LAN-LEITFADEN - SMC

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9. Multimedia Netze brauchen Quality of Service (QoS) Moderne Datennetze werden zunehmend auch für Sprach- oder Bildübertragungen genutzt. Solange diese Datenströme nur in einer Richtung fließen, können dazu bei geringer Auslastung auch einfache Netzwerkkomponenten verwendet werden. Das empfangende Anwendungsprogramm kann dabei genügend Informationen zwischenspeichern, um damit netzwerkbedingte Unregelmäßigkeiten bei der Übertragungszeit (Jitter) auszugleichen, bevor sie ruckelfrei am Bildschirm oder am Audioausgang wiedergegeben werden. Arbeiten die Anwendungen jedoch interaktiv in beiden Richtungen, wie beispielsweise bei der LAN-Telefonie und soll die störungsfreie Übertragung unter allen Umständen unabhängig von der Netzwerkauslastung gewährleistet werden, benötigt man Switches und Netzwerkkarten mit QoS-Funktionen. Ein weiterer Einsatzgrund kann sein, dass man einer bestimmten Anwendergruppe oder Abteilung zu allen Tageszeiten und auch während Auslastungsspitzen durch weitere Nutzer die Netzwerkfunktion garantieren will. 9.1 Voraussetzungen zum Einsatz von Quality of Service (QoS) Um in einem Netzwerk QoS gewährleisten zu können, sollten zumindest an möglichen Engpässen, also Leitungen, über die diese zeitkritischen Anwendungsdaten übertragen werden sollen und welche gleichzeitig mit anderen Daten (E-Mails, Dateiübertragungen, etc.) belastet werden, QoS-fähige Komponenten zum Einsatz kommen. Im Falle eines Gebäude- oder Campusnetzes wird das Netzwerk idealerweise komplett mit QoS-fähigen LAN- Switches ausgestattet. 9.2 Wirkungsweise von Quality of Service (QoS) Normale Switche arbeiten „einspurig“, was bedeutet, dass beim Weiterleiten innerhalb eines Switches die Pakete beim ausgehenden Port in einer einzigen Warteschlange (Sende-Queue) auf das Absenden zum Nachbargerät warten. 18 Solange auf dieser Leitung die maximal mögliche Bandbreite noch nicht ausgeschöpft ist, können die Daten nahezu verzögerungsfrei weitergereicht werden. Bei einer Überlastung jedoch stauen sich die Pakete in der Sende- Queue, wodurch sowohl zeitkritische, als auch normale Daten gleichermaßen verzögert werden oder gar verloren gehen können. QoS-fähige Geräte haben mindestens 2 Sende-Queues pro Port. Die zeitkritischen Daten werden in die „Überholspur“ geleitet und können mit einer höheren Priorität und damit mit geringerer Verzögerung den Switch passieren. Durch eine Gewichtung der verschiedenen Sende-Queues kann auch die verfügbare Bandbreite pro Queue eingestellt werden, so dass umgekehrt auch noch genügend unkritische Pakete weitergereicht werden können. Die Zuordnung zur passenden Sende-Queue kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen: Entweder signalisieren bereits die Endsysteme mit Hilfe einer Priorisierungsmarkierung jedes Paket oder der Switch selbst nimmt diese Markierung abhängig von den Eingangs-Ports vor.
10. Die optimale Anbindung des PC an das lokale Netzwerk Die Netzwerkkarte oder auch NIC (Network Interface Card) sorgt für die physikalische Verbindung mit dem lokalen Netzwerk. Spezielle Software (sog. Treiber) auf dem PC ermöglichen dem Betriebssystem mit der Netzwerk-Karte zu arbeiten. Namhafte Hersteller bieten üblicherweise eine ganze Reihe verschiedener Singlemode, um den zum Teil sehr unterschiedlichen Anforderungen bei Laptops, Arbeitsplatzrechnern und Server-Systemen optimal Rechnung zu tragen. Des Weiteren werden üblicherweise verschiedene PC Bus-Systeme, LAN-Technologien und Anschluss-Arten unterstützt. Um nun die optimale (Ethernet) Netzwerkkarten für einen Rechner auszuwählen, sollte der Netzwerk-Administrator folgende Punkte abklären: • Bus-Typ (PCI 32/64, PC-Card, CardBus, USB, …) • Anschluss-Art (Coax BNC, Kupfer / RJ45, Fiber / ST, Transceiver / …) • Übertragungsgeschwindigkeit (10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1000 Mbit/s) • Treiberunterstützung (Windows, Linux, BSD, MAC OS, etc.) • Spezielle Anforderungen (Arbeitsplatz-Rechner) • Remote boot • Wake-On LAN • Spezielle Anforderungen (Server) • Hohe Rechenleistung auf der Karte, Entlastung der Server-CPU • Effizientere Kommunikation auf dem System-Bus • QoS, VLAN 10.1 Die Leistungsfähigkeit einer PC Netzwerkverbindung Die tatsächliche „Geschwindigkeit“ einer PC Verbindung zum Netzwerk hängt im Wesentlichen von der gewählten Art des Anschlusses und dem verfügbaren Bus-Typ ab. So lässt sich z.B. ein Fast-Ethernet (100 Mbit/s) Anschluss nur in Kombination mit einer 32-bit PCI Bus oder CardBus Schnittstelle im PC effizient nutzen. Gigabit Ethernet Karten (1000 Mbit/s) werden erst in einem 64-bit PCI-Steckplatz maximale Leistung bringen. Beim Anschluss eines Arbeitsplatzcomputers oder Servers direkt an einen Switch-Port kann – so diese Funktion auf beiden Seiten unterstützt wird – über diese Verbindung gleichzeitig gesendet und empfangen werden. Dieses Verfahren, bei dem eine theoretische Verdoppelung des Datendurchsatzes erreicht werden kann, bezeichnet man als „Full-Duplex“. 19
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