Theorie

Die LAN-Emulation (LANE) des ATM-Forums dient der Realisierung von emulierten LANs (ELANs) auf einem ATM-Netz. Hierbei ist es möglich, mehrere virtuelle LANs (ELANs) auf demselben ATM-Netz zu emulieren. Die einzelnen ELANs operieren unabhängig voneinander, so dass eine Kommunikation zwischen verschiedenen ELANs nur über Bridges oder Router möglich ist. Anmerkung: Im diesem Tutorial werden die Begriffe ELAN (Emulated LAN) und VLAN (Virtual LAN) als äquivalent betrachtet.

Die LAN-Emulation ersetzt die Medienzugriffsschicht (MAC-Layer) durch eine ATM-basierte Übertragung, welche für die Protokolle der höheren Schichten - insbesondere IP - vollkommen transparent ist. Sie enthält keine Dienste der Vermittlungsschicht (dies wird durch weitere Protokolle, namentlich NHRP und MPOA ermöglicht; siehe [BLACKIII, Kapitel 10 und 11].

Um die LAN-MAC-Schnittstelle ausreichend nachbilden zu können, sind bestimmte Dienste (LE-Services) notwendig. Die LE-Dienste sollten aus Effizienzgründen in einer zentralen Netzkomponente (z.B. in einem Switch) installiert sein.

1. Erläutern Sie die Aufgaben aller LE-Dienste, welche in einem ELAN nötig sind. Sie sollten hierbei u.a. die Begriffe "LECS", "LES" und "BUS" erklären.
2. Beschreiben Sie, was man unter einem "LEC" und einem "Edge Device" versteht.
3. Fertigen Sie anschließend eine Skizze mit den Kontroll- und Datenverbindungen zwischen den einzelnen Komponenten an.

Zur Teilnahme an einem bestimmten ELAN muß sich jeder LEC registrieren lassen. Skizzieren Sie grob die wichtigsten Phasen dieser Registrierung; siehe [BLACKIII, Seite 112 ff], [SIEGMUND, Seite 375 ff] oder [LANE V1].

1. Ist in einem 10Base2-Segment die Bildung von VLANs möglich? Begründen Sie Ihre Antwort. Welche Mindestanforderungen muß ein Netz erfüllen, um VLANs bilden zu können?
2. Welche Vorteile bieten VLANs im Vergleich zu konventionellen LANs?

In LANE-Netzen müssen Komponenenten in getrennten Broadcastdomänen bzw. LIS (Logical IP Subnets) immer über Router miteinander kommunizieren, selbst wenn sich beide Rechner im selben ATM-Netz befinden und dadurch eine direkte ATM-Verbindung möglich wäre (zur Definition der "LIS" siehe [RFC 2225]). Dieses Verfahren hat einen negativen Einfluß auf die Netzwerkleistung (insb. auf die Verzögerungszeit), da Router jedes Datenpaket bis zur IP-Schicht auspacken müssen, um an die Adreßinformation heranzukommen. Um diese unnötigen Router-Hops zu umgehen, kann u.a. das MPOA-Protokoll (Multiprotocol over ATM) eingesetzt werden. Anmerkung: Die Problematik der langsamen und teuren Router existiert auch in konventionellen Netzen. Ein weiteres zum Einsatz kommendes Verfahren ist zum Beispiel das Layer-3-Switching.

MPOA (Multiprotocol over ATM) und das NHRP (Next Hop Resolution Protocol) bieten die Möglichkeit, einen sogenannten Shortcut zu schalten (siehe Abbildung 2.1, d.h. es wird ein direkter SVC zwischen zwei Kommunikationspartnern (über Subnetzgrenzen hinweg) aufgebaut. Das funktioniert natürlich nur, wenn sich beide Clients im gleichen ATM-Netz befinden.

1. Beschreiben Sie, warum zwischen zwei Hosts aus unterschiedlichen Broadcastdomänen bzw. LIS kein direkter SVC mit den Boardmitteln von LANE geschaltet werden kann.
2. Beschreiben Sie kurz, wie mittels MPOA und NHRP Shortcuts zwischen Geräten aus verschiedenen Broadcastdomänen bzw. LIS etabliert werden können.