In TCP/IP Terminologie ist jeder Host ein Gerät, das eine IP-Adresse besitzt. Ein Multihomed Host ist ein Gerät, das mehr als eine IP-Adresse besitzt.

Ein Referenz-Modell

Das ISO (International Organisation for Standardization) entwickelte ein Open System Interconnection (OSI) Referenzmodell. Darauf basierend wurden diverse Protokolle entwickelt, bekannt als OSI-Protokolle.

• Physical Layer: Das Physikalische Netzwerk-Medium (UTP, Koaxialkabel usw.)
• Link Layer: Die Protokoll-Standarts für das Kommunizieren auf dem physikalischen Medium (Ethernet, IEEE 802.3, Token Ring, Frame Relay, PPP)
• Network Layer: Die Protokolle für ein end-to-end routing (IP, ICMP, IGMP)
• Transport Layer: Die Protokolle für einen end-to-end Transport der Daten mit verschiedenem Service ? reliable, unreliable (TCP,UDP)
• Session Layer: Die Protokolle, welche end-to-end Sessions unterstützen
• Presentation Layer: Die Protokolle, welche Daten von einem Format in ein anderes konvertieren, z.B. von ASCII zu EBCDIC
• Application Layer: Die Programme

Der grosse Unterschied ist, das TCP/IP auf dem Transport-Layer aufhört. Alles über dem Tranport Layer wird bei TCP/IP von den Programmen gemanaget. Der Session-Layer und der Presentation-Layer sind in die Applikation eingebunden. Ein Beispiel dazu ist eine Telnet 3270 Applikation, welche eine Verbindung von einer TCP/IP Station zu einen IBM 3270 basierenden System unterstützt. Die Daten müssen jeweils von ASCII, das die TCP/IP-Station benutzt, nach EBCDIC, das die IBM-Station benutzt, konvertiert werden und umgekehrt.

Repeater

Physikalische Netzwerke haben technische Limiten, die auf den elek. Signalstärken usw. basieren. Aufgrund dessen, können nur geringe Distanzen überwunden werden. Repeater dienen dazu, diese Limiten überwinden zu können. Ein Repeater verstärkt das ankommende Signal und gibt es danach wieder aus.

Eine Repeater arbeitet auf dem ersten Layer, benötigt also keine Hardware-Adresse. Er verstärkt lediglich das Signal oder bei einem digitalen Signal, regeneriert es. Ein Repeater kann nur zwischen zwischen Netzwerken mit den selben physikalischen Charakteristiken verwendet werden.

Bridges

Ist die max. Anzahl von Hosts in einem Netz erreicht, ist eine Bridge hilfreich. Bridges arbeiten auf dem Layer 2. Die Bridge erhält einen Frame, sieht in ihrer “Forwarding-Database” nach, ob der Empfänger auf dem selben physikalischen Netzwerk vorhanden ist und wenn nicht, an welchem Port der Frame ausgegeben werden soll.

Bridges werden normalerweise zwischen Netzen des gleichen Typs eingesetzt. Es gibt aber Bridges, die Eternet und Token Ring-Netze miteinander verbinden können. Diese Bridges werden auch “translational bridges” genannt.

Bridges werden auch eingesetzt, um ein Netz zu segmentieren. Meistens haben Bridges eine IP-Adresse, diese wird jedoch nur zu Managmentzwecken verwendet (SNMP) oder um die Bridge “pingen” zu können.

Netzwerk mit lokaler Bridge

Bridges können auch dazu benutzt werden, um Netze über einen WAN-Link miteinander zu verbinden.

Bridges haben die folgenden Nachteile:

• Die “Forwarding-Engine” ist nicht sehr ausgeklügelt. Fehlt der Eintrag in der “Forwarding Database” über eine Hardware-Adresse eines empfangenen Frames, so wird der Frame an alle angeschlossen Interfaces ausgegeben, ausgenommen das Interface, über das der Frame empfangen worden ist
• Es können keine Loops in einem “gebridgten Netzwerk” existieren
• Broadcasts werden weitergeleitet
• Bridges verbinden normalerweise nur Netze des gleichen Typs. Eine Ausnahme ist eine “translational bridge”

Router

Sobald ein Protokoll eine Adresse auf dem Layer 3 besitzt, kann es geroutet werden. Solche Protokolle heissen z.B. TCP/IP, Novell IPX, DECnet und Apple Talk.

Die nächste Grafik zeigt eine geroutetes Netzwerk. Ein Router muss mindestens zwei IP-Adressen besitzen. Ein Router muss für jedes logische Netzwerk, zwischen denen er Daten routet, eine IP-Adresse besitzen.

Netzwerk mit lokalem Router

Ein Router kann auch über einen WAN-Link Daten routen.

Gateways

Repeater arbeiten auf Layer 1, Bridges arbeiten auf Layer 2 und Router auf Layer 3. Eine andere Art von Netzwerkdevices sind Gateways. Gateways arbeiten auf den Layern 4-7 im OSI-Referenzmodell. Gateways werden vor allem für Protokoll-Übersetzungen gebraucht, z.B. von TCP/IP nach IBM SNA.

Network Management Systems

Viele Netze haben ein System für die Überwachung der angeschlossenen Devices, das Network Management System (NMS). Das NMS überwacht den Zustand der angeschlossenen Netzwerk-Devices im Betrieb.

In einem TCP/IP-Netzwerk ist das Network Management meist durch das Simple Network Management Protocol (SNMP) implementiert. TCP/IP-Netzwerk-Devices, die SNMP unterstützen, verfügen über einen SNMP agent in ihrer Software. Dieser SNMP agent “hört” nach Requests auf UDP-Port 161. Die Requests fragen die Devices nach Informationen ab. Die Devices antworten mit einer SNMP-Antwort, die Informationen über den angefragten Zustand enthalten. SNMP Devices können auch SNMP traps zu einer Network Management Station senden. Traps versorgen die NMS mit unverlangten Informationen über das Device, z.B. “link down, interface 1”.