Der Link Layer faßt die Hardware-Schicht zusammen, hier tummeln sich alle
Netzwerkmedien, über die man TCP/IP betreiben kann. Durch seine hohe
Hardwareunabhängigkeit sind dies natürlich eine ganze Menge. Auf die
verschieden Hardwareprotokolle soll an dieser Stelle nicht detailliert
eingegangen werden. Häufig wird TCP/IP über ein Ethernetprotokoll
gefahren. Interessant ist daher vielleicht in Verbindung mit dem
Ethernet das ARP-Protokoll, dazu gleich mehr.
Aus Sicht von TCP/IP ist Ethernet das Link Layer. Aus Sicht des
OSI Referenzmodelles sind das (etwa) Physical Layer und Data Link
Layer.
Ethernet kann Pakete (die man hier meistens Frames, Rahmen nennt)
von einem Host (die man im Ethernet Sprachgebrauch meistens als
Stationen bezeichnet) zu einem unmittelbar angeschlossenen
übertragen. Dieses Protokoll ist umständlich: die Paketgröße ist
stark begrenzt (üblich sind 1500 Bytes), und alle Hosts müssen
direkt aneinander geschlossen sein. Die maximale Paketgröße nennt
man MTU: maximum transfer unit. Direkt angeschlossen bedeutet
hier, das sie am gleichen Bus sind (Cheap Ethernet), über einen
Hub oder Switch verbunden sind. Ein Hub ist im Prinzip nur ein
Signalverstärker, der das Signal eines Frames einer Station an
alle anderen angeschlossenen weitersendet. Einen Switch kann man
sich als intelligenten Hub vorstellen, denn der sendet das Signal
nur an die Station oder Stationen, für die es bestimmt ist. Ein
Switch muß dazu im Gegensatz zu einem Hub das Ethernetprotokoll
verstehen, denn er muß in die Frames hineinschauen und die
Zieladresse verstehen und sich in Tabellen merken, an welchen
Anschluß (Port) diese Station angeschlossen ist.
Damit das Ethernet weiß, an welche Station ein Paket gesendet
wurde, werden die Daten des Frames um einen Header erweitert. Das
kann man mit einem Briefumschlag vergleichen, der um ein
Anschreiben herum "gepackt" wird. In diesem Header steht
beispielsweise Absender- und Empfängeradresse.
Jede Ethernet-Karte besitzt eine eindeutige Hardware-Adresse, auch als
MAC-Adresse bezeichnet. Jedem Host im Netz wurde aber nun auch noch eine
IP-Adresse zugeordnet und damit hat das Ethernet ein Problem: Mit der
IP-Adresse 192.168.23.1 weiß es nichts anzufangen, mit der MAC-Adresse
08:00:00:04:72:98 allerdings schon. Ein Übersetzer muß her: Das Adress
Resolution Protocol (ARP) übersetzt die IP-Adressen in Ethernet-Adressen.
So gesehen gehört es eigentlich auch nicht vollständig in den Link Layer,
sondern ist irgendwo zwischen Link und Network Layer einzuordnen.
Möchte nun eine Station die Hardware-Adresse des Hosts 192.168.20.11
herausbekommen, schickt sie einen ARP-Request ins Kabel: "Wer hat hier
IP 192.168.20.11?". Der betreffende Host antwortet: "Zu IP 192.168.20.11
gehört MAC-Adresse 08:00:a2:12:4d:aa". Damit weiß der sendende Rechner,
wohin er sein Ethernet-Paket zu schicken hat.
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