• Repeater und Bridges

(1)

Grundlagen der Rechnernetze

Lokale Netze

(2)

Übersicht

• Protokollarchitektur

• Repeater und Bridges

• Hubs und Switches

• Virtual LANs

• Fallstudie Ethernet

• Fallstudie Wireless LAN

(3)

Protokollarchitektur

(4)

IEEE 802 Referenzmodell

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

(5)

LLC‐PDU und MAC‐Frame

(6)

Funktionen

Verfügbare LLC‐Services

• Unacknowledged‐Connectionless‐

Service

– Keine Fluss‐ und Fehlerkontrolle – Somit keine Auslieferungsgarantien

• Connection‐Mode‐Service

– Logischer Verbindungsaufbau vor der Kommunikation

– Fluss‐ und Fehlerkontrolle

• Acknowledged‐Connectionless‐

Service

– Kein logischer Verbindungsaufbau – Aber Datagram‐Acknowledges – (Kreuzung aus den beiden vorigen)

MAC

• Wer kontrolliert den Medienzugriff?

– Zentralisiert – Verteilt

• Wie kontrolliert man den Medienzugriff (in LANs nur asynchron)

– Round‐Robin

– Reservation

– Contention

(7)

Repeater und MAC‐Bridges

(8)

Repeater: Erweitern des Mediums

Übertragungswiederholung auf der physikalischen Schicht

Repeater

(9)

Nachteile

• Zuverlässigkeit

• Performance

• Sicherheit

• Geographie

LAN 1

LAN 2

LAN 3

LAN n

Repeater 1

Repeater 2

Repeater n‐1

(10)

MAC‐Bridge: Verbinden von LANs

Mit identischer physikalischer und Verbindungs‐Schicht!

(11)

Komplexere Netze mittels Bridges

Bridge

anderes Medium für den Transport der MAC‐Frames zwischen LAN A und LAN B.

Bridge

LAN A LAN B

Auf jeden Fall: die Existenz einer Bridge ist auf Ebene der MAC‐Adressierung völlig

transparent.

Bridge LAN A

LAN B

LAN C

LAN D

(12)

Komplexere Netze mittels Bridges

(13)

Fixed‐Routing

Port für LAN A:

Station 1 Station 2 Station 3 Station 6 Station 7

Port für LAN B:

Station 4 Station 5

Manuell konfiguriert

(14)

Repeater und MAC‐Bridges

Spanning‐Tree‐Algorithmus

(15)

Frame‐Forwarding

Empfang eines MAC‐Frames f adressiert an Station n. Empfang war über Port x:

1. Durchsuche Forwarding‐

Tabelle nach dem Port für n.

(ignoriere dabei den Port x) 2. Wenn kein Port gefunden,

dann sende f an alle Ports außer x.

3. Wenn Port y gefunden und dieser nicht geblockt ist dann sende f an y.

Port für LAN A:

1, 2, 6

Port für LAN B (geblockt):

4

(d.h. 3, 7 und 5 sind aktuell nicht bekannt)

(16)

Address‐Learning

Empfang eines MAC‐Frames f mit Absenderadresse von Station n.

Empfang war über Port x:

• Speichere Absenderadresse in Liste für Port x und setze einen Timeout‐Wert auf den Startwert (zurück).

• Wenn Timer abgelaufen, dann Lösche den Eintrag für n wieder.

Port für LAN A:

1, 2, 6

Port für LAN B:

4

(d.h. 3, 7 und 5 sind aktuell nicht bekannt)

(17)

Loop‐Problem

(18)

Lösung: Konstruiere azyklischen verbundenen Sub‐Graphen

B3

B2

B5

B7

B1

B6 B4

A

B

K F

H

I J G

C

E

D

(das ist ein Spannbaum)

(19)

Vorgehen: Election des Spanning‐Tree‐Root

B3

B2

B5

B7

B1

B6 B4

A

B

K F

H

I J G

C

E

D

Root behält alle

Ports bei.

(20)

Vorgehen: Bridges berechnen kürzeste Pfade zum Root

B3

B2

B5

B7

B1

B6 B4

A

B

K F

H

I J G

C

E

D

Tree‐Root

(21)

Vorgehen: Jedes Netz behält genau eine Nicht‐Root‐Bridge

B3

B2

B5

B7

B1

B6 B4

A

B

K F

H

I J G

C

E

D

1 1 1 1

1 2

Auswahlkriterium:

• Bridge am nächsten zum Root

• Bei Gleichstand die mit der kleinsten ID

(22)

Vorgehen: Jedes Netz behält genau eine Nicht‐Root‐Bridge

B3

B2

B5

B7

B1

B6 B4

A

B

K F

H

I J G

C

E

D

1 Ergebnis:

• Bridges mit keinem oder einem Port erfüllen keine Funktion mehr

• Trotzdem sinnvoll: Backup‐Bridges

(23)

Repeater und MAC‐Bridges

Verteilte Realisierung des Spanning‐Tree‐Algorithmus

(24)

Start des Algorithmus

B3

B2

B5

B7

B1

B6 B4

A

B

K F

H

I J G

C

E

D

Jede Bridge deklariert sich anfangs als Root‐Bridge.

Die Root‐Bridge sendet periodisch über alle Ports eine Konfigurationsnach‐

richt mit folgendem Inhalt:

1. ID der Root‐Bridge 2. Hop‐Distanz zur Root‐

Bridge

3. ID der sendenden Bridge

Beispiel: Was versendet B3?

(25)

Wechsel von Root‐ zu Nicht‐Root‐Bridge

B3

B2

B5

B7

B1

B6 B4

A

B

K F

H

I J G

C

E

D

Eine Root‐Bridge deklariert sich nicht mehr als Root‐

Bridge, sobald eine kleinere Root‐Bridge‐ID als die

eigene empfangen wurde.

Ab dann können nur noch Konfigurationsnachrichten (mit um eins erhöhtem Hop‐Count) über alle

(außer dem Empfangsport) weiter geleitet.

Beispiel: Was passiert z.B.

nach dem Nachrichtenaus‐

tausch zwischen B2 und B3?