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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 13 LAN-Steuerungsverfahren lokaler Netzwerke

Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Die Welt der Lokale Netze wurde lange Zeit durch die zu den Topologien passenden Steuerungsverfahren geprägt. Auch wenn Steuerungsverfahren bei modernen Systemen aufgrund des LAN-Swichings nicht mehr zum Einsatz kommen, muss man diese kennen, denn viele Probleme sind auch heute noch darauf zurückzuführen. WLAN beispielsweise ist nur deshalb in seiner nutzbaren Realleistung derart begrenzt, weil sein Steuerungsverfahren ein Ableger des alten, bei verkabelten Systemen längst nicht mehr benutzten, Ethernet-Steuerungsverfahrens ist.

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Obwohl die LAN-Steuerungsverfahren kaum noch Relevanz besitzen, muss man sie zur Fehlervermeidung kennen; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Obwohl die LAN-Steuerungsverfahren kaum noch Relevanz besitzen, muss man sie zur Fehlervermeidung kennen; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
( Archiv: Vogel Business Media )

Verkabelung, Sender und Empfänger alleine machen noch kein LAN aus. Erst ein geeignetes Steuerungsverfahren für den LAN-Zugang macht die LANs für eine Gruppe von Anwendern auch benutzbar. Zentrales Problem dabei ist die Regelung des wechselseitigen Ausschlusses auf dem prinzipiell jederzeit allgemein benutzbaren Übertragungsmedium. Wenn nämlich mehr als eine Station gleichzeitig sendet, entsteht eine Signalmischung und somit Unfug auf der Leitung.

Die wichtigsten Elemente des Layer 2 sind die Zugriffssteuerungsmethoden für den gemeinsamen, geordneten Zugriff auf das ausschließlich wechselseitig zu benutzende Bus- oder Ring-Medium.

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Sowohl bei Bussen als auch bei Ringen ist es so, dass bei langsameren Übertragungsraten die Anzahl der zu einem Zeitpunkt gleichzeitig auf dem Netz darstellbaren Bits üblicherweise geringer ist als die durchschnittliche Anzahl der Bits eines Datenpaketes. Dies ändert sich erst bei sehr schnellen Netzen, so ca. ab 100 Mbit/s.

Dies zieht nach sich, dass zu einer Zeit nur eine Station senden sollte, da es sonst Durcheinander auf dem Medium gibt. Das Zugriffsverhalten regelt als Teilschicht des Layer 2 die Medium Access Control MAC.

Ein weiteres wesentliches Element des Layer 2 bei LANs ist die ist die Logische Verbindungskontrolle Logical Link Control LLC, die die Ressourcen der Zugriffskontroll- und Übertragungseinrichtungen zu einer abstrakten Paketübertragungsressource, wie TCP/IP, auf die sich die höheren Schichten beziehen können, formt.

Klassifizierung lokaler Netze

Eine Klassifizierung Lokaler Netze kann über die Steuerungsalgorithmen der Sicherungsschicht geschehen, wobei sich die Verfahren CSMA/CD (Wettbewerb mit Kollisionskontrolle, Bus, Baum) und Token Passing (Weitergabe einer physikalischen (Ring) bzw. logischen Sendeberechtigung (Bus) nach Abschluss der eigenen Sendung) durchgesetzt haben. Vom Standpunkt der Sicherheit und Fairness aus sind bei vielen gleichzeitig sendenden Stationen deterministische Verfahren wie Token vorzuziehen, da das CSMA/CD-Wettbewerbsverfahren bei Hochlast unter ungünstigen Umständen keinen sinnvollen Durchsatz mehr erzielen kann. Bei unregelmäßiger Verteilung der Sendeintensität einzelner Stationen kann CSMA/CD jedoch eine bessere Effizienz ermöglichen.

Bei klassischen LANs benötigt man derartige Steuerungsverfahren, beim Einsatz von Hubs auch, denn sie machen ja nur die klassischen LANs nach. Beim Einsatz von Switches benötigt man die Steuerungsverfahren dagegen nicht mehr, weil es dem Switch egal ist, wie viele Stationen gleichzeitig senden – er kann auch dann praktisch alles komplett herumschalten und weitervermittlen. Aber: Niemand möchte für seine PCs neue Adapterkarten und Software kaufen, nur weil das alte Netz zu klein geworden ist und man einen kleinen Hub durch einen starken Switch ersetzt. Damit ein geswitchtes Netz funktioniert, muss der Switch also so tun, als sei er ein normales Netz. Er antwortet also genauso auf die Signale des Steuerungsverfahrens als würde er dieses noch benutzen. Eine Notlüge sozusagen.

weiter mit: Token-Passing-Steuerungsverfahren

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