LAN-Switching und LAN-Bridging bei lokalen Netzwerken

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Eine Geräteübersicht

Ein Repeater ist, wie wir bereits wissen, ein dummes Gerät zwischen zwei Segmenten des gleichen LAN-Typs, welches diese Segmente nur nachrichtentechnisch verbindet. Mit strukturierter Verkabelung werden keine Repeater mehr benötigt, weshalb sie hier auch nicht weiter besprochen werden.

Eine Bridge ist dagegen ein „intelligentes“ Koppelgerät zwischen zwei gleichen oder unterschiedlichen LANs mit grundsätzlicher, eingeschränkter Vermittlungsfähigkeit. Eine Remote Bridge besteht wiederum aus zwei Teilen und einer Verbindung dazwischen. Wegen der Vermittlungsfähigkeit kann dies auch eine logische Verbindung über ein anderes Netz, z.B. ISDN, sein.

Ein Router besitzt wirkliche Vermittlungsfähigkeit und kann im Gegensatz zur Bridge echte Konversionen und Anpassungen von Datenströmen an unterschiedliche Netze vornehmen. Er wird benötigt, wenn Stationen an unterschiedlichen Netzen untereinander kommunizieren möchten. Die Grenzen zwischen Bridges und Routern sind bei den Produkten nicht immer sauber, weshalb man den Begriff Brouter erfunden hat.

Ein Gateway schließlich hat noch wesentlich mehr Funktionalität und dient dem Übergang in fremde Netzwerkwelten, wie z.B. ein DECnet/SNA-Gateway.

Bridges

Früher wurde der Begriff Bridge nur für Geräte zur Kopplung homogener LANs verwendet. Der Standard IEEE 802 und die Möglichkeit des Übergangs zwischen heterogenen Netzen wie Token Ring und Ethernet mittels der LLC auf der Schicht 2 macht die Bridge heute eher zu einem allgemeinen Element der Vernetzung.

Brücken arbeiten auf den beiden unteren Schichten des ISO-OSI-Modells. Sie sind in der Lage, zwischen lokalem Verkehr auf einem Netz und Verkehr von einem Netz ins andere zu differenzieren. Dazu führen sie elementare Wegwahlverfahren durch.

Die meisten Produkte realisieren keine LLC-Funktionalität, schaffen also eine Verbindung auf MAC-Teilschicht (sogenannte MAC-Level Bridges). Damit wird Unabhängigkeit vom physikalischen Übertragungsmedium erreicht, aber in den gekoppelten Netzen dasselbe LLC-Protokoll vorausgesetzt. Häufig verbinden Brücken Subnetze, die auf MAC-Level identische Protokolle benutzen (reine Ethernet- oder Token-Ring-Subnetzstrukturen). So realisieren sie eine Erweiterung und Strukturierung homogener LANs, d.h. sie heben Längenrestriktionen und Begrenzung der Stationszahl auf, und sie passen Netze strukturell an räumliche und organisatorische Gegebenheiten an.

Die Arbeitsweise von Brücken wird durch den Informationsinhalt der Schicht 2 bestimmt. Die zentrale Schicht-2-Information ist die MAC-Adresse. Mit Hilfe von MAC-Adressen wird der Datenstrom durch die Brücken gesteuert.

Der Vorteil der Netzkopplung auf relativ niedriger Ebene ist die Protokolltransparenz nach oben, die Verbindung ist also unabhängig von der Implementierung der Schichten oberhalb der MAC-Ebene, so dass Anwendungen mit den unterschiedlichsten Protokollen über ein- und dieselbe Brücke laufen können. Für die vernetzten Endgeräte ist eine Brücken-Kopplung unsichtbar. Aus der Sicht eines Endgerätes stellt sich eine Struktur von Brücken-Subnetzen dar wie ein großes unstrukturiertes Netz, solange die Brücken durch Filtersetzungen denkbare Kommunikationsbeziehungen zwischen Subnetzen nicht unterbinden. Der Vorteil dieser Strukturierungsmethode für den Betreiber ist groß: er muss in den Endgeräten keine Brücken-spezifische Konfigurierungen durchführen. Brücken sind somit die LAN-Strukturelemente mit dem niedrigsten Betriebsaufwand.

Bridges benutzen üblicherweise Knotenadressen auf niedrigem logischen Niveau, sie sehen nur einen „flachen“ Adressraum, ohne hierarchische Anordnung der Knoten und Teilnetze. Sie brauchen lediglich den Teil des LAN-Datenpaketes auszuwerten, der als MAC-Level Header bezeichnet wird. Diese Funktion kann praktisch völlig in der Hardware ausgeführt werden.

Die Leistungsfähigkeit einer Bridge hängt im Wesentlichen davon ab, wie sie implementiert ist, und hier gibt es einen weiten Bereich von Möglichkeiten. Die einfachste ist sicherlich die, zwei unterschiedliche LAN-Adapterkarten in einem PC mit etwas Software als Bridge zu verwenden. Hiervon kann man jedoch nicht viel erwarten. Das High End bilden Geräte mit einem Durchsatz von mehreren Millionen Datenpaketen pro Sekunde. Eine weitere, und heute wohl die interessanteste Alternative ist die Implementierung von Brückenfunktionen auf Basis der Switches.

weiter mit: Von der Bridge zum Switch

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