Computervermittelte Kommunikation

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Kapitel 8: OSI-Schicht 2: Data Link Layer -- Verbindungssicherungs-Schicht


von Margarete Payer

mailto: payer@hbi-stuttgart.de


Zitierweise / cite as:

Payer, Margarete <1942 - >: Computervermittelte Kommunikation. -- 8. OSI-Schicht 2: Data Link Layer -- Verbindungssicherungs-Schicht. -- Fassung vom 8. Juni 1999. -- URL: http://www.payer.de/cmc/cmcs08.htm. -- [Stichwort].

 

Erstmals publiziert: 1995

Überarbeitungen: 23. Juni 1997; 8. 6.1999 [grundlegende Neubearbeitung und Erweiterung]

Anlass: Lehrveranstaltungen an der HBI Stuttgart

©opyright: Dieser Text steht der Allgemeinheit zur Verfügung. Eine Verwertung in Publikationen, die über übliche Zitate hinausgeht, bedarf der ausdrücklichen Genehmigung der Verfasserin.


Zur Inhaltsübersicht von Margarete Payer: Computervermittelte Kommunikation.


8.0. Übersicht



8.1. Merkmale der Verbindungssicherungs-Schicht


Die Verbindungssicherungs-Schicht nutzt die Übertragungsleistung der Bitübertragungsschicht, um die Daten fehlerüberprüft von einer Station auf einer Leitung zu einer anderen Station zu übertragen.

Wegen der Fehlerkontrolle benötigt man dazu Pakete.

Für vermaschte Netze sind diese Funktionen der Verbindungssicherungsschicht ausreichend: die Verbindung genau einer Station mit einer anderen wird auf der Bitübertragungsschicht durch feste Verkabelung oder Vermittlung (switching) hergestellt. Bei Broadcast-Netzen stellt die Bitübertragungsschicht aber keine Verbindung zwischen genau zwei Stationen her, deshalb hat das IEEE die Zwischenschicht Medium Access Control Sublayer (MAC) eingeführt. Der MAC dient bei Broadcast-Netzen dem Zweck, Pakete genau von einer Station zur anderen zu übertragen. Den über dem MAC liegenden Rest der Verbindungssicherungsschicht nennt man Logical Link Control (LLC).

Die IEEE 802.2 Working Group unterteilte den Data Link Layer des OSI für LANs also in zwei Sublayer:

Schicht 3

Network Layer -- Vermittlungsschicht

Schicht 2.2

Logical Link Control (LLC): allen standardisierten LANs gemeinsam

Schicht 2.1

Media Access Control (MAC) - Mediumzugriffs-Steuerung: Protokoll-spezifisch, d.h.:

CSMA/CD-MAC

Token-Ring-MAC

Token-Bus-MAC

usw.
Schicht 1

Physical Layer -- Bitübertragungsschicht


Merkmale der Verbindungssicherungsschicht im Unterschied zur Bitübertragungsschicht:

  • die Verbindungssicherungs-Schicht ist eher Software-orientiert
  • die übertragenen Daten werden nicht als Bitstrom aufgefasst, sondern als strukturierte Nachricht
  • es wird nicht nur die Übertragung eines Bit oder Zeichens betrachtet, sondern der gesamte Ablauf eines Kommunikationsvorganges, wozu mehrfacher Nachrichtenaustausch in beiden Richtungen gehören kann
  • es findet Fehlererkennung und der Versuch der Fehlerkorrektur statt

Aufgaben der Verbindungssicherungs-Schicht:


Funktionen innerhalb der Verbindungssicherungs-Schicht:


8.2. Protokolle für die Verbindungssicherungs-Schicht


OSI Service Definition:

WAN:

LAN:

Packet-switched data network:

Public-switched telephone network:

ISDN:


8.3. Schicht 2.1: Media Access Control (MAC) -- Mediumzugriffs-Steuerung


Der MAC Sublayer realisiert für meist sehr kurze Zeiten (ca. 1/10 Millisekunde) eine Verbindung zwischen zwei Stationen.

Arten der Zuteilung eines Zugriffs auf das Übertragungsmedium:

Eine andere Einteilung der Mediumzugriffssteuerung:


8.3.1. Media Access Control (MAC) -- Mediumzugriffs-Steuerung in Broadcast-LANs


In MAC werden die Zugriffsmethoden (Access Methods) auf das physikalische Datenübertragungsmedium des LAN definiert.

Diese Zugriffsmethoden beziehen sich nur darauf, ob eine LAN-Station auf dem LAN zu einem bestimmten Zeitpunkt Daten übertragen und empfangen kann.


8.3.1.1. Weiterführende Ressourcen zu LANs


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Ressourcen in Printform:

Kauffels, Franz-Joachim: Lokale Netze. -- Bonn : MITP, ©1998. -- 960 S. : Ill. -- ISBN 382664042X. -- [Hervorragend, praxisbezogen, ein MUSS für jede mit LANs Befasste]. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}


8.3.1.2. MAC-Adresse


Jede LAN-Station hat eine einmalige Adresse, die MAC-Adresse (so genannt, weil der MAC Sublayer diese Adresse definiert).

Die einmalige Adresse wird auf der Netzwerkkarte auf einem PROM vom Hersteller eingebrannt. Sie besteht aus einem von der IEEE zugeteilten Zahl für den Hersteller, sowie einer einmalig vom betreffenden Hersteller vergebenen Zahl (Vgl. ISBN).

Jedes Datenpaket enthält zwei physikalische Adressen:

Traditionelle LANs sind Broadcast-orientiert, d.h.

Moderne LANs verwenden Vermittlungstechniken, um das LAN zu segmentieren und durch Broadcasting verursachten unnötigen Datenverkehr zu reduzieren. Dazu verwendet man vor allem schnelle Layer-3-Switches (s. Kapitel 9)


Weiterführende Ressourcen zu Switches:

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Hersteller:


8.3.1.3. Zugriffsverfahren


Grundsätzlich sind bei Broadcast-LAN's folgende Zugriffsverfahren in Gebrauch:


8.3.1.4. CSMA/CD


CSMA/CD = Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection.

  • Carrier Sense: Jeder in das Netzwerk eingebundene Rechner "hört" laufend die Leitung ab, ob gerade ein anderer Rechner sendet. Solange ein anderer Rechner beim Senden ist, darf kein anderer Rechner senden. Carrier Sense bedeutet also: Abhören, ob die Leitung gerade belegt ist.
  • Multiple Access: Jeder ins Netzwerk eingebundene Rechner kann jederzeit über die einzige (!) Leitung senden, solange die Leitung nicht besetzt ist, d.h. kein Trägersignal (Carrier) erkannt wird. Multiple Access bedeutet: mehrere Rechner haben Zugriff auf eine einzige Leitung.
  • Collision Detection: Wenn mehrere Rechner gleichzeitig bei leerer Leitung senden, kommt es zu Datenkollision. Die Ethernet- Hardware erkennt dies sofort und stoppt das Senden aller Rechner. Alle Sender bekommen eine zufällige Zeitspanne zugeteilt, die sie warten müssen, bis sie wieder "abhören" dürfen, ob die Leitung frei ist. Durch diese unterschiedlichen Wartespannen wird verhindert, dass die Rechner gleich wieder gleichzeitig senden. Collision Detect bedeutet also, dass eine Datenkollision entdeckt und behoben wird.

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Abb.: Schematische Darstellung des CSMA/CD-Zugriffsverfahrens


8.3.1.4.1.  Ethernet und ISO 8802.3


Ethernet und ISO 8802.3 sind weitgehend, aber nicht vollkommen identisch: sie haben eine unterschiedliche softwarebedingte Paketstruktur. Meist wird Ethernet als Oberbegriff sowohl für Ethernet im engeren Sinn als auch für ISO 8802.3 verwendet. TCP/IP und DECnet verwenden Ethernet im engeren Sinne, AppleTalk und Novell Netware verwenden ISO 8802.3. Ethernet im engeren Sinne erlaubt nur connectionless services, ISO 8802.3 erlaubt auch connection-oriented services.


Kurzcharakteristik von Ethernet:

  • Ethernet ist eine Zugriffsmethode, die sich streng an CSMA/CD hält
  • Ethernet ist Hardware, nicht Software
  • Ethernet bezieht sich nur auf die Schichten 1 und 2.1 von OSI, deshalb lässt es verschiedene Protokolle in den höheren Schichten zu (z.B. TCP/IP; AppleTalk), es ist eine Multiprotokoll-Lösung
  • Ethernet ist Broadcast oriented, d.h. die Datenpakete werden unabhängig von der Adresse durch das ganze Netzwerk gesandt
  • Ethernet bietet nur connectionless service, d.h. Ethernet garantiert nicht, dass das Datenpaket auch seinen Empfänger erreicht oder, dass die Empfängerstation überhaupt aktiv am LAN ist. Die Protokolle der über Ethernet liegenden OSI-Schichten enthalten meist Kontrollmechanismen für die zustandgekommene Verbindung.

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Abb.: Ethernet-Karte


Datenblatt ISO 8802.3:


Weiterführende Ressourcen zu Ethernet:

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8.3.1.4.2.  Fast Ethernet (IEEE 802.3u)


Fast Ethernet ist traditionelles CSMA/CD mit 100 MBit/Sekunde über verdrillten Zweidrahtleiter. Fast Ethernet unterstützt auf der Bitübertragungsschicht folgende Übertragungsmedien:

"Die Leistungsmöglichkeiten des Systems liegen im Rahmen der Analyse von CSMA/CD: es hängt ganz davon ab, wieviele Stationen an einem 'Segment', also einer Kollisonsdomäne, gemeinsam arbeiten und welche durchschnittliche Paketlänge sie haben."

Kauffels, Franz-Joachim: Lokale Netze. -- Bonn : MITP, ©1998. --ISBN 382664042X. -- S. 683. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}


Weiterführende Ressourcen zu Fast Ethernet:

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Organisationen:


8.3.1.4.4.  Gigabit Ethernet (IEEE 802.3b und 802.3z)


Gigabit Ethernet unterstützt CSM/CD sowie das Datenformat von Ethernet. So können die meisten vorhandenen Ethernet-Installationen weiterhin benutzt werden.

Durch die Verwendung von Hochleistungs-Switches werden zwischen den Datenstationen dedicated Verbindungen hergestellt, so dass Collision Detection (CD) faktisch nicht nötig ist. CSM/CD wurde nur wegen der Abwärtskompatibilität mit traditionellem Ethernet beibehalten. Gigabit Ethernet hat keine Prioritätsmechanismen und auch keinen Quality of Service. Trotzdem wird behauptet, es eigne sich auch für zeitkritische Anwendungen (Echtzeit-Multimedia).

Gigabit Ethernet ist inzwischen über Entfernungen von 110 km möglich. In den USA sind bereits mehrere Städte und Knotenpunkte über Gigabit-Ethernet und Monomode-Lichtwellenleiter miteinander problemlos verbunden. Auch Universitätsnetze nutzen Gigabit-Ethernet.

Im Juni 1998 verabschiedetet IEEE folgende Standards für die Bitübertragungsschicht von Gigabit Ethernet:

In Vorbereitung ist ein Standard für Gigabit-Ethernet über Kupferkabeln (IEEE 802.3ab -- 1000BaseT).

"Ein renommierter, neutraler Test hat Anfang 98 gezeigt, dass die Gigabit Ethernet-Switches schon in ihrer ersten Generation völlig neue Maßstäbe setzen:
  • 12 Millionen geroutete IP-Pakete pro Sekunde
  • 18 Millionen geswitchte Layer-2-Pakete pro Sekunde
  • ...
  • keine Paketverluste bei 200% Last
  • Erstklassige Flusskontrolle und Priorisierung
  • Kosten von weniger als einem Dollar pro Megabit pro Sekunde."

[Kauffels, Franz-Joachim: E-Business. -- Bonn : MITP, ©1998. -- ISBN 3826604857. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}


Weiterführende Ressourcen zu Gigabit Ethernet:

Organisationen:


8.3.1.5. Token-Bus (ISO 8802.4)


Im Gegensatz zu Ethernet ist Token-Bus ein Broadband-Verfahren, d.h. es kann gleichzeitig über mehrere Kanäle auf dem gleichen Breitband-Koaxialkabel gesendet werden. Das Token folgt einem logischen Ring. ARCNET ist ein Token-Bus-Netzwerk, allerdings nicht konform mit ISO 8802.


8.3.1.6. Token-Ring (ISO 8802.5)


Token-Ring wurde von IBM entwickelt und war lange Zeit die einzige Zugriffsmethode, die von IBM unterstützt wurde. 1985 wurde Token-Ring durch das IEEE standardisiert.

Token-Ring ist eine Zugriffsmethode, bei der die Netzwerkstationen Zugriff auf das Übertragungsmedium (Kabel) dadurch erhalten, dass sie ein sog. Token (einen "Staffettenstab") "ergattern". Das Token ist ein spezielles Bitmuster, das ständig im logischen Ring zirkuliert. Es zirkuliert nur ein einziges Token im Ring. Eine Netzwerk-Station, die senden will, wartet bis das freie Token bei ihr vorbeikommt. Dann wandelt die Station das Token in ein Datenpaket um und sendet dieses Paket im broadcast mode in den Ring. Die Stationen, an denen das Datenpaket vorbeikommt, vergleichen die Adresse und "fischen" die Datenpakete, die für sie bestimmt sind, heraus. Die Empfangsstation kopiert das Datenpaket und sendet es mit der Empfangsbestätigung wieder in den Ring. Die Sendestation "fischt" das Datenpaket aus dem Ring, trennt das Token und gibt das Token wieder in den Ring frei. Es ist möglich, in Token-Ring Prioritätsstufen für die Datenübermittlung zu setzen.

Datenblatt ISO 8802.5:


Weiterführende Ressourcen zu Token Ring:

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8.3.1.7. FDDI -- Fiber Data Distributed Interface (ANSI X3T9.5)


FDDI kann bis zu 500 DASs (Dual Attachement Station) oder bis zu 1000 SASs (Single Attachement Station) verbinden. 100Mpbs. FDDI ist eine Zugriffsmethode, die ein Token verwendet und gleichzeitig den Zugriff auf das Übertragungsmedium (Kabel) zeitlich beschränkt. Der Umgang mit dem Token ist ähnlich wie bei Token-Ring (wenn auch die Formate, Algorithmen usw. in beiden Fällen sehr unterschiedlich sind). Der wesentliche Unterschied ist, dass eine Station, die das Token bekommen hat, so lange Datenpakete senden darf, bis eine bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist.

FDDI hat als logische Topologie einen gegenläufigen Doppelring. Wenn ein Teil des Rings ausfällt rekonfiguriert sich der Doppelring an den betroffenen Knoten selbst zu einem einfachern geschlossenen Ring. Dadurch ist FDDI nicht so störungsanfällig wie sonstige Ringtopologien.

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Abb.: FDDI-Ringstruktur und ihre Wirkung beim Ausfall eines Teilnetzes

FDDI teilt die Bitübertragungsschicht (Physical Layer) des OSI-Referenzmodells in zwei Unterschichten:

Schicht 1.2 Physical Layer Protocol (PHY) -- Bitübertragungsschicht-Protokoll
Schicht 1.1 Physical Layer Medium Dependent (PMD) -- Übertragungsmedium-abhängige Bitübertragungsschicht

Datenblatt FDDI:


FDDI-II:

FDDI ist für Netzwerke gedacht, die für Echtzeit-Multimedia-Übertragungen geeignet sein müssen. Man erreicht dies durch Multiplexing-Techniken, die die Bandbreite in 16 Kanäle aufteilen, welche für Dedicated Circuits bis zu 99 Mbit/Sekunde genutzt werden können.


CDDI -- Copper Distributed Data Interface:

CDDI folgt dem FDDI-Standard, nutzt aber als Kabel nicht-abgeschirmte verdrillte Zweidrahtleiter (bis 100 m zwischen den Knoten)


Weiterführende Ressourcen zu FDDI:

Organisationen:


8.3.1.8. Demand Priority Access Method: 100VG-AnyLAN   (IEEE 802.12)


VG steht für Voice Grade, d.h. ein relativ minderwertiges Kabel (höchstens Kategorie 3). 100VG-AnyLAN setzt eine sternförmige Topologie voraus. Alle Stationen sind mit einem Hub verbunden. Eine Station, die senden will, muss eine Meldung an den Hub schicken. Der Hub entscheidet zentral, ob gesendet werden darf oder nicht. Man kann unterschiedliche Prioritätsstufen definieren und auch einzelnen Stationen dauerhaft oder temporär bestimmte Prioritätsstufen zuordnen; z.B. kann man einer Station für die Dauer einer Echtzeitübertragung (Video) höchste Priorität einräumen. 100VG-AnyLAN unterstützt sowohl das Ethernet-Paketformat als auch das Token-Ring-Paketformat.

"Die 100 VG-AnyLAN-Bewegung wird maßgeblich von Hewlett-Packard und AT&T Microelectronics getragen. IBM unterstützt das Vorhaben zwar, aber auch den anderen wichtigen Vorschlag 10Base-T, FDDI und hat selbst mit preiswerten 25 Mbit/s ATM-Adapterkarten einen Vorstoß in eine ganz andere Richtung gemacht." Kauffels, Franz-Joachim: Lokale Netze. -- Bonn : MITP, ©1998. --ISBN 382664042X. -- S. 682. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}


Weiterführende Ressourcen zu 100VG-AnyLAN:

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8.3.1.9. LocalTalk


LocalTalk ist das LAN-Protokoll, das in Apple-Computern realisiert ist. Es ist ein Bussystem über  verdrillten Zweidrahtleiter (Telefonkabel) mit Daisy-chain-Verfahren ("Ringelreigen": Zugriff in Reihenfolge der Anforderung).


8.3.1.10. Wireless LANs


Für drahtlose (wireless) LANs gibt es unterschiedliche, oft proprietäre Protokolle. Für Einzelheiten wird auf die weiterführenden Ressourcen verwiesen.


Weiterführende Ressourcen zu Wireless LANs:


8.3.1.11. VLANs -- Virtual LANs


Siehe Kapitel 4#4.4.1.


8.4. Schicht 2.2: Logical Link Control (LLC)


Die Logical Link Control definiert die Standardschnittstelle für den Zugriff höherer Protokollschichten auf die Leistungen der LAN-Subsysteme.

LLC-Standard ISO 8802.2 ist ein Subset des High-Level Data-Link Control (HDLC) Protokolls. LLC verwendet die Spezifikation Asynchronous Balanced Mode (ABM). ABM ermöglicht Peer-to-peer-Kommunikation auf einem LAN. LLC ist unabhängig von den Zugriffsmethoden, es ist also über Ethernet, Token-Ring, FDDI u.ä. anwendbar. ISO 8802.2 ist so konzipiert, dass verbreitete LAN/WAN-Protokolle wie TCP/IP, XNS, NetWare u.ä. mit ihm kompatibel sind.

LLC Nach ISO 8802.2 kann auf drei verschiedene Arten implementiert werden:


8.4.1. LLC-Kopffeld nach ISO 8802.2


Die wichtigsten Informationen im LLC-Kopffeld sind die Angaben über den Dienstzugangspunkt -- Service Access Point (SAP) beim Sender (SSAP) und beim Empfänger (DSAP).

Der Dienstzugangspunkt (SAP) identifiziert den Dienst auf einer Netzwerkstation, von dem ein Datenpaket kommt bzw. an den es geht. Alle SAP sind durch das IEEE normiert. Wichtige Dienste im Sinne des SAP sind z.B.:

Der SAP ermöglicht es, dass auf einer einzelnen Netzwerkstation mehrere Dienste implementiert sind (z.B. Novell NetWare und TCP/IP).


8.4.2. LLC1: SubNetwork Access Protocol (SNAP)


Die häufigste Implementierung von LLC1 ist das SubNetwork Access Protocol (SNAP), eine Unterabteilung von ISO 8802.2. Es ermöglicht, dass jedes höhere Protokoll über jedem der ISO 8802.x LANs (8802.3 - CSMA/CD; 8802.4 - Token-Bus; 8802.5 -- Token-Ring) laufen kann. Jedes Protokoll kann SNAP benutzen und so ein Pseudo-ISO/IEEE-Protokoll werden. SNAP wird unterstützt von: Novell NetWare, TCP/IP, AppleTalk und vielen anderen.


8.5. High-level data link control (HDLC) (ISO)


HDLC gehört zu den umfassenden Data-Link-Layer-Protokollen. Diese Protokolle enthalten auch Anteile des MAC-Sublayer wie z.B. Fehlerkontrolle. Fast alle umfassenden Data-Link-Layer-Protokolle stammen von IBMs SDLC (Synchronous Data Link Control) ab.

HDLC ist untergliedert in:


8.6. Frame Relay


Frame Relay ist eine Paket-Vermittlungs- (packet-switching) Technologie. Bei Frame Relay werden Frames (Datenpakte variabler Größe) über eine vorgegebene Route von einem Punkt zu einem anderen über vorprogrammierte Switches (Weichen)  transportiert. Da Frame Relay auf OSI-Ebene 2 arbeitet, d.h. die Wege einmal programmiert werden und nicht mittels Routing-Protokollen (OSI-Schicht 3) jeweils ermittelt werden müssen, ist Frame Relay sehr schnell.

Mit Frame Relay kann man Virtuelle Private großflächige Netzwerke bilden. Man mietet beim Telekommunikations-Anbieter Permanent Virtual Circuits (PVC -- ständige virtuelle Verbindungen) mit einer bestimmten Datenrate (CIR -- Committed Information Rate = garantierte Übertragungsgeschwindigkeit)) zwischen 56 KBit/SEkunde und 45 MBit/Sekunde).

Als Anschlussgeräte braucht der Nutzer FRADs (Frame Relay Access Device). Ein FRAD kapselt die Datenpakete in Frames (Pakete variabler Länge) und sendet sie über den vorprogrammierten Weg zum Empfänger. Beim Empfänger entfernt das FRAD den Frame und übergibt die Datenpakete an das LAN. Ein FRAD ist ähnlich wie ein Router, es muss aber nicht die Route aufgrund von Routing Protokollen festlegen, sondern bildet Frames mit der Information über die vorprogrammierte Route, den Permanent Virtual Circuit (PVC).

Ein Permanent Virtual Circuit (PVC -- ständige virtuelle Verbindung) hat folgende Eigenschaften:

Während X.25, das "klassische" Protokoll für Datenpaket-Vermittlung über Telekom-Anlagen, von störanfälligen Leitungen ausgeht und deswegen unterwegs häufig Fehlerkontrolle und Fehlerbehebung durchführt, geht Frame Relay von zuverlässigen Übertragungsmedien aus, hat unterwegs selten Fehlerkontrolle und überlässt die Fehlerbehebung den höheren Protokollen an den Endstellen (Sender und Empfänger). Dies ist einer der Gründe warum Frame Relay schneller ist als X.25, aber auch der Grund, warum X.25 in vielen Länden mit schlechter Leitungsinfrastruktur weiterhin in Gebrauch ist.

Seit kurzem bieten Frame-Relay-Provider auch Switched Virtual Circuits (SVC) -- virtuelle Wählverbindungen an. Damit ist die Wählverbindung (wie beim Telefon) zwischen allen Punkten mit FRADs möglich. Dies macht Frame-Relay für Telefonverkehr (Voice over Frame Relay) interessant. Bis vor kurzem war die Telefonqualität aber wegen Verzögerungsproblemen und Problemen mit der Komprimierung schlecht. Seit 1997 scheinen diese Probleme gelöst zu sein.

Aufbau eines Frame Relay Frame:

Flag Verbindungsinfo Datenpaket Checksumme Flag
1 Byte 2 bis 4 Bytes 0 bis 4000 Bytes 2 Bytes 1 Byte

Weiterführende Ressourcen zu Frame Relay:

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Organisationen:

FAQ:


8.7. Cell Relay


Cell Relay ist eine Paket-Vermittlungs- (packet-switching) Technologie, die analog zu Frame Relay ist. Der wesentlichste Unterschied ist:

Eine Cell hat die feste Größe von 53 Bytes. Die konstante Größe der Cells ermöglichst sehr schnellen Datendurchsatz im Vergleich mit Frame Relay (denken Sie an die Probleme bei einer Verkehrsampel, wenn dort gleichzeitig Großlaster und Kleinwagen warten).

Cell Relay ist connection oriented: eine Anfangs-Cell erstellt einen Verbindungsweg, alle darauffolgenden Cells folgen diesem vorgegebenen Weg (kein Routing mehr nötig!).

Cell Relay verbunden mit schnellem Switches (Weichen) und Glasfaserkabeln ermöglicht sehr schnelle Datenverbindungen.

Die zur zeit gebräuchlichste Cell-Relay-Technik ist ATM.


8.7.1. ATM -- Asynchronous Transfer Mode


ATM gehört zu OSI-Layer 2, wurde aber aus systematischen Gründen schon in Kapitel 7 [cmcs07.htm#7.3.5.1.] im Zusammenhang mit B-ISDN behandelt.


8.7. Anhang: DQDB -- Distributed Queue Dual Bus


DQDB ist ein IEEE 802.5 Standard für MANs (Metropolitan Area Networks). DQDB verwendet zwar Cells, ist aber im Gegensatz zu ATM ein connectionless service, d.h. kein Cell Relay. Er wird international als SDMS, in Deutschland als Datex-M angeboten:


"Datex M ist ein Hochgeschwindigkeitsservice der Deutschen Telekom, der Bandbreiten bis zu 34 Mbit/s abdeckt. Datex M basiert auf dem internationalen Standard SMDS (Switched Multimegabit Data Service). Als erster weltweit standardisierter Breitbandservice ist dieses Verfahren besonders auf die LAN-to-LAN-Kommunikation und die Vernetzung von Großrechnern zugeschnitten. Im Gegensatz zu T-Net ATM handelt es sich bei Datex M um einen verbindungslosen Service. Jede Datenzelle sucht sich selbst den günstigsten Weg durch das Netz. Erst am Ziel werden die einzelnen Zellen wieder zu einer vollständigen Datei zusammengefügt"


Weiterführende Ressourcen zu DQDB:


8.8. Fibre Channel


Fibre Channel ist ein ANSI-Standard von 1995 für flexible Datenübertragung im Gigabit-Bereich, der die Verbindung von Hochgeschwindigkeits-Computer-Komponenten (Peripheriegeräte, Mainframes, medizinische Bildgebungstechniken usw.) in einer relativ lokalen Umgebung (bis 10 km zwischen zwei Knoten) ermöglicht. Fibre Channel hat Merkmale eines Netzwerkes, ist aber kein Netzwerk im klassischen Sinn.

Fibre Channel unterstützt Übertragung in variablen Datengrößen: große Datenblöcke müssen nicht in kleinere Pakete aufgeteilt werden. Übertragungsraten von über 100 MB/Sekunde in beide Richtungen sind möglich.

Fibre Channel transportiert die Daten über Fibre Channel Switches (Weichen) in Paketen variabler Länge.

Fibre Channel ermöglicht Storage Area Networks (SAN) (seit 1998 entwickelt), d.h. Netzwerke, in denen Speicherressourcen in Echtzeit von allen Servern und Clients in direktem Zugriff genutzt werden können.

Fibre Channel ermöglicht den Aufbau von Netzwerken mit unterschiedlichen Topologien und Verbindungstechniken sowie auch von Point-to-Point-Verbindungen.

Als Übertragungsmedien werden Lichtwellenleiter und verdrillte Zweidrahtleiter verwendet.

Für die Implementation von Fibre Channel ist das Jahr 2000 vorgesehen.


Weiterführende Ressourcen zu Fibre Channel:

Organisationen:


8.9. Die Verbindungssicherungsschicht im Internet


8.9.1. HDLC -- High level data link control


s. oben


8.9.2. SLIP -- Serial Line Internet Protocol


SLIP: Nonstandard for transmission of IP datagrams over serial lines:

SLIP ist ein sehr einfaches Protokoll, um IP-Datagramme über serielle Point-to-point-Verbindungen zu schicken. (Siehe die Begründung unten bei PPP). Es packt die Daten einfach in einen "Umschlag" (Frame) und verschickt sie. SLIP kann verschiedene Verbindungen (z.B. telnet und ftp) multiplexen. Im Unterschied zu PPP kann SLIP nur IP-Pakete einkapseln.

Für Anwendungsprogramme, die über WinSock laufen, spielt es keine Rolle, ob SLIP oder PPP zugrundeliegt.


Weiterführende Ressourcen zu SLIP:

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8.9.3. PPP: Point-to-Point Protocol


Protokoll, um IP-Datagramme über serielle Point-to-point-Verbindungen (Dialup-Verbindungen oder Leased Line) zu schicken. IP ist ja ein Internet-Protokoll, setzt also voraus, dass die Teilnehmer einem Netzwerk angehören. PPP ermöglicht Teilnehmern, die keinem Netzwerk angehören (Dial-Up) den Zugang zum Internet. PPP unterstützt auch Nicht-IP-Protokolle:

PPP kapselt die Protokolle der höheren OSI-Ebenen in ein Frame ein:

Start Adresse Kontrolle
(laufende Nummer des Pakets)
Eingekapseltes
Protokoll
(z.B. IP)
Eingekapselte
Daten
Check Sum (Fehlerkontrolle) Ende
1 Byte 1 Byte 1 Byte 2 Byte Variabel 2 Byte 1 Byte

Mit PPP kann man auch LANs zu einem Internetzwerk zusammenschließen.

PPP kann verschiedene Verbindungen (z.B. telnet und ftp) multiplexen. PPP enthält einen Kompressionsmechanismus sowie error detection.


Weiterführende Ressourcen zu PPP:

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Organisationen:


8.9.4. PPP Multilink


PPP Multilink ist eine Erweiterung von PPP. PPP Multilink ist ein Bandwith-on-demand Protokoll, das es ermöglicht, verschiedene Verbindungen zwischen zwei Punkten zu bündeln, um größere Bandbreite (Übertragungsraten) zu erreichen (z.B. Kanalbündelung bei ISDN: die beiden B-Kanäle mit jeweils 64000 Bps werden zu einem 128000 Bps Kanal gebündelt). Die Verbindungen, die gebündelt werden, können unterschiedlich sein (z.B. Leased Line + Dial-up).

 


8.10. Weiterführende Ressourcen


Ressourcen in Printform:

Kauffels, Franz-Joachim: Lokale Netze. -- Bonn : MITP, ©1998. -- 960 S. : Ill. -- ISBN 382664042X. -- [Hervorragend, praxisbezogen, ein MUSS für jede mit LANs Befasste]. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}

Kauffels, Franz-Joachim: Moderne Datenkommunikation : eine strukturierte Einführung. -- 2. Aufl. -- Bonn [u.a.] : Thomson, ©1997. -- ISBN 3826640160. -- S. 94. --  [Hervorragend, praxisbezogen, sehr empfehlenswert]. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}

Sheldon, Tom: Encyclopedia of networking. -- Berkeley [u.a.] : McGraw-Hill, ©1998. -- 1164 S. : Ill. + 1 CD-ROM. -- ISBN 0078823331. -- [Unentbehrlich!]. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}


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