Ein privates, begrenztes Local Area Network ist ein Rechnernetzt zur Datenübermittlung zwischen Datenendeinrichtungen (Clients) und Diensterbringern (Servern) mit folgenden Eigenschaften:
- Die strukturierte Verkabelung erfolgt elektrisch über Twisted-Pair-Kabel oder optisch über Plastikfaserkabel und Glasfaserkabel.
- Es sind aktuell (2020) Datenübertragungsraten von 10 Mbit/s bis 10 Gbit/s möglich.
- Bei Twisted-Pair-Verkabelung beträgt die Netzausdehnung maximal einige hundert Meter.
- Aktive Elemente sind Repeater, Hubs, Bridges, Switches und Router.
- LANs können unterteilt werden in Segmente.
- Internet-Gateway-Router verbinden LANs mit dem Internet.
Wie sieht so etwas aus?
Klassisch als Shared Medium LAN (siehe Abb. 12.4.1) , heute vielfach als LAN-Switching realisiert, z.B. durch Ersatz der Hubs durch Switches.
→ Normiert nach IEEE 802, von Bedeutung 802.3 (CSMA/CD) und 802.11 (WLAN).
Der Signalgenerator ist ein Verstärker.
Sternverteiler, Mutiport-Repeater
Brücke
Teilnehmer verwenden die Hardware-Adressen (MAC-Level-Adressen) zur Kommunikation unter Einhaltung der Vielfachzugriffsregeln, d.h. mit Mediumzugriffssteuerung (Medium Access Control, MAC, MAC-Level-Bridges).
→OSI Schicht 2 → Getrennte Collision Domain
Multiport-Bridge, i.a. lernfähig
Über Router (Gateways der Ebene 3) werden IP-Teilnetze miteinander verbunden. Zur Implementierung müssen die 3 untersten Schichten des OSI-Modells (Bitübertragungs-, Sicherungs- und Vermittlungsschicht) verwendet werden.
Gerichtete Übertragung, bei dem alle Stationen aktiv auf dem Ring zur Regeneration der Signale eingebunden sind (IEEE 802.4) — keine Station darf ausfallen. Die Übertragungsraten betragen 1,4Mbps bis max. 16Mbps auf verdrillten (geschirmten) Doppeladern mit einer Länge von max. 50m.
→ 1981 eingeführt und von Ethernet verdrängt. Einzige Bedeutung heute: Zugriffsregelung zum Netz per Token9!
Das Fiber Distributed Data Interface mit Token-Ring-Protokoll nach IEEE 802.5 ist ein High Speed LAN (HSLAN), das zur Realisierung der zweiten Hierarchieebene (Backbone Netz) eingesetzt wird. → Glasfaser mit 1GBit∕s mit max. 100m Länge
Das Ethernet hat eine Busstruktur (bzw. Sternnetz), bei der die Daten mit Mehrfachzugriff auf das Übertragungsmedium nach vorheriger Prüfung auf vorhandenen Träger zur Kollisionsvermeidung (CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) übertragen werden (IEEE 802.3).
Bei einem Busnetz mit CSMA/CD trennen Brücken das Netz in verschiedene Collision-Domains und Router in verschiedene Broadcast-Domains (siehe Abb. 12.4.2 .
Mit dem Adress Resolution Protokoll kann innerhalb einer Broadcast-Domain die MAC-Adresse (der Netzwerkkarte) zu einer bekannten IP-Adresse erhalten werden.
Bei der Abbildung des LAN auf das OSI-Modell muss die Schicht 2 in zwei Teilschichten aufgeteilt werden, wie in Abb. 12.4.3 zu sehen ist :
- Medium Access Control, MAC-Schicht
- Logical Link Control, LLC-Schicht
| Schnittstelle zu höheren Schichten | ||||
| 802.1
| ||||
| OSI Schicht 2 | ||||
| Logical Link Control
| ||||
| 802.2
| ||||
| CSMA/CD | Token Bus | Token Ring | DQDB MAN | FDDI |
| MAC | MAC | MAC | MAC | MAC |
| OSI Schicht 1
| ||||
| 802.3 | 802.4 | 802.5 | 802.6 | FDDI |
Obwohl Ethernet für nur 10 Mbps geplant war, sind heute Fast und Gigabit Ethernet zum Standard geworden (siehe auch Tab. 12.1) .
Name | Kategorie | Datenrate | Länge | Medium |
StarLan | 1 Base 5 | 1Mbps | 500m | verdrillte Kupferltg. (TP) |
Thin Ethernet (Cheapernet) | 10 Base 2 | 10Mbps | 200m | dünnes Koax |
Ethernet | 10 Base 5 | 10Mbps | 500m | dickes Koax |
Fast Ethernet | 100 Base F | 100Mbps | 100m | Fibre (LWL) |
Fast Ethernet | 100 Base T | 100Mbps | 100m | Shielded Twisted Pair |
Gigabit Ethernet | 1000 Base T | 1Gbps | 100m | 4 × STP10 |