Ohne den Teil VLAN.
Innerhalb eines LAN tauschen die angeschlossenen Geräte Nachrichten in Form von Frames aus. Handelt es sich um ein kabelgebundenes LAN, wird auch von einem Ethernet-Frame gesprochen. Ethernet ist der Name der am häufigsten verwendeten Netzwerktechnologie über Kabel. Das folgende Bild zeigt den Aufbau eines Ethernet-Frames:
Die einzelnen Bereiche des Frames haben folgende Bedeutung:
Präambel und Start Frame Delimitter (SFD)
Enthält keine Information, sondern nur abwechselnde auf 0 und 1 gesetzte Bits. Dadurch können sich die Empfänger auf die Übertragungsgeschwindigkeit des Senders einstellen.
Ziel-MAC-Adresse
Die lokale Adresse des Gerätes, an welches der Frame gerichtet ist.
Quell-MAC-Adresse
Die lokale Adresse des Gerätes, von welchem der Frame gesendet worden ist.
Ether-Type
Gibt an welches Protokoll in den Nutzdaten verwendet wird (also zum Beispiel IP).
Nutzdaten
Die eigentliche Nachricht. Im Falle des TCP/IP-Protokollstapels ein IP-Paket.
Frame PrĂĽfsumme (Frame Check Sequence, FCS)
Wird vom Sender berechnet und erlaubt dem Empfänger zu überprüfen, ob der Frame korrekt übertragen und empfangen worden ist.
In einem WLAN werden ebenfalls Frames verwendet. Darin sind grundsätzlich die gleichen Informationen, wie in einem Ethernet-Frame enthalten. Weitere, WLAN-spezifische Informationen kommen hinzu.
MAC-Adressen​
Innerhalb eines LANs werden MAC-Adressen zur Adressierung von einzelnen angeschlossenen Geräten verwendet. MAC-Adressen sind 6 Bytes lang und werden normalerweise in hexadezimaler Form geschrieben.
Beispiele:
Hexadezimal
Binär
A8-6D-AA-C6-66-0010101000 01101101 10101010 11000110 01100110 00000000
00:50:56:C0:00:0800000000 01010000 01010110 11000000 00000000 00001000
Als Trennzeichen zwischen den einzelnen Bytes findet man sowohl -, wie auch :.
Jeder Netzwerkadapter (die Elektronik, welche es zum Anschluss am Netzwerk braucht) auf der Welt hat eine eigene eindeutige MAC-Adresse. Das heisst, eine bestimmte MAC-Adresse kommt weltweit nur einmal vor. Die MAC-Adresse ist im Netzwerkadapter vom Hersteller fest eingestellt.
Broadcast-MAC-Adresse​
Normalerweise sendet ein Gerät einen Frame immer an einen bestimmten Empfänger. Nur dieser soll den Frame verarbeiten. Es gibt aber Fälle, wo ein Gerät einen Frame an alle im LAN angeschlossenen Empfänger sen den will. Ein solcher Vorgang wird Broadcast genannt. Dazu muss im Frame die Broadcast-MAC-Adresse als Zieladresse gesetzt werden. Diese lautet:
Broadcast
An alle Netzwerkteilnehmenden
FF-FF-FF-FF-FF-FF11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111
Das Adress-Resolution-Protocol (ARP)​
Jeder Frame muss mit der richtigen Empfänger-MAC-Adresse angeschrieben sein. Empfänger ist immer ein Gerät, welches im gleichen lokalen Netzwerk liegt. Entweder handelt es sich um das eigentliche Ziel des IP-Pakets (z.B. ein Webserver im gleichen Netzwerk) oder um den Standardgateway (auch als Router bezeichnet), der dann das IP-Paket in ein anderes Netzwerk weiterleiten wird.
In beiden Fällen weiss das sendende Gerät vorerst nur die IP-Adresse des Empfängers. Für das sendende Gerät stellt sich also die Frage, wie die MAC-Adresse des Gerätes, an welches der Frame gesendet werden muss, herausgefunden werden kann.
Dazu dient das Address-Resolution-Protocol (ARP). Das Prinzip ist einfach:
Wenn man sein Bio-Buch verloren hat und es gerne wieder haben möchte, so ruft man in in die Runde "Wer hat mein Bio-Buch gesehen?". Man sendet also eine Nachricht an alle Personen in der Runde, was nichts anderes, als ein Broadcast ist. Diejenige Person, welche das Bio-Buch gesehen hat, meldet sich dann und sagt "Ich habe das Buch gesehen. Es ist dort und dort."
Genau so funktioniert das ARP-Protokoll. Der Sender sendet zuerst einen Frame an alle mit der Frage, wer eine bestimmte IP-Adresse hat und welche MAC-Adresse dazu gehört. Der betroffene Empfänger meldet sich dann und gibt sein MAC-Adresse bekannt.
6. Netzwerkzugangsschicht