RNcom Schicht 1

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RNcom Schicht 1 - eine Übersicht

Allgemeines

Die Schicht 1 weis nichts mehr von der konkreten Hardware. Sie kennt nur noch eine Menge an Verbindungen die genutzt werden kann. Im folgenden werden diese Verbindungen Segmente genannt und die über ein Segment erreichbaren Kommunikationspartner Devices. Hauptaufgabe der Schicht 1 ist die Weiterleitung von Nachrichten über verschiedene Segmente hinweg. Dazu nehmen die Router Nachrichten von den lokalen Knoten und den angeschlossenen Segmenten entgegen und leiten diese an die relevanten lokalen Knoten bzw. Segment weiter.

Anmerkung: Aus Sicht der Schicht 1 haben die Devices keine eigene Adresse.

Eigenschaften von Segmenten

Die Segmente können wie folgt klassifiziert werden.

• Adressierbar/Broadcast only

Bei Adressierbaren Verbindungen kann jedes an das Segment angeschlossene Device einzeln

addressiert werden. Alle Devices haben eine gemeinsame Broadcastadresse. Ein Beispiel

hierfür wäre eine Verbindung die auf Broadcasts im lokalen Netz aufbaut. Der Vorteil der

Adressierung ist das nicht adressierte Knoten auch nicht belastet werden.

Im Gegensatz dazu gibt es Segmente die ihre Nachrichten immer als Broadcast verschicken.

Die Devices müssen dann selbst entscheiden, ob die Nachrichten für sie relevant sind. Ein Beispiel

hierfür sind Multicastgruppen.

Achtung: Wenn innerhalb desselben Transportmediums mehrere parallele Verbindungen (wie z.B. TCP-IP Streams)

existieren, die keinen gemeinsamen Broadcast teilen, dann sind diese Verbindungen auf Schicht 1

verschiedene Segmente, obwohl sie physisch ein Kommunikationsmedium teilen.

• Device Listing

Achtung: Im folgenden geht es um andere Devices, nicht um die Adressen der angeschlossenen/erreichbaren Knoten.

Wichtig für das Routing ist ausserdem, ob ein Router genau weis, welche anderen Router über eine

Verbindung zu erreichen sind. Bei Punkt zu Punktverbindungen wie z.B. TCP-IP Streams oder serieller

Kommunikation werden diese Informationen durch das Medium vorgegeben. Bei anderen Medien wie z.B.

Multicastgruppen hat die Verbindung prinzipbedingt kein Wissen über die angeschlossenen Router.

Ob die Adressierbarkeit und die Kenntnis der Verbindungspartner durch das Medium selbst oder durch das entsprechende Schicht 0 Protokoll gewährleistet wird ist für das Routing unerheblich.

Interessant werden diese Eigenschaften beim Dynamischen Routing. Ein dynamisches Routingprotokoll ist wesentlich einfacher zu implementieren, wenn die erreichbaren Devices bekannt und adressierbar sind.

Dynamisches Routing

Woher weis nun ein Router, wohin eine Nachricht weitergeleitet werden muss?

• Statische Konfiguration

Die Zuordnung von Adressen zu Devices/Segmenten wird statisch konfiguriert. Bestimmte Adressen werden also immer an bestimmte Segmente weitergeleitet. Besonders bei uCs dürfte dies der Standardfall sein. Hier kann das statische Routing auch problemlos angewendet werden, da neben den lokalen Knoten nur ein Segment mit vmtl. einem Device existiert. Eine weitere einfache Möglichkeit der statischen Konfiguration ist die Assoziation von Netzen und Devices bei der bestimmte Netze fest zu einem bestimmten Device weitergeleitet werden.

• Dynamische Konfiguration

Bei der dynamischen Konfiguration kann ein Router zur Laufzeit bestimmen, welche Adressen über welche Devices erreichbar sind. Dazu müssen ihm die direkt erreichbaren Router Auskunft geben können, welche Adressen über sie direkt(lokal) und indirekt(durch Weiterleitung) erreichbar sind. Bei Netzwerken mit Kreisstrukturen muss zusätzlich die Entfernung zum Ziel übertragen werden damit der Router nach der Verbindung mit dem kürzesten Weg suchen kann.

Beispiel:

Der "embedded Windows" Router in der Mitte des Beispielbildes hat 5 Segmente
mit insgesamt 8 Devices. Wenn er nun seine Devices nach ihren Routen befragt,
so erhält er als Antwort (von links oben im Uhrzeigersinn):
(1.1, 1.2)
(1.3)
(3.1)
(4.1, 4.2, 4.3)
(5.4, 5.5, 4.6)
(5.1, 5.2, 5.3)
(2.2, 2.3)
(2.1)

Acks und Nacks

Was macht ein Router wenn die Zieladresse nicht bekannt ist?

• Verwerfen: dem Absender wird die Ungültigkeit der Adresse nicht mitgeteilt.

• Statusrückmeldung (Ack/Nack)

Der Absender erfährt, ob die Nachricht erfolgreich versendet oder verworfen wurde. Problem: Diese Antwort muss der Absender geeignet der eigentlichen Nachricht zuordnen können. Die Nachricht sollte also z.B. eine eindeutige Sequenznummer tragen.

Application Server

Auf Schicht 2 können auch eventuelle "Application Server" aufsetzen. Sie übernehmen die eigentliche Anbindung der Hardware und habe keine lokalen Knoten. Stattdessen stellen sie effiziente Anbindungsmöglichkeiten auf Schicht 0 zur Verfügung. Der Vorteil dabei ist, das der Application Server die Verwaltung und Konfiguration der Hardware übernimmt und Clientprogramme bequem über ein einziges Kommunikationsprotokoll (auf Schicht 0) auf das Netz zugreifen können.

Autor

• Ragnar