LAN-Switching und LAN-Bridging bei lokalen Netzwerken

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Schleifenunterdrückung

Die Schleifenunterdrückung ist insbesondere bei Ethernet-Brücken und Remote Brücken von Bedeutung. Ein implementierter Schleifenunterdrückungs-Algorithmus ermöglicht es, physikalisch redundante Strukturen auf eine (zyklenfreie) Baumstruktur abzubilden, indem die redundanten Leitungen so deaktiviert werden, dass daraus eine Baumstruktur aktiver Verbindungswege resultiert.

Alle deaktivierten Leitungen befinden sich im „hot Stand-by“, d.h. sie werden im Fehlerfall sofort reaktiviert und ermöglichen die Aufrechterhaltung der Kommunikation. Schleifenunterdrückung ist auf Ethernet-LANs und bei redundanten Remote Verbindungen erforderlich, um ein permanentes Zirkulieren einer einmal gesendeten Last auf dem Netz zu unterbinden.

Spanning-Tree-Verfahren

Digital Equipment hat als erste Firma ein Verfahren zur Schleifenunterdrückung auf den Markt gebracht, das so genannte Spanning-Tree-Verfahren. Dieses Verfahren wurde später von IEEE 802.1, Teil D, leicht abgewandelt.

Anhand bestimmter Parameter wird dabei zuerst eine Wurzel-Brücke bestimmt (z.B. günstige Verarbeitungsleistung, günstige Entfernung zu allen anderen Brücken, etc.). Danach berechnet jede andere Brücke im Rahmen bestimmter Optimalitätskriterien, wie z.B. Kosten oder Kapazität, welcher Ausgang „in Richtung“ der Wurzel-Brücke am günstigsten liegt und bezeichnet ihn als Wurzel-Ausgang. Zuletzt wird für jedes LAN(-Segment) eine Brücke berechnet, die die günstigste Verbindung zur Wurzel-Brücke darstellt (designierte Brücke).

Sämtlicher Verkehr, der nicht lokal ist, läuft über diese Brücke. Jede Brücke hat jetzt nur noch den Wurzel-Ausgang und alle Ausgänge, die LANs anbinden, für welche die Brücke die designierte Brücke ist. Alle anderen Ausgänge sind deaktiviert. Zur Aufrechterhaltung des Spanning Tree tauschen die Brücken in Intervallen ständig Protokollinformationen aus (BPDUs, BridgeProtocol Data Units).