Datenkommunikation - FET

sie, indem sie die Zieladresse mit der ihr bekannten Adresse vergleicht. Stimmt sie überein, dann wird es weitergeleitet, ansonsten
bleibt es im lokalen Netz.
Die Aufgabe einer Bridge beschränkt sich somit bei der Segmentierung eines LANs auf das Filtern von den empfangenen
Rahmen anhand der MAC-Adressen hinsichtlich des damit verbundenen Zielsegmentes. Nur die Daten, die tatsächlich für die
Stationen an anderen Einheiten oder Segmenten bestimmt sind, werden von der Brücke übertragen. Allerdings können, sobald
nicht zu entscheiden ist, ob es sich um lokalen oder übergreifenden Verkehr handelt, auch alle Rahmen transportiert
werden. Außerdem werden auch alle Broadcast-Meldungen mit übertragen. Es handelt sich hierbei um Datenrahmen, die an
alle Stationen geschickt werden. Dieses führt zu einer relativ hohen Grundlast. Brücken sind transparent bezüglich des Protokolls
und unterstützen somit alle Protokolle in den LANs. Fehlerhafte Rahmen der Sicherungsschicht werden von der Brücke
nicht weitergeleitet. Sie bleiben auf das Subnetz, in dem sie aufgetreten sind, begrenzt. Somit vermindern Brücken die Ausbreitung
von Fehlern.
Beispielsweise wird ein Rahmen aus dem ersten Segment über die erste Bridge des zweiten Segmentes weitergeleitet, wenn
keine Überbelastung vorliegt und der Rahmen nicht fehlerhaft war. Falls die Bridge den Rahmen nicht transportieren kann,
kommt es zu einem Timeout. Die ursprüngliche Station hat keine Kenntnis über diese Überbelastung. Der Timeout wird deshalb
nur als ein Nicht-Erreichen der Zielstation interpretiert.
Werden in den verschiedenen Segmenten auch noch unterschiedliche Link-Layer-Protokolle verwendet, können weitere
Probleme auftauchen:
• Rahmenlänge,
• Prioritäten,
• Bitrate.
Die maximale Rahmenlänge (Maximum Transmission Unit, MTU) heutiger Protokolle unterscheidet sich grundsätzlich voneinander:
• IEEE 802.3 Ethernet-Standard: 1518 Byte,
• IEEE 802.5 Token-Ring: 4544 Byte,
• IEEE 802.4 Token Bus: 8191 Byte,
• FDDI: 4500 Byte,
• LAN Emulation (LANE) bei ATM: 1500-Byte, die sich aus 53-Byte-Zellen zusammensetzen,
• Fibre Channel (FC): 2148 Byte.
Da eine Fragmentierung auf dieser Schicht durch die IEEE Standards nicht vorgesehen ist, müssen beispielsweise beim Übergang
Ethernet auf FDDI zu große Rahmen verworfen werden. Dies kann den Datendurchsatz und damit die Effektivität
des Netzes stark verringern. Die Priorität wird bei Token Ring über den Token vergeben. Ethernet sieht keinen derartigen
Mechanismus beim CSMA/CD-Verfahren vor. Zwar sind Prioritätsverfahren nach IEEE 802.1p standardisiert worden, diese
haben aber nichts mit dem Token-Passing-Verfahren gemeinsam. Erschwerend kommt hinzu, dass der neue Standard wohl
nur in Ethernet-Komponenten einfließen wird. Die Bridge ist hier aber in jedem Fall überfordert. Sie kann keine Prioritätsverfahren
umsetzen. Ein weiteres Problem stellen die unterschiedlichen Bitraten der vorhandenen Netztechnologien dar. Dadurch
kommt es trotz Einsatz von Switches zum Store-and-Forward-Betrieb. Zusätzlich könnten die Pufferspeicher einer
Bridge überlaufen, so dass es zu Datenverlusten bei Überlast kommen kann. Zusammen mit den Timerwerten in den oberen
Schichten können weitere Engpässe entstehen. Bei Versendung von langen Datenrahmen setzt der letzte Rahmen einen Request-Timer
ein, um sich eine Bestätigung von der Gegenstelle zu besorgen, dass die Daten korrekt angekommen sind. Empfängt
der Timer durch ein langsameres LAN zu spät einen Reply, nimmt die Netzschicht an, dass die gesamte Nachricht nicht
oder nur teilweise angekommen ist und sendet erneut die Daten. Nach einer bestimmten Anzahl von erfolglosen Versuchen
bricht sie die Übertragung völlig ab. Zusätzlich hat der ansteigende Datenverkehr das Netz weiter unnötig belastet. Aus diesem
Grund werden Netze mit verschiedenen Link-Layer Protokollen meistens mit Routern auf der Schicht 3 miteinander verbunden.
Unabhängig von ihrem Einsatz zur Segmentierung des Netzes oder als Kopplung verschiedener Link-Layer Protokolle, kann
man aufgrund der Funktionalität zwischen drei Arten von Bridges unterscheiden
• Transparente Bridges,
• Spanning-Tree Bridges,
• Source-Routing Bridges.
Die Transparente Bridge besitzt ihren Namen dadurch, dass sie für die Stationen der einzelnen Segmente nicht sichtbar ist.
Das heißt, sie ist auch gegenüber den verwendeten Protokollen transparent. Weiterhin lernt sie selbständig, welche Station
über welches Segment zu erreichen ist (Backward Learning). Sie kann somit ohne Konfiguration mit dem LAN verbunden
werden. Die Segment- und Stationszuordnungen werden dabei in einer Hashtabelle festgehalten und regelmäßig aktualisiert.
Bei Inbetriebnahme muss allerdings der Flooding-Algorithmus angewandt werden, da die Hashtabellen leer sind. Er lernt die
Netzumgebung kennen und speichert diese in der Tabelle ab. In periodischen Abständen werden die Einträge überprüft und
gegebenenfalls gelöscht, wenn diese älter als ein paar Minuten sind.
Institut für Kommunikationsnetze - TU Wien - o. Univ. Prof. Dr. Harmen R. van As - Vorlesung Datenkommunikation Teil 3-1a 19