19.11.2001

Netzwerke (Grundlagen)

OSI = Open System Interconnect, ISO = International Standards Organisation

     
Anwendung Application
Darstellung Presentation
Kommunikation (Sitzung) Session
Transport Transport
Vermittlung Network
Sicherung DataLink
Bitübertragung Physical

Es gibt auf der 1. Schicht mehrere Topologien: Ring-, Stern-, Bus- und Maschennetze. Physikalisch gesehen, haben die meisten Netze eine Sternverkabelung. Logisch gesehen ist Ethernet aber ein Bus-System. Weniger bekannt ist die Zelltopologie, welche im Funkbereich Verwendung findet.

Als Kabeltypen gibt es die Koax-Kabel (RG60, Fernsehkabel, 75Ohm; RG62, 93 Ohm; RG58, 50 Ohm), welche auf beiden Seiten einen Widerstand enthalten müssen, die die Reflexionen verhindern. Bei RG60-Leitungen, die bei ARCNet verwendet werden, war die Terminierung an den Karten. Der Vorläufer des ThinNet, das YellowCable, wird so gut wie gar nicht mehr verwendet. Von diesem Kabel griff man mit Vampirklemmen zu den Computern hin ab. Aktuellere Kabeltypen sind die Twisted Pair Kabel: UTP, FTP, STP, SFTP. UTP ist nicht geschirmt, es enthält nur die 4 Paare. S/UTP (Screened) enthält zum Beispiel einen Schirm um alle Adernpaare. S/STP enthält zusätzlich um jedes Adernpaar eine Schirmung.

Als Kabelkategorien gibt es die CAT-Spezifikationen: CAT1-5 und CAT7 sind momentan schon erhältlich. CAT1 ist vergleichbar mit einer Klingelleitung. CAT3 wird schon meistens zur Telefonie verwendet. Die Übertragungsfrequenz beträgt bis 16 MHz. Damit kann man schon mal ein 10-MBit-LAN basteln ;-) CAT4 geht bis 20 MHz, verwendet für das 16er TokenRing. CAT5 ist momentan das weit verbreitetste Kabel und geht bis 100 MHz.

Das Signal unterscheidet zwischen einer Basis- und einer Breitbandübertragung. Bei einer Basisbandübertragung werden definierte Zustände gesendet und die Frequenz entspricht ungefähr der Übertragungsgeschwindigkeit. Die Dateninterpretation wird "no return to zero" genannt und findet in FDDI Verwendung. Nur bei einem Bitwechsel wurde das Signal geändert. Andere Interpretationen sind das Manchester- und das Differential-Manchester-Verfahren. Manchester findet im Ethernet Verwendung, Differential Manchester im Token-Ring. Im Breitband dagegen werden die Signale verschieden übertragen. Eine Möglichkeit, die am häufigsten eingesetzt wird, ist die Frequenz-Modulation. Eine binäre 1 wird mit einer höheren Frequenz übertragen als eine binäre 0.

Störeinflüsse: Als Störungen können wir einmal ein paar Beispiele und deren Einflüsse erläutern: Die Länge des Kabels ist entscheidend für die Qualität des Signals. Verhindern lässt sich das u.a. durch Repeater. Störquellen können ebenfalls das Signal beeinflussen. Darunter zählt auch das Übersprechen. Im Gegensatz vom Rauschen ist beim Übersprechen ein festes, definiertes Signal enthalten, welches aber meistens schon durch die Kabelart beseitigt werden kann. Durch Laufzeitunterschiede wird das Signal ebenfalls beeinflusst. Ein Rechtecksignal besteht aus mehreren Sinussignalen, die sich unterschiedlich stark ausbreiten. Die meisten Fehler kann man mit Repeatern oder HUB ausgleichen. Sie frischen das Signal wieder auf.

Zur Datenübertragung gibts auch sogenannte Vermittlungsverfahren: Die Leitungsvermittlung, die Nachrichtenvermittlung und Paketvermittlung. Das Beispiel für eine Leitungsvermittlung ist eine Telefoneinwahl ins Netz. Es wird die gesamte Leitung belegt. Bei der Nachrichtenvermittlung wird eine Nachricht komplett über den gleichen Weg übertragen. Normalerweise geschieht die Übertragung im Internet auf verschiedenen Wegen. Bei der Paketvermittlung kann jedes Paket über eine andere Strecke zugestellt werden. Der Vorteil liegt in den Kosten der Leitung (Beispiel GPRS). Das gesamte Internet (TCP/IP) basiert auf Paketvermittlung.

Die Sicherungsschicht wird beim Ethernet aufgeteilt in die MAC-Ebene und in die höherliegende LLC (Logical Link Control). Durch die Sicherungsschicht werden die Zugriffsverfahren geregelt. In der IEEE 802.2 ist die LLC-Spezifikation festgelegt, 802.3 beinhaltet CSMA/CD im Ethernet, 802.4 hat ddie TokenBus (Passing) Spezifikation, welche im ARCNet Verwendung fand und in 802.5 ist das TokenRing (Polling) Verfahren festgelegt. 802.6 ist die Definition eines MAN's, 802.7 beinhaltet die Breitbandübertragung, 802.8 ist die Glasfaserübertragung, 802.9 sind die integrierten Sprach-Datennetze (ISDN), 802.10 ist die Sicherheit (Layer 2-7) und  802.11 ist das WLAN. Die 802.12 erklärt die Prioritätsanforderungen, welche zum Beispiel bei VG-AnyLAN Verwendung finden sollten. Bei Apple findet das CSMA/CA Zugriffsverfahren Verwendung. Dort fordern die Rechner die Berechtigung an, zu senden. Damit werden Kollisionen zum Teil vermieden.