Netze Schicht 2

Die Schicht 2 im ISO-OSI-Stack hat die Aufgaben eine Nachricht im LAN von einem Host zum anderen zu bringen und sie auf Fehler zu überprüfen.

Fehlersicherung

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Ethernet

Das Ethernet ist ein Layer 2 Protokoll. Ein Protokoll ist die Festlegung welche Daten wie übertragen werden.

Im Ethernet werden Daten in Blöcken (Frames) übertragen, diese haben folgenden Aufbau:

Präambel	Ziel Mac	Absender Mac	Typ	Daten	Link Trailer
8 Byte	6 Byte	6 Byte	2 Byte	46-1500 Byte	4 Byte

Beschreibung

Präambel:: Daten zur Synchronisation (Startkennung)
Ziel MAC:: physikalische Adresse der Ziel NIC oder FFFFFFFFFFFFh (Broadcast = Nachricht an alle)
Absender MAC:: physikalische Adresse der Sender NIC
Typ:: Info über das Protokoll von Schicht 3 (IP, IPv6, ARP, …)
Daten:: Nutzdaten
Link Tailer:: CRC 32 Checksumme

Beim Versenden werden der Schicht 2 die Daten übergeben. Die Schicht 2 ergänzt diese um Präambel, Ziel-Mac, Sender-Mac, Typ und hängt einen Link-Trailer an.
Dieses Datenpaket wird dann an Schicht 1 weitergegeben, welches die Bits auf das Medium (z.B. Kabel) schickt.

Kollisionen

Da das Ethernet ein Bus ist kann es zu Kollisionen kommen (mehrere senden gleichzeitig).
Deshalb verwendet Ethernet das CSMA/CD Verfahren zur Erkennung von Kollisionen.

CS	=	Carrier Sense (Kabel abhören)
MA	=	Multible Access (viele am Bus)
CD	=	Collision Detect

Vorgehen:

Warten bis Kabel frei
Daten senden (gleichzeitig lesen)
Wenn Kollision ⇒ JAM-Signal schreien (sonst alles gut)
Bei JAM-Signal stoppen und Zufallszeit warten

Desto mehr Stationen am Bus, desto mehr Kollisionen! Da durch Kollisionen ein Paket ggf. ewig verzögert werden kann ist Ethernet nicht echtzeitfähig.

Aktive Komponenten auf Schicht 2

Bridge

Eine Bride hat zwei Anschlüsse, da sie auf Schicht 2 arbeitet, versteht sie die Sender-MAC und Ziel-MAC.
Die Bridge schickt einen Ethernet-Frame nur weiter, wenn das Ziel nicht im eigenen Teilnetz oder ein Broadcast ist.
Hierfür speichert die Bridge alle Sender-Macs pro Anschluss und weiß somit, welches Ziel auf welcher Seite ist. Ist eine MAC noch nicht bekannt, so wird sie wie ein Broadcast behandelt. Nach der Antwort des betreffenden Hosts ist diese MAC dann auch gelernt.
Hierdurch teilt die Bridge das LAN in mehrere Kollisionsdomänen auf.

Switch

Ein Switch ist eine Multi-Port-Bridge, d.h. ein Switch arbeitet wie eine Bridge, nur dass er das Netz nicht in 2, sondern in mehrere Kollisionsdomänen teilt.