht gezogen zu werden:

Fehlertoleranz

Eine Sterntopologie wirkt sich nur auf einen Knoten aus, wenn dort ein NIC-Fehler oder ein unterbrochenes Kabel auftritt. Da sich jedes Gerät unabhängig mit dem zentralen Kern verbindet; Daher bietet es Benutzern einen Vorteil im Hinblick auf Netzwerkausfälle. Die Knoten sind durch ein Kabel miteinander verbunden. Im Vergleich zu anderen Konstruktionen kann diese Struktur jedoch kostspielig sein. Aber aufgrund seines Nutzens überwiegen in der Regel die Kostenprobleme. Ein Kompromiss mit dem zentralen Kern ist die einzige Möglichkeit, alle Knoten auf einmal zu zerstören. Es handelt sich um ein sicheres Netzwerk, das für den Durchschnittsbürger nicht ohne weiteres zugänglich ist. Darüber hinaus kann dieses Netzwerk von Unternehmen jeder Größe zur Unterstützung ihrer Anforderungen genutzt werden.

Skalierbarkeit

Es kann verschiedene Gründe geben, ein neues Gerät zum Netzwerk hinzuzufügen. In einem Netzwerk mit Sterntopologie ist das Hinzufügen eines neuen Geräts ein unkomplizierter Vorgang. Dazu müssen Sie lediglich das neue Gerät mithilfe einer Verkabelung an den zentralen Kern anschließen. Dies bietet Ihnen einen Vorteil, wenn Sie mehrere Geräte mit einem einzigen Kern verbinden müssen. Es ermöglicht Ihnen, das Netzwerk durch das Hinzufügen neuer Geräte zu erweitern und hilft Ihnen, weiterhin von den Vorteilen dieser Struktur zu profitieren.

Das gesamte Netzwerk ist vom zentralen Verbindungspunkt abhängig, wenn Geräte zum zentralen Gerät hinzugefügt oder daraus entfernt werden. Daher sind diese Arten von Netzwerken hoch skalierbar und tragen dazu bei, Ihr Produktivitätsniveau aufrechtzuerhalten, indem sie eine fehlerhafte Einheit ersetzen.

Anschließen mehrerer Gerätetypen

Die Sterntopologie ermöglicht es den Benutzern, mehrere Gerätetypen zu verbinden. Dieses Netzwerk ist hinsichtlich der Anwendungsvielfalt die beste Option, wenn Sie über einen Hub oder Switch verfügen, der das Datenpaket an mehrere Gerätetypen weiterleiten kann. Die Sterntopologie wird von den meisten Unternehmen auch verwendet, um Computer mit verschiedenen Druckern und anderen Stationen zu verbinden.

Darüber hinaus können Sie die Reichweite jedes angeschlossenen Geräts in der Sterntopologie über einen verfügbaren Server maximieren, der eine Verbindung zum zentralen Hub herstellt. Darüber hinaus können Sie mit dieser Konfiguration schnell ein ganzes Büro verknüpfen, bis die Geräte mit der Software oder Hardware des zentralen Hubs sowie der von Ihnen verwendeten Netzwerkverbindung kompatibel sind.

Geringe Wahrscheinlichkeit von Datenkollisionen

Da in der Sterntopologie alle Knoten über ein eigenes Kabel mit dem zentralen Kern verbunden sind, verringert sich die Wahrscheinlichkeit von Datenkollisionen. Außerdem ist es in der Lage, Situationen zu bewältigen, in denen Datenkollisionen auftreten, und es entstehen keine Engpässe. Das bedeutet, dass die Leistungsfähigkeit dieser Netzwerktopologie im Vergleich zu anderen Netzwerkdesigns außergewöhnlich hoch ist. Aufgrund des hohen Verkehrsaufkommens kann es jedoch unter bestimmten Bedingungen zu einer langsamen Leistung kommen.

Mehrere Ansätze

Bei der Sterntopologie stehen Ihnen mehrere Ansätze zur Verfügung. Dies bedeutet, dass Sie beim Entwurf eines Netzwerks mit Sterntopologie zwischen der Verwendung eines aktiven Hubs, eines passiven Hubs oder eines Switch-Hubs wählen können. Wenn Sie sich für die Verwendung eines passiven Hubs entscheiden, ist die Änderungszeit der Datenpakete nicht erforderlich. Und Signale werden ohne Eingriff in das mit dem passiven Hub konzipierte Netzwerk mit Sterntopologie weitergeleitet.

Darüber hinaus erfüllt ein Netzwerk, das mit einem aktiven Hub aufgebaut ist, zusätzlich zu seinen zentralen Kernaufgaben zusätzliche Funktionen, die es in die Lage versetzen, als Repeater zu fungieren. Wenn Sie ein Netzwerk mit Sterntopologie mithilfe eines Switches entwerfen, überträgt dieser die Datennachricht an den vorgesehenen Empfänger, während er die Zieladresse der Datenpakete liest.

Vermeidet Punkt-zu-Punkt-Verbindungen

Eine Sterntopologie sorgt für eine schnelle Kommunikation und sorgt für einen optimierten Ansatz. In anderen Topologien erhalten Sie jedoch möglicherweise ein hohes Maß an Zuverlässigkeit. Es bietet mehr Flexibilität; Sie können es bedenkenlos in Ihrem Unternehmen installieren. Und dank des zentralen Hubs müssen Sie sich keine Gedanken über die Kommunikation Ihrer Geräte untereinander machen. Somit können Netzwerke nahezu jeder Größe das Netzwerk mit Sterntopologie problemlos nutzen und von seinen Vorteilen profitieren. Es bietet den Benutzern punktbasierte Verbindungen und Unicast-Kommunikation, die eine sichere Möglichkeit zur Übertragung des Datenpakets schaffen. Außerdem besteht bei dieser Art von Netzwerk keine Gefahr einer Signalreflexion. Daher hilft es, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu vermeiden.

Modem vs. Router

Nachteile der Sterntopologie

Obwohl die Sterntopologie den Benutzern mehrere Vorteile bietet, weist sie auch einige Nachteile auf:

Ausfall des zentralen Kerns

In der Sterntopologie ist das gesamte System vom zentralen Gerät (Hub oder Switch) abhängig, das den wichtigsten Punkt des Netzwerks darstellt. Wenn der zentrale Kern ausfällt, wird das gesamte System beeinträchtigt und selbst Sie können das Computernetzwerk nicht nutzen. Obwohl Sie in dieser Situation offline arbeiten können; Möglicherweise bestehen Chancen, die Möglichkeiten zur Zusammenarbeit sofort zu verringern. Wenn aus irgendeinem Grund ein Fehler auftritt, müssen Sie möglicherweise den gesamten Hub austauschen, was ein kritischer Vorschlag sein kann.

Teuer

Die Installation und Erweiterung einer Sterntopologie ist sehr kostspielig, da die Verkabelung für die Geräte oder Systeme erforderlich ist. Der teuerste Aspekt dieser Topologie besteht grundsätzlich darin, dass sie zusätzliche Hubs oder Switches, mehr Anschlüsse und Kabel benötigt. In einem Netzwerk mit Sterntopologie muss jedes Gerät direkt mit dem zentralen Hub verbunden sein. Sein Design ist jedoch sehr zuverlässig. Da diese Topologie am teuersten ist, ist sie der Hauptgrund dafür, dass einige kleine Unternehmen nach Alternativen für dieses Netzwerk suchen.

Obwohl es teurer ist, steigert es die Netzwerkproduktivität und verkürzt die Zeit, die zum Aufspüren von Wartungsproblemen benötigt wird, was zu Kosteneinsparungen führt. Außerdem kommt es in der Regel zu weniger Ausfallzeiten, da Sie beim Trennen eines Geräts vom Netzwerk auf irgendeine Weise Kompromisse beim Kabel eingehen müssen, da alle Geräte über das Kabel verbunden werden.

Bedarf an zusätzlicher Ausrüstung

Da die Sterntopologie einen zentralen Kern benötigt, um zu funktionieren, kann ein zentraler Kern ein Switch oder Hub sein. Wenn Sie mehrere Sterne betreiben müssen, benötigen Sie auch einen zentralen Kern für jeden einzelnen. Diese Installation erhöht die Kosten und führt bei einigen Designs zu zahlreichen Schwachstellen. Wenn Sie den Primary Hub aus einer Multi-Star-Installation entfernen, können Sie das Hauptkommunikationstool ändern. Alle Systeme hätten keinen Zugriff mehr auf eine zentrale Datenbank zur Zusammenarbeit, könnten aber weiterhin miteinander kommunizieren.

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Auswirkungen auf die Mobilität

Die meisten Menschen sind immer noch auf Kabelverbindungen angewiesen, auch wenn heutzutage drahtlose Sterntopologiesysteme verfügbar sind. Wenn Menschen eine Kabelverbindung für ihr Netzwerk verwenden, schränkt die begrenzte Länge des Kabels ihre Bewegungsfreiheit ein. Um produktiv zu bleiben, können sie ihre Arbeitsplätze nicht mitnehmen. Außerdem müssen sie ihren Arbeitsplatz verlassen, um das Element abzurufen, wenn sie etwas im Netzwerk drucken möchten, da Sie an eine bestimmte Entfernung vom zentralen Knotenpunkt gebunden sind, was mit der Zeit zu einem Rückgang der Produktivität führt.

Das Anschließen mobiler Geräte ist eine Herausforderung

Obwohl das Hinzufügen zusätzlicher Geräte mit der Sterntopologie einfach ist, kann die Verbindung eines Smartphones oder eines anderen mobilen Geräts schwierig sein. Darüber hinaus gibt es einige PCs, die keine Möglichkeit bieten, sich mit diesem Netzwerk zu verbinden. Die meisten zentralen Hubs verfügen nicht über einen Anschluss, um mit diesem System die Vorteile der Internetnutzung zu bieten.

Daher können Sie sich auf die WLAN- oder Mobilfunkverbindung verlassen, um online zu bleiben. Das heißt, wenn Sie Mitarbeiter in mobilen oder Remote-Büros haben, können viele Probleme auf Sie zukommen, und selbst die Zusammenarbeit an Projekten wird sehr schwierig. Personen, die versuchen, ohne internen Zugriff eine Verbindung zu Ihrem LAN herzustellen, werden auf die gleichen Probleme stoßen wie diejenigen, die eine Kabelverbindung verwenden, um außerhalb Ihrer Organisation zu kommunizieren.

Kabel sind anfällig für Beschädigungen

Das Kabel oder die Leitung, die zur Erstellung eines Sterntopologiesystems verwendet wird, kann anfällig für Beschädigungen sein. Eine bessere Möglichkeit für ein Kabel, die vorgesehenen Arbeitsstationen oder Peripheriegeräte zu erreichen, besteht darin, dass es unter Böden, hinter Wänden oder durch andere Hindernisse verläuft. Darüber hinaus kann es bei sich ändernden Wetterbedingungen oder Wildtiereinflüssen anfällig werden, wenn LAN-Installationsarbeiten an der Außenseite des Gebäudes erforderlich sind. Die Zuverlässigkeit einiger Netzwerke mit Sterntopologie kann durch diese Probleme beeinträchtigt werden. Obwohl es immer zu Unfällen kommen kann, können Sie diese Probleme vermeiden, indem Sie eine Schutzbarriere um die Kabel herum anbringen.

Niedrige Datenübertragungsraten

Die drahtlose Sterntopologie eignet sich nicht für ein Netzwerk mit hoher Auslastung, da die Datenübertragungsrate niedrig ist. Sie sollten sich für ein kabelgebundenes Netzwerk mit Sterntopologie entscheiden, wenn Sie ein Netzwerk benötigen, das das Potenzial hat, eine hohe Last zu bewältigen. Das Risiko eines Engpasses beim WLAN steigt und es geht immer langsam voran. Wenn Sie Beschränkungen im Netzwerk implementieren möchten, müssen Sie manuelle Einstellungen vornehmen. Das bedeutet, dass Sie, anstatt mit Ihrem neuen Projekt produktiv zu sein, mehr Zeit mit dem System verbringen. Außerdem kann es kompliziert sein, das Problem im drahtlosen Netzwerk herauszufinden und zu diagnostizieren. Aus diesem Grund ist die Investition in ein Kabel manchmal mehr wert als in ein kabelgebundenes Netzwerk.

Was ist erweiterte Sterntopologie?

Da das Geschäft hinsichtlich der Computerressourcen wächst; Daher ist die Flexibilität von Computernetzwerken sehr wichtig. Um die Sharing-Funktion allen Ihren Mitarbeitern anbieten zu können, müssen Sie mit dieser Erweiterung Ihr Netzwerk erweitern. Für den Aufbau der erweiterten Sterntopologie sind mehrere Hubs oder Switches erforderlich, die im Netzwerk miteinander verbunden sind und Flexibilität für den Anschluss weiterer Knoten bieten.

Der Vorfall der erweiterten Sterntopologie ist nicht komplex. Sie verfügen beispielsweise über einen Switch oder Hub mit vier Ports, das heißt, Sie können in diesem Computernetzwerk maximal vier Geräte anschließen. Wenn Sie aus irgendeinem Grund sechs Geräte anschließen müssen, müssen Sie einen zusätzlichen Hub oder Switch kaufen, der sechs Benutzer unterstützen kann. Die einzigen drei Geräte können mit dem ersten zentralen Gerät (genannt A) verbunden werden. Wie beim zweiten Zentralgerät können mit einem zweiten Zentralgerät (genannt B) nur drei Geräte verbunden werden. Denken Sie daran, dass in jedem zentralen Gerät ein leerer Port enthalten ist. Daher wird der leere Port von A mit dem leeren Port von B verbunden.

Es werden mehr Hubs benötigt, um diese Infrastruktur zu erweitern. Auf diese Weise können Sie das Netzwerk erweitern, um den steigenden Anforderungen der Benutzer gerecht zu werden, und weiterhin Hubs oder Switches verbinden. Es wird üblicherweise auch als Daisy-Chain-Anordnung bezeichnet. Auch das Konzept, das wir bei den USB-Geräten anwenden, folgt dem gleichen. Diese Topologie ist im Vergleich zur Bustopologie nicht nur viel einfacher, sondern auch sehr günstig. Um Stichleitungen herauszuziehen, müssen Sie die Kabel nicht durchstechen. Im Hub oder Switch müssen Sie lediglich einen freien Port finden, um das Netzwerk zu erweitern.

Unterschiede zwischen Sterntopologie und Bustopologie

Es gibt verschiedene Unterschiede zwischen Stern- und Bustopologien. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit allen Unterschieden zwischen Sterntopologie und Bustopologie: