Bridge –Teil 2

Die in der Netzwerktechnik verwendeten Bridges zum Verbinden von zwei Netzwerksegmenten können auf der Unterschicht MAC oder der Unterschicht LLC arbeiten. Des Weiteren werden sie durch die Art der Leitwegvermittlung der Datenpakete in Source Routing Bridge und Transparent Bridge unterteilt.

Die MAC-Bridge

Diese Bridge wird hauptsächlich bei der Aufteilung eines Netzwerkes in verschiedene Kollisionsdomänen verwendet. Durch diese Maßnahme kann die Belastung von großen Netzwerken vermindert werden, da durch die Unterteilung jedes Segment nur die Pakete empfängt, deren Empfänger auch in dem entsprechenden Segment liegt. Mithilfe der MAC-Bridge werden Netze mit gleichen Zugriffsverfahren verbunden.

LLC-Bridge

Bei der Verbindung von Teilnetzten, die unterschiedliche Zugriffsverfahren nutzen, kommt die LLC-Bridge zum Einsatz. Sie besteht im Idealfall aus zwei Teilen, so dass innerhalb der Bridge eine Translation stattfindet. Bei dieser werden alle Parameter des Quellnetzes an das Zielnetz angepasst. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die Parameter auch vom Zielnetz unterstützt werden.

Die Transparente Bridge und die Source Bridge

Diese Bridge lernt mit der Zeit, welche MAC-Adressen sich in welchem Segment befinden. Der Lernprozess erfolgt, in dem die Absender von Paketen der einzelnen Teilnetze in eine interne Tabelle gespeichert werden. Somit kann die Bridge anschließend den Weg des Paketes zum Empfänger bestimmen. Im Gegensatz dazu besitzt die Source Bridge keine Tabelle für die Weiterleitung. Dadurch wird vorausgesetzt, dass der Sender die Informationen für die Weiterleitung bis zum Ziel bereitstellt.

Software-Bridges

Meist tritt eine Bridge als eine Hardwarekomponente auf. Jedoch lassen sich auch Computer auf Windows-XP, Linux- oder Aplle-Mac-OS-Basis als Bridge verwenden. Der Vorteil dabei ist, dass zum Teil eine umfangreiche Unterstützung von Netzwerkkarten und Protokollen möglich ist. Hardware-Bridges arbeiten dafür robuster und schneller. Aufgrund der relativ hohen Latenzzeiten der Bussysteme in den PCs und der geringen Datendurchsatzraten ist die Leistung der Software-Bridges begrenzt. Außerdem benötigen sie bedeutend mehr Strom als die Hardwarelösung. 

Switch und Bridge

In den meisten Fällen werden innerhalb eines Netzwerkes verschiedene Netzwerkkomponenten verwendet. So können Bridges und Switches in der Regel Netzwerke mit verschiedenen Übertragungsgeschwindigkeiten miteinander verbinden. Ein Switch ist ein Verteiler, der ebenso wie die Bridge Netzwerksegmente miteinander verbindet. Ein Unterschied zwischen Switch und Bridge ist, dass Bridges auch MAC- und auf LLC-Basis arbeiten können, wohingegen Switche lediglich die MAC-Basis unterstützen. Somit können Switche keine unterschiedlichen Architekturen, wie zum Beispiel Ethernet zu Token Ring, überbrücken. Da jedoch die Ethernet-Technik den Markt dominiert, besitzt die Überbrückung von verschiedenen Architekturen in der Praxis nur eine geringe Bedeutung, sodass Bridges heutzutage ein Nischenprodukt einnehmen.

Bridges und Virtualisierung

Bridges spielen eine große Rolle bei der Virtualisierung, wenn sie innerhalb eines Betriebssystems eingerichtet werden. Dabei wird ein sogenanntes Bridgedevice erzeugt. Dadurch wir eine reelle Netzwerkkarte um virtuelle Netzwerkkarten erweitert. Diese werden anschließend wie eine Bridge verbunden und dem virtualisierten Gastsystem als Netzwerkkarten zur Verfügung gestellt. Dadurch besteht nun die Möglichkeit, dass die externe Netzwerkkommunikation eines Gastsystems über die reelle Netzwerkschnittstelle des Hostsystems auch nach außen hin erfolgen kann.

Der BRouter

Der BRouter ist eine Netzwerkkomponente, in der die Funktionen einer Bridge und eines Routers vereint werden. Häufig findet man dafür fälschlicherweise auch den Begriff Layer-3-Switch, jedoch ist ein eigentlicher Layer-3-Switch nicht dasselbe wie ein BRouter. Der BRouter arbeitet primär wie ein normaler Router für alle ihm bekannten Protokolle der 3. Schicht des OSI-Modells. Das heißt, dass die Protokollinformationen des Datenpakets aus dem Header entnommen werden und das Paket anschließend durch Routing weiter vermittelt wird, falls in dem Paket eine Protokollnummer enthalten ist, die von dem BRouter unterstützt wird. Ist in dem Header jedoch eine Protokollnummer enthalten oder handelt es sich um ein nicht routbares Protokoll, wodurch keine Protokollnummer existiert, so arbeitet der BRouter nun als Bridge.

Die Besonderheit bei der Weiterleitung von Datenpaketen innerhalb einer Bridge

Bei der Übertragung von Paketen erfolgt stets eine Überprüfung, sodass fehlerhafte Frames entdeckt und aussortiert werden. Es werden also nur korrekte Frames weitergesendet. Diesen Vorgang nennt man Promiscuous Mode und er ist bei den Ports aller Bridge-Arten vorhanden. Im ungelernten Zustand der Bridge findet zudem eine Weiterleitung des eingehenden Paketes an alle Ports statt. Ausgenommen ist lediglich der Port, von dem das Paket stammt. Durch eine redundante Auslegung von Bridges, kann der Ausfall einer Bridge kompensiert werden. Des Weiteren findet eine Unterdrückung der mehrfachen Weiterleitung von Datenpaketen über unterschiedliche Wege statt. Dies erfolgt mithilfe der Verwendung eines passenden Kommunikationsprotokolles, was zum Beispiel Meshing unterstützt. Zu diesen Protokollen gehören das Spanning Tree Protocol und Trunking.

Die Features einer Bridge

Eine Bridge bringt mehrere Vorteile mit sich. So bietet sie zum Beispiel eine hohe Ausfallsicherheit, da die Störungen in einem Netzwerksegment in kein anderes Segment gelangen. Des Weiteren bieten sie zudem eine Datensicherheit, da Informationen, die nur ein Netzwerkteil betreffen auch in diesem verbleiben und durch kein anderes Segment abgefangen werden können. Durch die Trennung des Netzwerkes in mehrere Teile, können zur gleichen Zeit unterschiedliche Datenblöcke innerhalb der einzelnen Bereiche transferiert werden, wodurch eine Erhöhung der Netzperformance ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist das Erlauben von Schleifen- oder Ringkonfigurationen, da die Bridge den sogenannten Spanning-Tree-Algorithmus unterstützt. Somit können mehrere Bridges innerhalb des Netzwerkes miteinander kommunizieren und stellen so sicher, dass bei mehreren redundanten Verbindungen lediglich eine aktiv ist.