(„Radnabe“; Konzentrator, Sternverteiler, Network Center ...) þ Ein Hub bildet das Zentrum eines LAN; alle Segmente eines LANs und/oder Anschlußkabel von Rechnern laufen im Hub zusammen. Internetworking Hubs þ In einem Hub können Funktionalitäten von Bridges, Switches und Router integriert werden. þ Der Einsatz von Twisted Pair-Verkabelung und Hubs erzwigt eine sternförmige Topologie, die als strukturierte Verkabelung bezeichnet wird. Die Verkabelung wird dann in 3 Bereiche unterteilt: Primärbereich : Verkabelung zwischen den Gebäuden. Sekundärbereich: Verkabelung in einem Gebäude (vertikal). Tertiärbereich: Etagenverkabelung. Georges Awad 1 ! HUB Glasfaser HUB HUB Internetworking ! ! ! ! ! Hauptverteilerraum Twisted-Pair ! !! ! ! ! Georges Awad ! ! Ursprüngliche Realisierung ! ! Heutige Realisierung 2 " Funktionsintegration und -konzetration: Repeater, Brücken, Router für die verschiedenen Standards: # an einem Ort, # in einem Gehäuse, # aus einer Hand. Internetworking Vorteile beim Einsatz von Hubs " Es kann ein komplettes schnelles Backbone-Netz im Hub realisiert werden. " günstiger Preis pro Anschluß-Port. " Georges Awad einheitliches Management als bei Einzelgeräten mit herstellerspezifische Zusatzfunktionen. 3 Anpaßbarkeit an neue oder wechselnde Anforderungen durch softwaremäßige Umkonfigurierung und/oder # Zusammenfassung oder Trennung von Ports („port switching“). modularer Aufbau: Austausch bzw. Erweiterung von Modulen. # " Aufbau „virtueller LAN“ für Benutzergruppen durch Port Switching. " Die Investition für die strukturierte Verkabelung kann möglicherweise bei späteren Techniken weitergenutzt werden; nur die aktiven Komponenten müssen angepaßt, erweitert oder ausgetauscht werden. Internetworking Georges Awad " 4 $ $ $ Georges Awad Herstellerabhängigkeit beim wichtigsten Teil im Netz! Wegfall des Herstellers bedeutet Investitionsverlust oder schlechte Ausbaufähigkeit. Internetworking Nachteile von Hubs Single Point of Failure („SPoF“): Bei Ausfall des Hubs ist das ganze Netz außer Betrieb. ( Überhitzung durch Ausfall der Klimaanlage, Stromausfall, Gerätedefekte, Softwarefehler....). Fehler oder böswillige Eingriffe beim Systemmanagement können ebenfalls zur Inoperabilität des gesamten Netzes führen. 5 % % Georges Awad Wichtige Teile des Hubs (Backplanes, unterbrechungsfrei Stromversorgung) können redundant ausgelegt werden. Internetworking Erhöhung der Sicherheit von Hubs Zugriffssicherung: # Zugangsschutz #& Für Steuerfunktionen wird über ein AußerbandKanal bereitgestellt; Konfiguration, Fehlersuche und Diagnose über V.24- oder Modemanschluß. # Systemmanagement über SNMPv2 mit wesentlich verbesserter Sicherheit. 6 Internetworking Switches þ Haben im wesentlichen die Funktionalität von Brücken: Weiterleitung von Frames. þ Switches haben mehr als zwei Ports. Die Zieladressen ankommender Frames werden geprüft; jedes Frame wird nur an sein Zielsegment weitergeleitet. 1 2 Georges Awad 3 4 7 Internetworking FDDI Switch þ Switches können auch zur Verbindung verschiedener NetzwerkStandards eingesetzt werden. 10 B T þ Mit Switches kann die Bandbreite vorhandener Netze deutlich erhöht werden. Georges Awad 8 Internetworking Switcharten Frame Switching Single-Frame Multi-Frame werden benutzt um die verfügbare Bandbreite von Ethernet- oder Token-Ring-Netzen zu erhöhen. Georges Awad Cell Switching Datenpakete haben gleiche Länge und können wesentlich schneller „geswitcht“ werden. 9 Internetworking Man unterscheidet Zwei Arten von Frame-Switching Store-And-Forward Frames werden vollständig empfangen, geprüft und dann weitergeleitet. Georges Awad On-The-Fly (Cut-Through) Während der Empfang eines Frames noch andauert, wird bereits auf dem Zielport mit dem Aussenden begonnen. 10 þ Router sind der Schicht 3 (Vermittlungsschicht) des OSI-Modells zuzuordnen und verbinden # lokale Subnetze zu einem Netzwerk Dies wird empfohlen bei: ' unterschiedlichen Medien und Zugriffsverfahren, ' zu viele angeschlossene Rechner, ' verschiedene Standorte. # Netzwerke zu Internetzwerken. Internetworking Router þ Routing bedeutet Wegsuche und Transport von Paketen zwischen einem Quellsystem und einem Zielsystem, wobei sich Quelle und Ziel in unterschiedlichen Netzwerken befinden können. Georges Awad 11 þ Router benötigen Routinginformationen. Diese können statisch oder dynamisch in Tabellen bereitgestellt werden. Internetworking þ Routing kann erfolgen: # durch Rechner, die Zugriff auf mehr als ein Netz haben (multihomed hosts), oder # durch spezielle (dedizierte) Router bzw. Gateways. þ Hinsichtlich der höheren Schichten sind Router protokollabhängig, d.h. ein Router muß alle Protokolle „verstehen“, die er bearbeiten soll. þ Router, die verschiedene Protokolle bearbeiten können werden als Multiprotokoll-Router bezeichnet. þ Brouter: Unter diesem Kunstwort (Bridge und Router) verbirgt sich ein Kopplungselement, das Datenpakete durch ein Netzwerk routet soweit möglich; sobald aber ein nicht-routbares Datenpaket auf dieses Element trifft, wird dieses protokoll-transparent weitergeleitet (Brücke). Georges Awad 12 Internetworking þ Im Gegensatz zu Brücken interpretiert ein Router nur die Pakete, die direkt an ihn adressiert sind, defaultmäßig erfolgt kein Pakettransport. Nur wenn das Zielnetz bekannt ist, wird ein Paket entsprechend weitergeleitet. Broacasts werden nicht weitergeleitet. þ Routing als Funktion oder Dienst läßt sich in zwei Prozeßklassen unterteilen: ( Routing im Endsystem und ( Routing im Router. In der Regel sind bei der Realisierung des Routings immer beide Prozesse beteiligt. Georges Awad 13 Internetworking Internetworking þ Im Endsystem residiert ein "routbares Protokoll" (Ebene 3 Protokoll), das den Dienst der Vermittlungsschicht zur Verfügung stellt. Dieses Protokoll ermöglicht durch den Einsatz von Netzwerkadressen das eigentliche "Routing". Es spezifiziert das Paketformat inklusive die Adreßstruktur für die Pakete und die Aktionen zwischen Endsystemen und Routern. þ In allen beteiligten Routern ist zusätzlich ein Routing-Protokoll (oder Router-Router-Protokoll) implementiert, das die Wegwahl und Wegoptimierung über verschiedene Router leistet. Es benutzt zum Pakettransport das routbare Protokoll. Das Routing-Protokoll dient dem Aufbau von Routing-Tabellen und spezifiziert den zum Tabellen-Aufbau und zur Tabellen-Aktualisierung erforderlichen Austausch von Kontroll-Informationen unter den Routern. þ Routbare-Protokolle und Routing-Protokolle sind also stets aufeinander abgestimmt. Georges Awad 14 Router Routbare Protokolle Routing-Protokolle (Schicht 3) OSI-Welt CLNP (Connectionless Network Protocol) ISO 8473 ES-IS (End System to Intermediate IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) System) Internetworking Endsystem TCP/IP-Welt IP (Internet Protocol) RIP (Routing Information Protocol) OSPF (Open Shortest Path First) Andere IPX (Inter Packet eXchange) NOVELL Netware HELLO EGP (Xerox Network SystemsInternet Datagram Protocol) BGP Apollo Domain Datagram Apple Talk DDP BANYAN VINES-IP XNS-IDP Georges Awad (Exterior Gateway Protocol) (Border Gateway Protocol) 15 Endsystem DTE . . . DTE End-zu-End-Beziehung DCE DCE 3 . . . 3 Paket 2 2 2 2 Rahmen 1 1 1 1 Bit Routing-Algorithmen Endsystem ein ÜbertragungsAbschnitt Georges Awad 16 E G DTE1 DTE2 B H D C F Teilstrecke Routing-Algorithmen A Knoten Ziel 2.Wahl über 3.Wahl über A A(0,59) C(0,20) G(0,20) C C(0,73) A(0,21) G(0,05) . . . . . . . . A(0,25) C(0,05) . . H . Georges Awad 1.Wahl über G(0,69) . 17 nicht adaptive Algorithmen adaptive Algorithmen Wegewahl unabhängig vom Wegewahl abhängig vom aktuellen Netzgeschehen aktuellen Netzgeschehen zentralisierte Zustand im Gesamtnetz wird berücksichtigt isolierte Zustand im lokalen System wird berücksichtigt Routing-Algorithmen Routing-Algorithmen verteilte Mischung aus isolierten und zentralisierten Verfahren Georges Awad 18