Computernetzwerke

Steuer- und Statussignale führen und der dazugehörige MAC-Chip entsprechende Register besitzt. Bei den meisten heutigen Designs (zumindest für Netzwerkkarten) ist der PHY-Chip mit der MAC-Engine zusammen in einem Chip integriert, der beispielsweise an den PCI-Bus angeschlossen wird. Die Register der MAC-Engine sind im jeweiligen Ethernet-Standard (IEEE 802.3x) genau definiert. Für das Verständnis der Funktion ist es jedoch ganz hilfreich, wenn man eine gedankliche Trennung zwischen diesen beiden wesentlichen Einheiten vornimmt, wie es in der Abbildung 2.42 dargestellt ist.
    In der LLC-Schicht findet der Datenaustausch zur darüber liegenden Schicht, dem Network Layer (OSI-Schicht 3), statt. Der Aufbau des Data Link Layer (LLC, MAC) ist im Standard IEEE 802.2 definiert, während der Network Layer (Vermittlungsschicht) im Standard IEEE 802.1 beschrieben ist. Hier wird - je nach Protokoll-Familie (TCP/IP, IPX/SPX) -eine ganze Reihe unterschiedlicher Protokolle abgewickelt, wie etwa IP, ARP, PPP oder RIP bei der TCP/IP-Familie, was in Kapitel 8 näher beschrieben wird.
    Im folgenden Kapitel soll noch etwas genauer auf den Data Link Layer (OSI-Schicht 2) eingegangen werden, der die MAC- (2A) und darüber die LLC-Ebene (2B) beinhaltet, wie es auch in der Abbildung 2.41 zu erkennen ist.

    2.10.1 Rahmentypen
    Der grundlegende Aufbau eines Ethernet-Pakets (MAC-Frame) ist bei allen Ethernet-Imple-mentierungen (10BaseX, 100BaseX, 1000BaseX) identisch, denn andernfalls wäre auch nur schwerlich die Kompatibilität zwischen den unterschiedlichen Varianten herzustellen.
Präambel
RahmenBegrenzer
Zieladresse
Quelladresse
Typ/ Länge
Datenfeld
CRC
7 Bytes
1 Byte
6 Bytes
6 Bytes
2 Bytes
variabel
4 Bytes
    Abbildung 2.43: Der Aufbau des allgemeinen Ethernet-Rahmens
    Das Präambelfeld besteht aus sieben 10101010-Bit-Kombinationen, die für die Synchronisierung mit den Kommunikationspartnern benötigt werden. Es folgt ein Byte, das als Rahmenbegrenzer (Start Frame Delimiter, SFD) dient und eine eindeutige Bit-Kombination zur Signalisierung des Anfangs des Datenpakets führt.
    Die Ziel- und die Quelladresse (MAC-Adresse) von jeweils 6 Bytes sind fest in den Ether-net-Controllern abgelegt. Sie können nicht verändert werden und sind weltweit einmalig für jede Netzwerkkarte gültig.
    Das Feld Typ/Länge legt entweder die Größe des folgenden Datenfeldes fest oder dient als Kennzeichnung für den jeweiligen Protokolltyp (z. B. TCP/IP oder IPX/SPX für Netware). Demnach ist es möglich, gleichzeitig unterschiedliche Protokolle über das Netzwerk zu schicken, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen.
    Die Datenfeldlänge kann prinzipiell 0-1518 Bytes betragen, und in diesem Feld werden dann beispielsweise der IP- und der TCP/IP-Header, gefolgt von den eigentlichen Nutzdaten, transportiert. Sollten die Daten größer sein, als im Datenfeld untergebracht werden können, findet (automatisch) eine Fragmentierung der Daten statt, was sich negativ auf die Netzwerk-Performance auswirken kann.
    Über den Frame, von der Zieladresse bis zum Ende des Datenfeldes, wird ein Cyclic Redundancy Check (CRC) ausgeführt. Er dient der Fehlererkennung durch die Anwendung eines speziellen Generatorpolynoms. Der aus den gesendeten Daten ermittelte CRCWert wird mit den letzten vier Bytes des Frames übertragen, was auch als Frame Check Sequence (FCS) bezeichnet wird. Der Empfänger errechnet seinerseits aus den empfangenen Daten eine Checksumme und vergleicht diese mit den empfangenen FCS-Bytes. Falls sich dabei keine Übereinstimmung ergeben sollte, liegt ein Übertragungsfehler vor.
    Logical Link Control (LLC, Schicht 2B) ist für die Adressierung und die Steuerung der Pakete und damit für die Kommunikation zwischen zwei Stationen zuständig. Der LLC-Layer ist als Schnittstelle zwischen den auf der OSI-Schicht 3 (Network Layer) angesiedelten Protokollen und dem MAC-Layer auch dafür verantwortlich, dass diese Protokolle (z. B. TCP/IP) nicht nur mit einem Ethernet-, sondern beispielsweise auch mit einem Token Ring-Netz (802.5) arbeiten können.
    Die unterschiedlichen Funktionen der unteren Schichten (Bit-Kodierung, Zugriffsverfahren, Übertragungsmedium) werden durch den LLC-Layer quasi abgekoppelt. Laut Standard gibt es vier LLC-Varianten (Typ 1: verbindungslos, Typ 2: verbindungsorientiert, Typ 3: verbindungslos mit Bestätigung, Typ 4: schnelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung), wobei bei Ethernet in der Regel der Typ 1 zum Einsatz kommt.
    Eingangs wurde