Internetw orking

(„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.
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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
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HUB
Glasfaser
HUB
HUB
Internetworking
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Hauptverteilerraum
Twisted-Pair
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Georges Awad
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Ursprüngliche
Realisierung
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Heutige Realisierung
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" 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.
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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
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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.
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Georges Awad
Wichtige Teile des Hubs (Backplanes, unterbrechungsfrei
Stromversorgung) können redundant ausgelegt werden.
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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.
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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.
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Georges Awad
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Internetworking
FDDI
Switch
þ Switches können auch zur Verbindung verschiedener NetzwerkStandards eingesetzt werden.
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B
T
þ Mit Switches kann die Bandbreite vorhandener Netze deutlich
erhöht werden.
Georges Awad
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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.
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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.
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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.
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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
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þ Router benötigen Routinginformationen. Diese können statisch
oder dynamisch in Tabellen bereitgestellt werden.
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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
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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
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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
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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)
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Endsystem
DTE
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.
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
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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)
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.
.
.
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.
A(0,25)
C(0,05)
.
.
H
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Georges Awad
1.Wahl
über
G(0,69)
.
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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
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