Topologien und Netzwerkprotokolle
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Es handelt sich im folgenden um Standards von Rahmen für Datenpakete auf der Sicherungsschicht des OSI- Modells.
IEEE 802.3:
802.3 und 802.2 gehören zum IEEE-Standard für LANs.
IEEE 802.3 ist ein Protokoll auf der physikalischen und der MAC-Schicht des OSI-Modells. U.a. sind in diesem Standard die 10BASE-x definiert. Der Rahmentyp von IEEE 802.3 sieht nun so aus:
Feld | PA | DA | SA | L |DATA |CRC| Byte |12345678|9 10 11 12 13 14|15 16 17 18 19 20|21 22|23 ... |. .|
| PA | Präambel (dient zur Synchronisierung der Schaltkreise) (8 Byte) |
| DA | Destination Address (Ethernetkarten-Adresse des Ziels) (6 Byte) |
| SA | Source Address (Ethernetkarten-Adresse der Quelle) (6 Byte) |
| L | Länge der Nutzdaten (2 Byte) |
| DATA | Datenfeld (46-1500 Byte) |
| CRC | Prüfsumme (4 Byte) |
IEEE 802.2
Hierbei handelt es sich um ein Protokoll auf der LLC-Schicht des OSI-Modells. Der Rahmen sieht wie folgt aus:
Feld |DSAP|SSAP|Control| DATA | Byte | 1 | 2 | 3 (4)| .... |
| DSAP | Destination Service Access Point (1 Byte) |
| SSAP | Source Service Access Point (1 Byte) |
| Control | Kontrollfeld (1 oder 2 Byte) |
| DATA | Datenfeld (46-1500 Byte) |
Ein "Service Access Point" ist das Protokoll auf den höheren Schichten. Ein IEEE 802.2-Kopf für IPX sieht das dann z.B. so aus: E0 E0 03 FF FF... E0 ist der IPX-SAP, 03 sagt aus, daß es sich um ein unnumeriertes Paket handelt.
Ethernet_802.2, Ethernet_802.3
Jetzt stellt sich natürlich die Frage, was haben diese Rahmentypen mit den IEEE-Standards zu tun?
Ganz einfach: Ethernet_802.3 ist IEEE 802.3 "roh", d.h. ohne den IEEE 802.2-Kopf. Das hat zur Folge, daß im Paket keine Informationen enthalten sind, um welches Protokoll es sich handelt - konsequenterweise kann Ethernet_802.3 nur ein IPX-Paket enthalten.
Ethernet_802.2 hingegen ist "IEEE 802.3 + IEEE 802.2", enthält also beide Informationsköpfe.
Ethernet_II:
Ethernet II ist im DIX-Standard (DEC, INTEL und Xerox) definiert. In ihm werden die nötigen Steuerinformationen der Sicherungsschicht in einem dem CSMA/CD-Verfahren entsprechendem Rahmen ohne Unterteilung in MAC und LLC den Datenpaketen beigefügt.
Feld | PA | DA | SA | T |DATA |CRC| Byte |12345678|9 10 11 12 13 14|15 16 17 18 19 20|21 22|23 ... |. .|
| PA | Präambel (dient zur Synchronisierung der Schaltkreise) (8 Byte) |
| DA | Destination Address (Ethernetkarten-Adresse des Ziels) (6 Byte) |
| SA | Source Address (Ethernetkarten-Adresse der Quelle) (6 Byte) |
| T | Typfeld (bei Novell steht dann da 8137 drin) (2 Byte) |
| DATA | Datenfeld (46-1500 Byte) |
| CRC | Prüfsumme (4 Byte) |
Wie man sieht, ist der deutlichste Unterschied zu IEEE 802.2 in Byte 21 und 22 auszumachen. Häufig wird dies als Merkmal der beiden Rahmentypen dargestellt. Es gibt aber noch weitere Unterschiede in den elektrischen Funktionen, der Jabber Funktion und in den Services der logischen Verbindungskontrolle.
Ethernet_SNAP:
Ethernet SNAP beschreibt, wie Ethernet-Pakete, die nicht dem Standard 802.2 genügen, über den Rahmentyp 802.3 versendet werden. Damit wird wieder eine Unterteilung in MAC und LLC erreicht. Er ist ähnlich dem Standard 802.2 aufgebaut, hat aber noch eine Ergänzung zur Aufnahme des Protokolltyps.
Es ist im Grunde auch ein 802.2-Paket, bei dem allerdings zusätzlich zu den drei LLC-Bytes noch fünf weitere folgen. Die ersten drei kennzeichnen m.W. den Service-Typ, die letzten beiden beinhalten den Typ, der bei ETHERNET II im Typfeld steht. Die Nutzdaten würden dann z.B. so beginnen: AA AA 03 XX XX XX 81 37 FF FF ... AA ist der SNAP-SAP, bei XX bin ich mir nicht sicher, 81 37 wieder die Novell-ID. Ein AppleTalk-Paket hätte dort z.B. 89 1B (oder ähnlich) stehen.
Feld | IEEE 802.3-Kopf |DSAP|SSAP|CB| PI |DATA |CRC| Byte | 1 bis 22 | 23 | 24 |25|26 27 28 29 30|31 ... |. .|
| DSAP | Destination Service Access Point (1 Byte - stets AA) |
| SSAP | Source Service Access Point (1 Byte - stets AA) |
| CB | Kontrollfeld (1 Byte) |
| PI | Protokollidentifizierung (5 Byte) |
| DATA | Datenfeld (55-1500 Byte) |
| CRC | Prüfsumme (4 Byte) |
Wie man sieht, können mit dem SNAP-Rahmentyp Ethernetpakete von Adapterkarten in einer 802.3 Umgebung eingesetzt werden, ohne daß für die Treiber der Karte eine Neukodierung nötig ist.
> Was bedeuten diese Rahmentypen nun für den Einsatz von Novell NetWare?
Seit dem 15. April 1993 hat Novell den Standard-Rahmentyp auf Ethernet_802.2 umgestellt. Bisher wurde auf dem Rahmen nach 802.3 eine IPX-spezifische Protokollinformation aufgesetzt (sogenanntes RAW 802.3). Seit dem genannten Datum unterstützen alle von Novell neu ausgelieferten Treiber den Ethernet_802.2 Rahmentyp.
Literaturhinweise:
Sie finden eine Darstellung der Sicherungsschicht in den einführenden Werken zu lokalen Netzwerken, z.B.
Anschlußbelegung nach ISO/IEC 11801
EN 50173
EIA/TIA 568 A u. B
EIA/TIA 568 B (S/UTP Kategorie 5) z.B. Beldern1633 S/UTP Kat. 5 568 A (siehe eckige Klammern!)
Die Beschaltung der Klemmen ist bei diesen (aktuellen) Kabeltyp gegenüber den bisherigen Normen verändert worden. Soll z.B. eine Verkabelung nach EIA/TIA 568 A vorgenommen werden, so gilt die untere Tabelle mit der Maßgabe, daß die Paare 2 und 3 getauscht werden (eckige Klammern!).
|Klemmen/ | Farbe | Verwendung
|Pins | | 10BASE-T| ISDN | Token-Ring |
--------------------------------------------------------------------
| 5 | weiß/blau | | 1b | 1b |
Paar 1 | | | | | |
| 4 | blau | | 1a | 1a |
--------------------------------------------------------------------
| 1 [3] | weiß/orange | 1a | | |
Paar 2 [3] | | | | | |
| 2 [6] | orange | 1b | | |
--------------------------------------------------------------------
| 3 [1] | weiß/grün | 2a | 2a | 2a |
Paar 3 [2] | | | | | |
| 6 [2] | grün | 2b | 2b | 2b |
--------------------------------------------------------------------
| 7 | weiß/braun | | | |
Paar 4 | | | | | |
| 8 | braun | | | |
--------------------------------------------------------------------
Eine Komplettbeschaltung mit allen 4 Paaren bietet den Vorteil, daß das Kabel universell für alle Anwendungsarten verwendet werden kann, also ISDN S0 Bus, Analoge a/b's, 10BASE-T, Token Ring 4 Mbit/s und 16 Mbit/s.
Zu beachten: Wird das Kabel für eine 'Fast-Ethernet' Verwendung benutzt (100BASE-T), darf die Verdrillung der Paare an den Anschlußklemmen maximal 13 mm geöffnet werden!
Abweichende Kabel
Siemens ICCS-Kabel:
Die Beschaltung erfolgt wie bei EIA/TIA 568 A (eckige Klammern!). Jedes
Paar enthält ein reinweißes Kabel ohne zusätzliche
Farbkennung. Die Farben von Klemme 5 und 4 sind vertauscht.
IEC 708 und IEC 189.2 (z.B. Kerpen Megaline 622/623 S/STP 100 MB Kat.
5):
Die Beschaltung erfolgt wie bei EIA/TIA 568 A (eckige Klammern!) Jedes
Paar enthält ein reinweißes Kabel ohne zusätzliche
Farbkennung. Achtung: Das Kerpen Megaline 522 S/UTP 100 MB Kat. 5 hat
völlig abweichende Farben nach dem PTT-Code! Das Kerpen Megaline 524 SC
entspricht dagegen wieder völlig dem EIA/TIA 568 A (eckige Klammern!)
Das OSI-7-Schichten Modell besteht aus folgenden Schichten:
Üblicherweise wird die Sicherungsschicht noch aufgeteilt in die beiden Unterschichten "logische Verbindungskontrolle (Logical Link Control, LLC)" und "Medienzugriffskontrolle (Media Access Control, MAC)"
In jeder Schicht dieses Modells wird in einer sendenden Station ein oder mehrere Datenpakete der höheren Schicht um spezifische Steuerinformationen (Rahmen) ergänzt, bevor es oder sie als Paket an die darunterliegende Schicht weitergegeben wird. Genauso ist eine Aufteilung eines Pakets der höheren Schicht in mehrere Teile möglich, die jeweils mit eigenen Steuerinformationen an die tiefere Schicht übergeben werden. In der empfangenden Station läuft dieser Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab. Jede Schicht wertet die für sie bestimmten Steuerinformationen aus und entfernt sie, bevor das Datenpaket an die nächsthöhere Schicht weitergegeben wird. Ein in mehrere Teile zergliedertes Paket der höheren Schicht wird wieder zusammengesetzt und eine aus mehreren Paketen der höheren Schicht bestehende Anlieferung wird wieder zerlegt.
Wenn Sie sich diese sieben Schichten für eine Prüfung
oder ähnliches merken müssen, geht das wunderbar über die
Anfangsbuchstaben des folgenden Satzes: "All People Seem To Need Data
Processing".
Es gibt folgende Varianten:
1. Fast Ethernet (100BaseTX / 100BaseT4)
basiert weiterhin auf CSMA/CD. Fast-Ethernet wird über (sternförmig verkabeltes) Level-(Categorie-) 5 - TP-Kabel gefahren. Die Übertragungsraten liegen bei etwa 100 MBits. Der Fast Ethernet Standard wird derzeit von Firmen wie 3Com, Intel, SMC u.a. entwickelt und unterstützt und hat sich im Markt durchgesetzt.
2. 100VG-AnyLan.
HP führte hier ein neues Protokoll ein, statt CSMA/CD wird mit
Demand Priority gearbeitet, wodurch eine bessere Performance mit
Übertragungsraten um 90% erreicht wird. 10 MBit Segmente können
über gesonderte Bridges integriert werden. 100VG-AnyLan wurde zeitweise
von AT&T, HP, IBM und anderen PC-Herstellern favorisiert, konnte sich
aber im Markt nicht durchsetzen. Die Verkabelung für 100VG-AnyLan ist im
Prinzip die gleiche wie bei Fast Ethernet. (10BaseT mit Level (Categorie) 5 -
Kabeln), kann aber auch in einem CAT3 System erfolgen, wobei jedoch 4
Adernpaare erforderlich sind. Zu VGAnylan gibt es bei HP im Internet sehr
gute Infos, ansonsten auch unter 
http://www.io.com/~richardr/vg/vgfaq.htm.
3. ATM
Asyncronous Transfer Mode. Mittels ATM werden über verschiedene "Schalter" dedizierte Verbindungen zwischen 2 Knoten aufgebaut, zwischen denen eine Information übertragen wird.
4. 100-MBit/s-TCNS
Dies ist eine Spezialentwicklung der Firma Thomas-Conrad. Im Prinzip ist diese Entwicklung eine Weiterentwicklung des Arcnet-Standards. Die Vergabe des Busses für eine Datenübertragung wird hier mit Hilfe eines Token-Busverfahrens erreicht. (Gesendet darf nur dann werden, wenn man das "Token" hat). 100-MBit/s-TCNS läuft auf Coax(RG62), STP, UTP, Glasfaser und natürlich auch auf Level (Categorie)-5-Kabel.
5. FDDI
FDDI ist eine Technologie, die hauptsächlich für den Backbonebereich entwickelt wurde. Der Zugriff für Datenübertragungen wurde bei FDDI ebenfalls mit Hilfe einer Token-Methode realisiert und wird ringförmig verkabelt. Es kann auch auf STP- und UTP-Kabel eingesetzt werden.
Das Zugriffsverfahren auf das Übertragungsmedium bei Ethernet nennt sich CSMA/CD: Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detection.
Wenn eine Station was senden will, dann horcht sie auf dem Bus, ob dieser frei ist, d. h. ob sich gerade ein anderes Paket auf der Leitung befindet. Wenn kein Paket da ist, dann geht sie davon aus, daß der Bus zum Senden frei ist und schickt das Paket los. Das macht nun jede Station und deswegen kann es vorkommen, daß mehrere Stationen "gleichzeitig" ihre Pakete losjagen. Die Überlappung zweier (oder mehr) Pakete nennt sich Kollision. Jeder Sender wird diese Kollision erkennen und die Übertragung einstellen, um sie nach einer Zufallszeit zu wiederholen. Wenn es dann wieder crasht, dann wird halt weiter probiert.
Fazit: Es gibt keine Instanz, die den Bus zuteilt. Bei geringer Belastung auf dem Bus ist dieses Protokoll dasjenige mit dem schnellsten Buszugriff. Bei hoher Belastung geht die effektive Datenübertragungsrate in den Keller! Weil beständig Kollisionen auftreten, müssen Datenpakete wiederholt werden. Bei sehr hoher Last überwiegen die Wiederholungsversuche.
In einem bestehenden Netzwerk wird noch das 802.3-Frame verwendet. Die Einbindung neuer Stationen bzw. der Einsatz neuer Treiber erfolgt bereits mit dem 802.2 Frame. Man kann nun in einer Großaktion die Frames von Server und allen Arbeitsstationen gleichzeitig umstellen oder aber es werden (evtl. nur für eine Übergangszeit) beide Frames parallel gefahren. Das ist insbesondere dann (dauerhaft) notwendig, wenn Bootproms noch den alten Frame Ethernet_802.3 zum Booten benötigen.
Die Idee besteht darin, auf einer physikalisch existierenden Karte zwei logische Karten abzubilden, die je ein anderes Frame benutzen (hier am Beispiel NE2000 Karte):
LOAD NE2000 INT=3 PORT=300 Frame=Ethernet_802.3 Name=NETZ3 LOAD NE2000 INT=3 PORT=300 Frame=Ethernet_802.2 Name=NETZ2 BIND IPX TO NETZ3 NET=3 BIND IPX TO NETZ2 NET=2
Die Pakete werden jetzt von der einen logischen Karte auf die andere "geroutet". Zu beachten ist dabei, daß mit dieser Konfiguration auf einem physikalischen Netzwerkstrang zwei logische Netzwerke verwaltet werden (unterschiedliche NET-Adressen im BIND-Befehl).
Nach der Umstellung des Netzwerkes auf den 802.2 Header in den Frames können dann die Einträge zur Konfiguration des 802.3-Frames gelöscht werden.
Die Speicherbelastung und Performanceeinbuße aufgrund von ein oder zwei zusätzlichen Protokollen ist kaum meßbar. Die Netzwerkkartentreiber werden physikalisch nur einmal geladen und von den Protokollen zusammen genutzt, das heißt es wird kein zusätzlicher Cache-Speicher zum Laden des NLMs belegt. Deshalb leidet auch keine Plattenperformance darunter.