Netzwerkkomponenten und Datenübertragung: Layer 1 & Frame-Format

I. Komponenten der Physikalischen Schicht (Layer 1)

Hinweis: Der Begriff "Layer 3: ROT" bezieht sich auf die Protokolle der Vermittlungsschicht.

Kabeltypen in Netzwerken

UTP-Kabel (Unshielded Twisted Pair)

Das Kabel aus ungeschirmtem Twisted Pair (UTP) ist ein Medium, das sich aus vier Adernpaaren zusammensetzt, die in verschiedenen Arten von Netzwerken verwendet werden. Jedes Adernpaar ist vom Rest isoliert.

Koaxialkabel

Das Koaxialkabel besteht aus einem hohlen, zylindrischen äußeren Leiter, der eine einzige innere Ader umgibt. Es setzt sich aus zwei leitenden Elementen zusammen. Eines dieser Elemente (in der Mitte des Kabels) ist ein Kupferleiter.

Lichtwellenleiter (LWL) / Glasfaser

LWL-Kabel sind ein Vernetzungsmedium, das modulierte Lichtübertragung ermöglicht. Im Vergleich zu anderen Vernetzungsmedien ist es teurer, aber unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und bietet höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten als alle anderen Arten von Vernetzungsmedien.

Anschlüsse

RJ-45 Anschluss

Dieser Anschluss reduziert Rauschen, Reflexionen und Probleme mit der mechanischen Stabilität. Er ist vergleichbar mit der Telefondose, hat jedoch acht statt vier Drähte.

II. Generisches Frame-Format (Sicherungsschicht)

Das Frame-Format beschreibt die Struktur eines Datenpakets auf der Sicherungsschicht (Layer 2).

Start of Frame Felder

Wenn der Computer mit dem physikalischen Medium verbunden ist, muss er die Nachricht irgendwie übertragen, damit die anderen Computer darauf aufmerksam werden: "Hier ist ein Plot!" Verschiedene Technologien haben unterschiedliche Wege, dies zu tun, aber alle Frames beginnen mit einer Folge von Bytes zur Signalisierung des Starts.

Adressfelder

Alle Frames enthalten Adressinformationen, wie zum Beispiel die MAC-Adresse des Quellcomputers und die MAC-Adresse des Zielcomputers.

Längen-/Typfelder

Die meisten Frames verfügen über spezielle Felder. In einigen Technologien gibt das Feld "Länge" die genaue Länge eines Frames an. Andere haben ein Feld "Typ", welches das Layer-3-Protokoll angibt, das die Anforderung gesendet hat. Es gibt auch einige Technologien, die diese Felder nicht verwenden.

Datenfelder

Der Grund für das Senden von Frames ist, die Daten der oberen Schichten – letztendlich die Anwendungsdaten des Benutzers – vom Quellcomputer zum Ziel zu bringen. Das zu sendende Datenpaket besteht aus zwei Teilen: Erstens der zu sendenden Nachricht und zweitens den gekapselten Bytes, die auf dem Zielcomputer ankommen. Zusammen mit diesen Daten müssen oft auch zusätzliche Bytes hinzugefügt werden. Diese Bytes werden als Byte-Polsterung (Padding) bezeichnet und werden manchmal hinzugefügt, um eine Mindestlänge des Frames zu gewährleisten (z. B. zur Verzögerung oder Kollisionserkennung).