Grundlagen der Netzwerktechnik und Topologien

Physische Stern- und logische Bus-Topologie

Es handelt sich um eine Topologie, die physisch ein Stern ist, sich jedoch wie eine logische Bus-Topologie verhält. Dabei generieren Geräte Signale und senden diese über das Netzwerk, unabhängig vom Standort des Empfängers. Eine Bus-Topologie ist vorteilhaft, da die Netzwerkgeräte die physischen Standorte der anderen Geräte nicht kennen müssen. Nachrichten in einer logischen Bus-Topologie enthalten Informationen darüber, für welches Gerät die Meldung bestimmt ist. Das Gerät, für das die Nachricht vorgesehen ist, empfängt diese, während andere sie ignorieren.

Das Basic Service Set (BSS) in Funknetzwerken

Ein BSS besteht aus festen und mobilen Stationen oder optional einer Basisstation, die als Access Point (AP) bekannt ist. Ein BSS ohne AP wird als Ad-hoc-Netzwerk bezeichnet, während ein BSS mit einem AP als Infrastruktur-Netzwerk gilt.

Frame-Typen in einem 802.11-LAN

• Management-Frames: Diese werden für die initiale Kommunikation zwischen den einzelnen Stationen und Access Points eingesetzt.
• Control-Frames: Diese Frames werden verwendet, um den Zugriff auf den Kanal zu steuern und den Empfang von Datenpaketen zu bestätigen.
• Daten-Frames: Diese werden verwendet, um die eigentlichen Daten sowie Steuerungsinformationen zu übertragen.

Bluetooth-Technologie

Bluetooth ist eine drahtlose LAN-Technologie, die Geräte (oft Gadgets genannt) in einem kleinen Bereich miteinander verbindet. Ein Bluetooth-Netzwerk wird als Pikonetz bezeichnet. Mehrere Pikonetze bilden ein sogenanntes Scatternet. Ein Bluetooth-Netzwerk besteht aus einem primären Gerät und bis zu sieben sekundären Geräten. Es wird durch das Protokoll IEEE 802.15 definiert.

Bluetooth-Pikonetze und Scatternetze

Ein Bluetooth-Netz wird als Pikonetz oder kleines Netzwerk bezeichnet. Ein Pikonetz umfasst bis zu acht Stationen, von denen eine die primäre Station ist; der Rest sind die sogenannten sekundären Stationen. Alle sekundären Stationen synchronisieren ihre Uhren und die Hopping-Sequenz mit der primären Station. Ein Pikonetz kann nur eine primäre Station haben. Die Kommunikation zwischen der primären und einer sekundären Station kann eins-zu-eins oder eins-zu-viele erfolgen. Pikonetze können kombiniert werden, um ein Scatternet zu bilden. Eine sekundäre Station in einem Pikonetz kann die primäre Station in einem weiteren Pikonetz sein. Diese Station kann Nachrichten von der primären Station des ersten Pikonetzes (als Sekundärgerät) empfangen und als Primärgerät an das zweite Pikonetz weiterleiten.

Bridge (Brücke)

Eine Bridge arbeitet sowohl auf der Bitübertragungsschicht (Physical Layer) als auch auf der Sicherungsschicht (Data Link Layer). Als Gerät der Bitübertragungsschicht regeneriert sie das empfangene Signal. Als Gerät der Sicherungsschicht kann die Bridge die physischen Adressen (MAC) von Quelle und Ziel eines Frames überprüfen. Eine Bridge verbindet zwei Netzwerksegmente zu einem einzigen Netzwerk mit denselben Protokolleinstellungen. Sie nutzt eine Tabelle, die Adressen den jeweiligen Ports zuordnet. Eine transparente Bridge kann Frames weiterleiten oder filtern und ihre Routing-Tabelle automatisch aufbauen. Eine Bridge kann zudem den Spanning-Tree-Algorithmus verwenden, um eine schleifenfreie Topologie zu erstellen.

Switch

Seine Aufgabe ist es, zwei oder mehrere Netzwerksegmente zu verbinden, ähnlich wie Bridges. Er verschiebt Daten von einem Segment zum anderen basierend auf der Ziel-MAC-Adresse der Frames im Netz. Ein Computer, der direkt an einen Port eines Switches angeschlossen ist, veranlasst den Switch dazu, dessen MAC-Adresse zu speichern. Dies ermöglicht es – im Gegensatz zu Hubs –, Informationen gezielt vom Quell-Port zum Ziel-Port des Geräts zu senden.

Router

Ein Router ist ein Gerät, das Pakete auf der Vermittlungsschicht (Schicht 3) basierend auf ihren logischen Adressen (Adressierung von Rechner zu Rechner) weiterleitet. Ein Router verbindet in der Regel LANs und WANs über das Internet und verfügt über eine Routing-Tabelle, die für Wegentscheidungen genutzt wird. Die Routing-Tabellen werden üblicherweise durch dynamische Routing-Protokolle auf dem neuesten Stand gehalten.

Intranet

Ein Intranet ist ein privates Netzwerk, das Internet-Technologien nutzt, um Informationen oder Software sicher zu teilen. Es verhindert durch Sicherheitsmechanismen, dass jeder im öffentlichen Internet darauf zugreifen oder teilnehmen kann.

ATM: TP, VP und VC

Ein virtueller Pfad (VP) bietet eine Verbindung oder ein Bündel von Verbindungen, die zwischen zwei Vermittlungsknoten (Switches) festgelegt werden. ATM-Netzwerke basieren auf virtuellen Verbindungen (VC). Alle Zellen, die zur selben Nachricht gehören, folgen derselben virtuellen Verbindung und behalten ihre ursprüngliche Reihenfolge bei, bis sie ihr Ziel erreichen.