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Wide Area Network

Das WAN ist die klassische Form eines Verbindungsnetzes für getrennte Rechenanlagen. Der Grundbaustein eines WANs ist ein paketvermittelndes Teilstreckennetz. Dies bedeutet, daß die Knoten des Netzwerkes untereinander durch Leitungen (in der Praxis meist öffentliches Telefonnetz) verbunden sind. Die Daten werden in Form von Datenpaketen über eine Kette von nacheinander agierenden Knotenrechner über das Netz von der Quelle zum Ziel weitergereicht. Die räumliche Ausdehnung solcher Netze liegt im Größenbereich von etwa 1.000 km, überdecken also ein Land oder einen ganzen Kontinent. Die Übertragungsgeschwindigkeit hängt dabei im wesentlichen davon ab, was das Telefonnetz verarbeiten kann, ein typischer Wert sind 9.600 Bit pro Sekunde.

Abbildung 1.6: Ein Überblick über die Komponenten eines WANs.

Innerhalb Europas werden WANs von den nationalen Postdiensten betrieben. Dabei hat natürlich jedes Land seine Konventionen. Der Übergang zwischen zwei WANs wird durch einen Standard definiert, dieser Standard heißt X.25-Protokoll. Dies bedeutet also, falls nationale Datenkommunikationsnetze auf dem X.25 Standard basieren, ist es ohne Probleme möglich, daß solche Netze auch untereinander Daten austauschen. Beispiele sind DATEX-P in Deutschland und TELEPAC in der Schweiz. Diese öffentliche Wählnetze basieren beide auf dem international standardisierten Paketvermittlungsprotokoll X.25. Dadurch wird der Zugang zu allen anderen weltweit vorhandenen X.25 Paketvermittlungsdiensten ermöglicht. WANs können über Zwischennetzkoppler (man nennt diese Netzwerkkomponenten Gateways) zu GANs gekoppelt werden. WANs werden von einer Vielzahl von Rechnern aufgebaut, die man Hosts nennt und auf denen die Benutzeranwendungen laufen. Diese Rechner nennt man auch Endsysteme. Die Hosts sind durch ein Kommunikationssubnetz - oder einfach auch nur Subnetz genannt - miteinander verbunden. Die Aufgabe des Subnetzes ist, die Nachrichten von Host zu Host zu transportieren, das ist analog zum Telefonnetz, das die Nachrichten vom Sprecher zum Zuhörer übermittelt. Durch die Trennung der Kommunikationsaspekte (i.e. das Subnetz) von den Anwendungsaspekten (den Hosts) vereinfacht sich das Netzwerkdesign beträchtlich.

Abbildung 1.7: Beziehung zwischen Hosts und Subnetz.

In den meisten WANs besteht das Subnetz aus zwei Komponenten, den Übertragungelementen und den Switch-Elementen. Die Übertragungselemente nennt man auch Leitungen oder Kanäle, über diese wandern also die leibhaftigen Bits zwischen den Maschinen hin und her. Die Switch-Elemente sind spezialisierte Rechner, die dazu dienen, zwei oder mehr Übertragungsleitungen zu verbinden. Wenn Daten aus einer Leitung ankommen, muß das Switch-Element eine Entscheidung treffen, auf welche der ausgehenden Leitungen das Paket geschickt werden soll. Diese Switch-Elemente heißen auch Router. In den meisten Wide Area Networks besteht das Netz aus einer Vielzahl von Kabeln und Telefonleitungen. Jede Leitung verbindet genau ein Paar von Routern. Wollen nun zwei Router miteinander kommunizieren, die keine Leitung gemeinsam haben, muß dies indirekt über andere Router geschehen. Wird ein Paket von einem Router über eine oder mehrere Zwischenstationen (ebenfalls Router) zu einem anderen Router geschickt, wird das komplette Paket auf jedem Zwischenrouter gespeichert bis die erforderliche Ausgangsleitung frei ist und dann weitergeleitet. Ein Subnetz, das diesen Mechanismus benutzt, um Pakete weiterzuleiten, nennt man Punkt-zu-Punkt, store-and-forward oder packet-switched Subnetz. Fast alle Wide Area Netzwerke haben ein packet-switched Subnetz, mit Ausnahme der WANs, die Satelliten zur Übertragung einsetzen. Wird ein Punkt-zu-Punkt Subnetz eingesetzt, ist die große Designfrage, wie die Topologie des Subnetzes aufgebaut sein soll. In Abbildung 1.8 sind eine Reihe möglicher Subnetztopologien dargestellt. Üblicherweise werden lokale Netzwerke mit symmetrischen Topologien designed, während die bevorzugte Topologie bei WANs die irreguläre Form ist.

Abbildung 1.8: Eine Reihe möglicher Topologien eines Punkt-zu-Punkt Subnetzes. (a) Stern, (b) Ring, (c) Baum, (d) Komplett, (e) Überschneidende Ringe, (f) Irregulär.


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Yasar Arman
2000-05-15