LAN Praxis lokaler Netze

453 Pages·1999·15.94 MB·German

by  Dipl.-Ing. (FH) Dirk H. Traeger

LAN
Praxis lokaler Netze
Von Dipl.-Ing. (FH) Dirk H. Traeger
IBW - Wagner' Beratende Ingenieure GmbH, Sindelfingen
und Dipl.-Inf. (FH) Andreas Volk
ASCAD ComputerService GmbH, Herrenberg
2., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage
Mit 171 Bildern
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Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
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linien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen.
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Traeger, Dirk H.
LAN : Praxis lokaler Netze / von Dirk H. Traeger und Andreas
Volk. - 2., vollst. überarb. und erw. Aufl. -Stuttgart; Leipzig:
Teubner, 1999
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strafbar. Das gilt besonders für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Ein
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ISBN 978-3-519-16189-9 ISBN 978-3-322-96771-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-96771-8
© 1999 Springer Fachmedien Wiesbaden
Ursprilnglich erschienen bei B.O. Teubner Stuttgart· Leipzig 1999.
Nichts auf der Welt ist so stark
wie eine Idee, deren Zeit gekommen ist.
Victor Hugo
Vorwort
Kaum ein Gebiet ist so schnellen und grundlegenden Veränderungen unter
worfen wie die EDV. Darüber hinaus nimmt mit zunehmender Leistungsfähig
keit der Systeme auch deren Komplexität deutlich zu, immer mehr Vorgaben,
Randbedingungen, Normen und Gesetzeswerken gilt es Rechnung zu tragen.
Selbst rur Fachleute und Systemspezialisten ist das Gesamtsystem in all seinen
Aspekten oftmals nicht transparent. Die Bedeutung der EDV wird jedoch auch
in Zukunft noch stark zunehmen, nicht nur in Multimedia- oder Internetan
wendungen. Lokale Netze und vernetzte Rechnersysteme sind aus der heuti
gen Arbeitswelt nicht mehr wegzudenken und bereits so selbstverständlich wie
Telefon und Faxgerät.
Die rasche Verbreitung der ersten Auflage und der daraus resultierende Absatz
machte schon früh eine zweite Auflage notwendig. Diese erfreuliche Tatsache
wurde zum Anlaß genommen, neueste Entwicklungen aufzunehmen.
Dieses Buch wendet sich gleichennaßen an verschiedene Zielgruppen: Da sind
zum einen Studenten und Ingenieure in der Praxis, die sich schnell in die
technischen Hintergründe lokaler Netze einarbeiten müssen. Und ganz beson
ders sind da speziell die System verantwortlichen und Netzwerkbetreuer, die
oftmals nach nur kurzer Einweisung die Verantwortung für das (neu) instal
lierte System übernehmen müssen.
Unser Ziel ist es, eine leicht verständliche Einführung zu schreiben, die spe
ziell auf die Belange wld Bedürfhisse dieser Zielgruppen abgestimmt ist. Da
bei ist uns wichtig, die gesamte Thematik abzudecken, angefangen bei ver
schiedenen Steckertypen bis hin zu Betriebssystemen, Netzwerkmanagemen.t
und überregionalem Netzverbund (W AN), wobei der Praxisbezug eindeutig im
Vordergrund steht. Auf die ausfiihrliche Behandlung des interessanten mathe
matischen und informationstechnischen Hintergrundes wurde daher zu Gun
sten zahlreicher Abbildungen verzichtet. Ausgehend von dieser leicht ver-
VI
ständli ehen , stark pragmatisch orientierten Einfiihnmg sollte es dem Leser
möglich sein, sich je nach Bedarf selbständig in komplexe Spezialgebiete ein
zuarbeiten und zu vertiefen.
Wir bedanken uns bei folgenden Firmen fiir die tatkräftige Unterstützung
dieses Buchvorhabens:
3M Deutschland GmbH, Neuss
Albert Ackermann GmbH + Co. KG, Gummersbach
Alcatel Cabling Systems, Mönchengladbach
AMP Deutschland GmbH, Langen bei Ffm.
BRUGG Telecom AG, Brugg
DIAMOND GmbH, Leinfeiden-Echterdingen
Exide Electronics, Baden-Baden
HUBER + SUHNER GmbH, Taufkirchen
IBM Deutschland Informationssysteme GmbH, Stuttgart und Mainz
KERPEN special GmbH & Co. KG, Stolberg
METHODE Fibre Optics Europe Ltd., Ahaus
Novell GmbH, Düsseldorf
PANDUlT GmbH, Bad Homburg
PILLER GmbH, Osterode
RADIALL GmbH, Frankfurt
Telegärtner Karl Gärtner GmbH, Steinenbronn
Besonderen Dank schulden wir Herrn Dipl.-Ing. Thomas F.D. Wagner, Ge
schäftsfiihrer der IBW - Wagner • Beratende Ingenieure GmbH, Sindelfingen,
und Herrn Frank Peter Schlotter, ASCAD ComputerService GmbH, Herren
berg, für die großzügige Unterstützung und so manche konstruktive Anregung
sowie Herrn Dr. Jens Schlembach vom Verlag B.G. Teubner für die - wie
immer - hervorragende und produktive Zusammenarbeit.
Herzlichen Dank auch an die datentechnische Assistentin Frau Svijetlana
Bozic, die durch die Erstellung prägnanter Zeichnungen maßgeblich zur Ver
anschaulichung komplexer Sachverhalte beitrug, an Dipl.-Inform. (FH) Johan
nes Thömmes, der uns als "Kommunikationsfachmann" im Bereich X.400/
X.SOO viele wertvolle Hinweise gab und an Informatiker Rainer Dresse!, der
als Spezialist für OS/2 und SNA manch komplexen Bereich der IBM-Umge
bung transparent machte. Ein ganz besonderer Dank gilt Herrn Roland Volk,
der durch seine unermüdliche Korrekturarbeit maßgeblich zur Lesbarkeit wei
ter Teile dieses Buches beigetragen hat.
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Wir würden uns freuen, wenn es uns auch mit dem vorliegenden Buch ge
lungen ist, dem Leser einen Schlüssel fiir die pragmatische, effektive Er
schliessung der LAN-Thematik an die Hand zu geben. Für Anregungen und
konstruktive Kritik sind wir jederzeit aufgeschlossen und dankbar.
Dieses Buch ist allen Systemadministratoren und Projektleitern gewidmet, die
täglich den Kampf gegen das Chaos an vorderster Front führen, ohne dqfür
von ihren Anwendern den gebührenden Dank zu erhalten, sondern sich im
Gegenteil das ewigwährende Klagelied von der unzuverlässigen EDV anhören
müssen.
Magstadt und Sindelfingen Sommer 1999
Dirk H. Traeger Andreas Volk
Zwei Geleitworte
Seit Babyion ist alles anders. Über Jahrtausende hinweg war Verständigung
immer auch ein Problem. Oder, wie Konfuzius formulierte: "Die ganze Kunst
der Sprache besteht darin, verstanden zu werden."
Nur wer etwas wirklich ganz verstanden hat, kann es auch ausdrücken, denn
Denken und Verstehen ist ohne Sprache nicht möglich. Fachliches Wissen und
Fertigkeiten beherrschen und anderen auch vermitteln ist jedoch zweierlei. Die
Kunst der Sprache besteht darin, Kompliziertes einfach zu sagen.
Kompliziert und komplex sind die Bemühungen, eine Welt der Kommunikati
on aufzubauen, allemal. Die Wissenschaftler und Ingenieure in ihrem Bemü
hen, einen freien, schnellen und weltumspannenden Informationsaustausch zu
ennöglichen sind hiermit Wegbereiter fUr die Überwindung von Barrieren der
Sprachlosigkeit. Die Entwicklung der letzten 15 Jahre fUhrt in immer schnelle
ren Schritten zum Ziel der globalen Vernetzung. Kommunikation ersetzt Kon
frontation.
Möge das vorliegende Buch zweier hervorragender Fachleute der Netzwerk
praxis seinen Beitrag dazu leisten, diesem Ziel näher zu kommen und alle die
jenigen ansprechen, die einen tieferen Sinn darin sehen, der Kommunikation
der Menschen untereinander einen Dienst zu erweisen, indem sie die dazu er
forderliche Technik vorantreiben.
Thomas F. D. Wagner
IBW - Wagner • Beratende Ingenieure GmbH
IX
Welche hohen Erwartungen die heutige IT-Infrastmktur zu erfüllen hat, zeigt
sich anhand immer komplexerer Konzemstmkturen. Die Verschmelzung der
bei den Untemehmen Daimler-Benz lind Chrysler zu einem weltumspannenden
Konzem mit verteilten Entwicklungs- und Produktionsstandorten zeigt dies
beispielhaft auf. Das Zusammenlegen von Geschäftsbereichen und das Arbei
ten in virtuellen Teams erfordert Technologien, die uns vor wenigen Jahren
noch nicht zur Verfügung standen.
Themen wie Videoconferencing, der Zugriff auf verteilte Datenbanken und
Applikationen, somit das konsequente Einsetzen der ClientiServer-Technolo
gie, setzt ein transparentes und leistungsfähiges Netzwerk voraus.
In dieser zweiten Auflage erfahren Sie nicht nur Neues über modeme Netz
werke, die notwendigen Protokolle und Dienste - Sie werden erkennen, daß
dieses fast schon wissenschaftliche Werk von lebendigen, fröhlichen Men
schen in verständlicher Art und Weise geschrieben wurde.
Für unser Untemehmen und mich persönlich ist die Zusammenarbeit mit ei
nem der Autoren in Wlserem Team nicht nur eine BereichefWlg in technologi
scher Hinsicht, sondern darüber hinaus haben wir auch viel Spaß in der Zu
sammenarbeit.
Frank Schlotter
ASCAD ComputerService GmbH
InhaltsvelZeichnis
1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. I
I.I Geschichte I
1.2 Allgemeine nachrichtentechnische Grundlagen ........... . 2
1.3 Das ISO-Schichtenmodell ......................... . 8
2 Das physikalische Netz - Verkabelung und Anschlußtechnik .. 14
2.1 Schränke und Zubehör ........................... 14
2.2 Kupferverkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16
2.2.1 Signal ausbreitung auf Kupferleitungen . . . . . . . . . . . . . . . .. 16
2.2.2 Leitungstypen ................................. 20
2.2.2.1 Koaxialleitungen ............................... 20
2.2.2.2 Paralleldrahtleitungen ............................ 21
2.2.2.3 Twinaxleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25
2.2.3 Steckertypen und Anschlußdosen .................... 25
2.2.3.1 Stecker und Dosen rur Koaxialleitungen . . . . . . . . . . . . . . .. 25
2.2.3.2 Stecker und Dosen rur Paralle1drahtleitungen ............ 28
2.2.3.3 Stecker und Dosen rur Twinaxleitungen . . . . . . . . . . . . . . .. 36
2.3 LWL-Verkabelung .............................. 37
2.3.1 Grundlagen L WL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37
2.3.2 Faser- und Kabeltypen ........................... 38
2.3.3 Steckertypen .................................. 45
2.4 Verkabelungspraxis und strukturierte Verkabelung . . . . . . . .. 58
2.5 EMV ....................................... 72
2.6 USV ........................................ 74
3 Netzal1en. Topologien und Zugriffsverfahren ............ 77
3.1 Grundlagen und Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 77
3.2 CSMA/CD ("Ethemet") . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83
3.2.1 Einruhrung und Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83
3.2.2 IOBase-5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 86
XII
3.2.3 10Base-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 88
3.2.4 IOBroad-36 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 89
3.2.5 1O B ase-T .................................... 89
3.2.6 10Base-F (FL, FB, FA, FP) und FOIRL ............... 90
3.2.7 100Base-T (TX, X, T4, 4T+, FX, CAP) - Fast Ethernet ..... 91
3.2.8 100VGAnyLAN (lOOBase-VG, 100Base-DP) ............ 93
3.2.9 Gigabit-Ethernet (I000Base-T, -SX, -LX, -CX) ........... 94
3.3 Token Ring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 97
3.4 Token Bus / MAP ............................. 101
3.5 FDDI (MMF-PMD, SMF-PMD, SPM-PMD, TP-PMD,
TPDDI, CDDI, SDDI, Greenbook-PMD, FFDT,
FDDI-2, HRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 103
3.6 VLANs ..................................... 109
3.7 DQDB (QPSX) ............................... 112
3.8 ATM ...................................... 113
3.8.1 Grundlagen ................................. 113
3.8.2 ATM im LAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 123
3.8.2.1 Das ATM-Schichtenmodell ....................... 123
3.8.2.2 LAN-Emulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 126
3.8.2.3 Multiprotocol over A TM (MPOA) .................. 131
3.9 FPS, Frame Relay, X.25fX.21 ..................... 132
3.10 ISDN .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133
3.11 xDSL (ADSL, R-ADSL, HDSL, HDSL2, SDSL, VDSL,
CDSL, IDSL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 139
4 Aktive Netzwerl<komponenten, Koppelelemente
und Intemetworldng ............................ 141
4.1 Medienkonverter, DTE (DEE) und DCE (DÜE) ......... 141
4.2 Transceiver, Fan Out Units, Repeater ................ 142
4.3 Ringleitungsverteiler, Basiseinheiten, Leitungsanschluß-
einheiten und Splitter ........................... 148
4.4 Hubs .................................... " 151
4.5 Bridges ................................... " 155
4.6 Router und Brouter ........................... " 163
4.7 Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 170
4.8 Gateways und Firewalls ......................... 178
4.9 Einfache Beispiele ............................. 179
5 Protokolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 186
5. 1 Grundlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 187