Datenkommunikation - FET

Abteilungs-Hubs unterstützen bis zu 100 Stationen und werden normalerweise mit anderen Hubs auf ihrer Ebene oder mit einem
Unternehmens-Hub verbunden. Sie sind meistens modular aufgebaut, binden aber meistens die gleiche Technologie ein
(z.B. nur Ethernet oder Token Ring). Unternehmens-Hubs können hingegen auch unterschiedliche LANs realisieren. Dadurch
ist man in der Lage, unterschiedliche Technologien miteinander verbinden. je nach Portdichte werden einige hundert Stationen
miteinander verbunden. Module sind in großer Zahl verfügbar, die als Konzentrator oder Managementsystem, aber auch
als Bridge oder Router verwendbar sind.
Modulare Hubs bestehen weiterhin aus unterschiedlichen Bussystemen und Stromversorgungen. Der interne Bus wird dabei
als Backplane bezeichnet. Neben der Slotanzahl für die Module bestimmt die Busarchitektur die Leistungsfähigkeit eines
Hubs. Heutige Systeme arbeiten fast alle mit proprietären Bussen, wobei die Kapazitätszuordnung durch das jeweilige
Zugriffsverfahren (z.B. CSMA/CD bei Ethernet) vorgenommen wird. Der Bus transportiert dabei die Datensignale wie auf
einem eigenen Netz.
Vier grundsätzliche Arten einer Backplane werden unterschieden.
• Proprietärer segmentierter Bus,
• Proprietärer vielfacher Bus,
• Proprietärer gemultiplexter Bus,
• Systembus.
Die erste Möglichkeit ist in definierte Abschnitte für die Unterstützung von unterschiedlichen Technologien unterteilt. Das
Modul auf dem segmentierten Bus merkt automatisch, ob ein Segment frei ist oder nicht. Wenn es nicht frei ist, ist das Modul
in der Lage, auf ein anderes Segment auszuweichen oder über andere Module anderen Netzen beizutreten. Dadurch können
Module für verschiedene Netztechnologien den gleichen Bus verwenden. Vielfache proprietäre Busse unterstützen hingegen
nur einen Netztyp. Das heißt, es können nur zu diesem Netz passende Module eingesetzt werden. Der gemultiplexte Bus ist
in mehrere virtuelle Busse aufgeteilt. Diese gehören dann jeweils zu einer Netztechnologie. Alle vorhandenen Module müssen
sich an dieser virtuellen Umgebung orientieren. Systembusse haben ein einzelnes Modul, welches das Management des
Busses übernimmt. Andere Module werden hierüber adressiert und beliebige Daten zugesandt. Es kann auch in manchen Fällen
die Verwaltung von anderen Modulen übernommen werden, beispielsweise bei Ausfall des Kontrollmoduls.
Inzwischen ist sogar die Switching Technologie in Hubs integriert worden, wobei man in diesem Fall bereits von Switches
sprechen muss. Durch den Switching-Ansatz entstehen neue Datenraten, die explizit dem Anwender zur Verfügung gestellt
werden können. Die Grenzen zwischen den einzelnen Systemkomponenten verwischen deshalb zusehends.
Bridge: Netzelement auf der MAC-Schicht
Kollisionsdomaine
Port
A
Bridge
Port
B
Broadcast-Domain
Bild: Bridge
Kollisionsdomaine
Die Hauptaufgabe einer Bridge lässt sich durch folgende zwei Punkte zusammenfassen:
• Segmentierung eines LANs: alle Segmente nutzen ein identisches Link-Layer Protokoll,
• Kopplung von LANs mit unterschiedlichen MAC-Protokollen der 802.x Protokollfamilie.
Bridges
Bridges bzw. Brücken werden durch den Standard IEEE 802.
1) definiert und verbinden gemäß ihrer Definition Subnetze
protokollmäßig auf der Schicht 2 (LLC, IEEE 802.2) oder 2a
(MAC-Schicht) des OSI-Referenzmodells. Viele Bridges, speziell
bei Ethernet, besitzen keine LLC-Funktionalität, sondern
eine Verbindung auf der MAC-Schicht. Token Ring benötigt
aber mehr Intelligenz und realisiert daher LLC-Funktionalität.
Durch den Einsatz von Bridges werden die Restriktionen des LANs für die maximale Segmentlänge und maximale Stationszahl
umgangen, da jedes einzelne Subnetz die volle Stationszahl und Längenausdehnung erhalten kann. Vergleichsweise dazu
stellen Repeater zwar ebenfalls eine Möglichkeit zur Verfügung, die Längenbeschränkungen eines einzelnen Segmentes
zu überwinden, jedoch arbeiten sie nur auf der Ebene 1 des OSI-Referenzmodells. Ihre Aufgabe liegt ausschließlich in der
Signalverstärkung.
Die Ausdehnung von LANs über deren maximale Länge (IEEE 802.3: 2,5 km bei Ethernet) stellt einen Grund für die Segmentierung
dar, die den Einsatz von Bridges notwendig macht. Ein anderer Grund ist die Vermeidung von Kollisionen. Die
verfügbare Datenrate in einem Shared-Medium Netz steht allen Stationen gleichermaßen zur Verfügung. Der Anschluss weiterer
Stationen an das LAN, der steigende Einsatz verteilter Anwendungen und der damit weitere Anstieg von Kollisionen
auf dem LAN, verringert den Datendurchsatz erheblich. Die Segmentierung des LANs durch Bridges ist eine Möglichkeit,
die Anzahl der Stationen an einem Segment zu verringern und somit auch die Anzahl der Kollisionen. jedes Segment bildet
dabei eine eigene CD. Zusätzlich ist die Lasttrennung für eine verbesserte Netzkapazität ausschlaggebend, da Bridges den lokalen
Verkehr vom subnetzübergreifenden Verkehr trennen. Das heißt, wenn sich der Adressat im gleichen Subnetz wie der
Sender befindet, dann verhindert die Brücke, dass der Datenrahmen in ein anderes Subnetz transportiert wird. Dies realisiert
Institut für Kommunikationsnetze - TU Wien - o. Univ. Prof. Dr. Harmen R. van As - Vorlesung Datenkommunikation Teil 3-1a 18