Richtlinien für die Nutzung des FAU-Datennetzes

Das RRZE betreibt mit dem Datennetz der FAU eines der größten und geographisch verteiltesten universitären Datennetze in ganz Deutschland.

Nicht nur die immer komplexer werdende IT-Landschaft der FAU, sondern auch die immer stärker werdenden Abhängigkeiten bisher eigenständiger Infrastrukturen wie z.B. Telefonie-, Schließ- oder Sicherheitstechnik vom Datennetz haben die Anforderungen an dieses in den letzten Jahren massiv erhöht. So wird das Vorhandensein eines zuverlässigen Datennetzes vor Ort seitens der Nutzerschaft inzwischen mindestens als genauso elementar und selbstverständlich angesehen wie eine permanente Verfügbarkeit von Strom und Wasser, inklusive dazu passender und belastbarer Qualitätssicherung. Zur Erfüllung dieses hohen Anspruchs auf den stark verteilten Arealen der FAU wurde das zugrundeliegende Datennetz in seiner Ganzheit auf der Grundlage klarer Designrichtlinien (sog. „structural network design“) von Struktur und Homogenität entworfen und wird stetig weiterentwickelt. Nur so kann auch in Zukunft die Wartbartkeit des gesamten Datennetzes bei gleichzeitig möglichst hohem Qualitätsniveau sichergestellt werden.

Um all diesen Anforderungen an der FAU flächendeckend gerecht zu werden und gleichzeitig für ein leistungsfähiges, skalierendes und stabiles Kommunikationsnetz zu sorgen, ist die Vorgabe sowie die Einhaltung von gewissen Grundregeln inklusive klarer Verantwortungsbereiche unerlässlich. Daher wurden Richtlinien für die Nutzung des FAU-Datennetzes sowie zugehörige Erläuterungen verfasst, die vom RRZE in regelmäßigen Abständen auf dem jeweils aktuellen Stand gehalten werden.

1. Einleitung

Das Datennetz der FAU bildet die Basis rechnergestützter Kommunikation innerhalb und zu Partnern außerhalb der Universität. Es verbindet verteilte Standorte in Erlangen, Nürnberg, Fürth, Bamberg und Streulagen miteinander und stellt dort Anschlüsse für die Endgeräte bereit.

Gestaltung und Betrieb des Datennetzes sind im Auftrag der FAU Aufgaben des Regionalen Rechenzentrums Erlangen (RRZE). Das RRZE sorgt für die innere Stabilität und Funktionalität des gesamten FAU-Datennetzes und vertritt die FAU gegenüber dem deutschen Forschungsnetz (DFN-Verein) und der Internetgemeinschaft (IETF, IANA).

Die hier dargestellten Regeln abstrahieren so weit wie möglich von sich wandelnden Details. Regeln zur Nutzung von IT-Ressourcen werden vom RRZE seit vielen Jahren auf den RRZE-Webseiten veröffentlicht.

2. Verantwortungsbereiche

Nach den Empfehlungen der Kommission für IT-Infrastruktur der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ist das RRZE als Hochschulrechenzentrum operativ ordnend für das dezentral verteilte kooperierende ITSystem verantwortlich. Es ist das Zentrum eines ansonsten dezentral verteilten kooperativen Systems zur Erbringung von IT-Dienstleistungen.

Das kooperative Modell an der FAU umfasst das RRZE, FAU-Organisationseinheiten und Endgerätenutzer. Zwischen dem RRZE und einer FAU-Organisationseinheit können im beiderseitigen Interesse auch besondere schriftlich vereinbarte Abweichungen von den nachfolgend festgelegten Verantwortlichkeiten definiert werden.

Verantwortungsbereich des RRZE

a) Das RRZE ist zuständig für Ausbau und Pflege der flächendeckenden drahtgebundenen sowie drahtlosen Infrastruktur und Netzwerktechnik des Datennetzes, insbesondere für Planung, Mittelbeantragung, Beschaffung, Installation, Konfiguration und laufende Betreuung. Dies erfolgt in enger Abstimmung mit dem Universitätsbauamt sowie mit den betroffenen Institutionen.
b) Das RRZE sorgt im Rahmen gegebener Möglichkeiten für eine auf die Standorte der FAU bezogene, flächendeckende, möglichst homogene Netzinfrastruktur.
c) Verknüpfungen mit oder Zugänge zu anderen Datennetzen werden ausschließlich vom RRZE konzeptioniert.
d) Das RRZE sorgt durch Überwachung, Fehlerbehandlung für einen möglichst stabilen und sicheren Netzbetrieb.
e) Dem RRZE obliegt der alleinige Betrieb aller grundlegenden netzbezogenen Dienste.

Verantwortungsbereich der FAU-Organisationseinheiten

Die FAU-Organisationseinheiten sind zuständig für den Anschluss von IT-Endgeräten:
a) Die Leitung einer FAU-Organisationseinheit benennt gegenüber dem RRZE einen oder mehrere IT-Betreuer. Die IT-Betreuer halten Kontakt zum RRZE, informieren sich über aktuelle Entwicklungen und teilen ihrerseits dem RRZE Nutzungsänderungen und organisatorische Veränderungen mit.
b) Anschlüsse an das Datennetz erfolgen nur über die vom RRZE bereitgestellten Netzzugangspunkte (ab Endgeräte-Anschlussdose mittels Netzwerkkabel oder ab Access Point mittels Funkverbindung).
c) Anschlüsse an Endgeräte-Anschlussdosen koordinieren die IT-Betreuer in Kooperation mit dem RRZE.
d) Die IT-Betreuer sind dafür verantwortlich, dass nur ordnungsgemäß gepflegte Endgeräte an das Datennetz angeschlossen sind.

Verantwortungsbereich der Endgerätenutzer

Für Personen, die an das FAU-Datennetz angeschlossene Endgeräte nutzen, gelten die sonstigen Bestimmungen, siehe Kapitel 5.

3. Anschluss von Endgeräten

a) Die Bereitstellung des Datennetzes an den Netzzugangspunkten wird von den IT-Betreuern der FAU-Organisationseinheiten formlos beantragt.
b) Bei Versorgungsengpässen prüft das RRZE die Machbarkeit eines Ausbaus bezüglich technischer und finanzieller Rahmenbedingungen. Finanzierungen sind in jedem Fall spezifisch zu klären, insbesondere, wenn Baumaßnahmen, strukturelle oder kapazitative Erweiterungen des Netzwerkes erforderlich sind.
c) Das RRZE weist den FAU-Organisationseinheiten lokale Netze und ggf. IP-Adressräume zu und teilt den IT-Betreuern die Anschlussparameter mit.
d) Die IT-Betreuer vergeben und verwalten IP-Adressen für die anzuschließenden Endgeräte aus dem zugeordneten Adressraum.
e) Die IT-Betreuer dokumentieren alle Änderungen an der Nutzung der Endgeräte-Anschlussdosen.
f) Die IT-Betreuer melden für jedes Endgerät die vergebene IP-Adresse und einen zugeordneten Namen dem RRZE zum Übernahme in den FAU-Nameservice (DNS). Außer Betrieb genommene Endgeräte melden sie dem RRZE zur Löschung aus dem FAU-Nameservice.

4. Störungsbehandlung und Betriebsbeeinträchtigunge

a) Geplante Wartungen werden den IT-Betreuern über definierte Meldewege (Mailinglisten, Webinformationen) vorab angekündigt.
b) Bei drahtgebundenen Endgeräte-Zugängen zum Datennetz werden Störungsmeldungen von den IT-Betreuern entgegengenommen und nach vorheriger Analyse bei Bedarf an das RRZE gemeldet.
c) Bei drahtlosen Endgerätezugängen zum Datennetz (WLAN) können Störungen auch direkt an das RRZE gemeldet werden.
d) Endsysteme, die den Netzbetrieb stören, sind von den IT-Betreuern auf Anweisung des RRZE umgehend vom Netz zu trennen.
e) Zur Gefahrenabwehr behält sich das RRZE vor, akut störende Endgeräte unverzüglich vom Netz zu trennen.

5. Übergeordnete Bestimmungen und Regeln

Es gelten folgende übergeordnete Regelungen:

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Version vom 12.07.2017

 

Zu 1., Einleitung

Das RRZE hält das Netzwerk bezüglich Konzeption, Ausbau, Ausgestaltung oder Betrieb im Rahmen gegebener Möglichkeiten auf dem Stand aktueller Anforderungen und Technologien. Unter diesem Gesichtspunkt sind verbindliche, allgemein gültige Richtlinien unerlässlich.

 

Auf Grund der starken geografischen Verteilung hat das Datennetz der FAU sowohl LAN-(Local Area Network) als auch WAN-(Wide Area Network) Charakter. Dennoch folgt es in seiner Gesamtarchitektur einem umfassenden, hierarchisch gegliederten Strukturmodell (Core, Distribution, Access). In der Umsetzung spielen in derzeitiger Ausprägung das Internet Netzwerkprotokoll (IP) und damit verbundene Technologien eine bestimmende Rolle. Die Infrastruktur des Datennetzes erlaubt den Anschluss einzelner Endgeräte über definierte Schnittstellen.

 

Das Netzwerk besteht aus aktiven Komponenten (LAN-Switches,Router), die über passive Elemente (z.B. Glasfaserkabel, Kupferkabel, Richtfunkstrecken) in einer hierarchischen, baumartigen Struktur untereinander verbunden („vernetzt“) sind. Es ist nach geografischen und funktionalen Gesichtspunkten grob gegliedert in Core-, Distribution-und Access-Bereiche. Der Core fasst regionale Einheiten zusammen und verknüpft sie miteinander (z.B. „Erlangen-Süd“, „Erlangen-Innenstadt“, „Nürnberg“). Distribution-Bereiche gehören jeweils zu einem Core und sind verschiedenen Standorten (z.B. „Tennenlohe“, „EWF“), Gebäudekomplexen (z.B. „Biologie/Physik“, „PhilFak“) oder funktionalen Einheiten (z.B. „Datacenter“: Bereich zentraler Server) zugeordnet. Verknüpft über den Core verteilen sie ihrerseits auf mehrere, zugehörige Access-Bereiche, die das Netzwerk in lokalen Einheiten (z.B. Gebäuden, Etagen) verbreiten und schließlich die Zugangspunkte für die Endgeräte bereitstellen. Obwohl dieses Architekturkonzept bis auf weiteres die Grundlage der Netzgestaltung darstellt, ist das FAU-Netzwerk kein starres Gebilde, sondern befindet sich in fortwährendem Anpassungs-und Erweiterungsprozess. Dazu gehören das Einbeziehen neuer Gebäude oder ganzer Standorte ebenso, wie das Einbringen neuer Technologien (höhere Übertragungsgeschwindigkeiten) oder auch das Ermöglichen neuartiger Anwendungen (Videodienste, Telefonie).

 

Neben der flächendeckenden, internen Vernetzung der FAU ist das Datennetz auch mit der international verbreiteten Struktur des Internets verbunden bzw. darin integriert. Dies eröffnet den Universitätsangehörigen vielfältige Möglichkeiten zur Kommunikation mit Partnern außerhalb der Universität, zur Nutzung weltweit angebotener Dienste oder auch des Fernzugriffs auf Systeme innerhalb Universität (z.B. „von zu Hause“ oder „auf Forschungsreisen“). Umgekehrt bietet auch die FAU verschiedene Dienste zur allgemeinen Nutzung durch die Internetgemeinschaft an (z.B. Informationsdienste, Datenbanken).

 

Die Verknüpfung zwischen FAU-und Internet erfolgt über einen leistungsstarken, redundant ausgelegten Anschluss an das vom DFN-Verein (Verein zur Förderung eines Deutschen Forschungsnetzes e. V.) betriebene Wissenschaftsnetz, das als Schwerpunkt die deutschen Forschungseinrichtungenuntereinander verbindet und seinerseits Austauschpunkte zu Netzen anderer Internetprovider besitzt. Übrigens arbeitet das RRZE eng mit dem DFN-Verein zusammen und beherbergt wichtige Komponenten des Wissenschaftsnetzes als so genannter Kernnetz-Standort.

 

Abgesehen von verschiedenen, hauptsächlich unter Sicherheitsaspekten durchgeführten Prüfungen an der Anschlussstelle zum Wissenschaftsnetz, etwa zur Abwehr gewisser Attacken oder der Verhinderung des Einschleppens von Schadsoftware, ist zwischen FAU und Außenwelt eine weitgehend freie Internetkommunikation möglich.

 

Zu 2., Verantwortungsbereiche

Das RRZE wird in Bezug auf die Richtlinien für die Nutzung des FAU-Datennetzes von seiner Abteilung Kommunikationssysteme vertreten.

 

Die FAU-Organisationseinheiten (alle Einrichtungen der FAU, wie z.B. Lehrstühle, Institute, Fakultäten, zentrale Einrichtungen)können Ihre Verantwortung selbst wahrnehmen oder auch delegieren, indem sie dem RRZE als IT-Betreuer z.B. eines der RRZE-Betreuungszentrenbenennen, mit denen sie einen Betreuungsvertrag haben.

 

Zu, Infrastruktur

In Bezug auf die Infrastruktur des Datennetzes ergibt sich aus der Abgrenzung der Verantwortlichkeiten zwischen RRZE, FAU-Organistationseinheitenund Endgerätenutzern, dass nur vom RRZE eingerichtet / angeschlossen / betrieben werdendürfen: •Gebäudeübergreifende Verkabelung

  • GebäudeinterneVerkabelung
  • Rangierungen in den Verteilerschränken des Datennetzes•Funk-(WLAN-) Komponenten (Access Points)
  • LAN-Switcheszur Vervielfachung der Anschlussschnittstelle oder Verlängerung der Netzwerkstruktur
  • Routende Netzkomponenten (Software-Routeroder dedizierte Router) zwischen Endgerät und FAU-Datennetz
  • Externe Anbindung über Internetanschlüsse an „fremde“ Provider (z.B. per DSL)

 

Zu, Grundlegende netzbezogene Dienste

Das Zusammenspielzwischen Endsystemen und Netzwerksowie netzinternen Operationen wird durch die vom RRZE betriebenen grundlegenden Netzdienste geregelt, welche im Folgenden aufgeführt werden.

 

Zu, Symbolische Adressen (DNS)

Neben den numerischen IP-Adressen werden vor allem von den Endgerätenutzern symbolische Adressen zur Benennung von Kommunikationspartnern verwandt. Diese im Internet definierten symbolischen Adressen oder Gerätenamen sind nach einem hierarchischen Schema aufgebaut. Die Schreibweise gibt die Hierarchie von „rechts nach links“ wieder und lautet z.B. für den WEB-Server des RRZE: www.rrze.fau.de(de: „Top Level Domain“).

 

Die Verwaltung der Namen und automatische Adressauflösungen von Namen (Angabe der numerischen Adresse nach Anforderung mit symbolischer Adresse) leistet der „Domain Name Service“ (DNS) und wird von sich untereinander austauschenden, dedizierten Servern erbracht. Im Datennetz der FAU müssen die IT-Betreuer für ihren Bereich jedem Internetgerät bzw. jeder IP-Adresse die Zuordnung eines eindeutigen symbolischen Namens veranlassen durch Meldung. Die Kommunikation von Komponenten mit nicht im DNS eingetragenen Adressen ins Internet wird blockiert.http://dlp.rrze.fau.de/dns/.

 

Zu, Dynamische Adresszuteilung (DHCP)

Dieser Dienst ermöglicht es Endgeräten, über ein spezielles Protokoll (DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol) eine Hostadresse zur aktuellen Nutzung dynamisch anzufragen. Das kann zur Vereinfachung der Konfiguration auf den Endsystemen beitragen, aber auch über Engpässe zur Verfügung stehender IP-Adressen hinweghelfen (Adresszuteilung nur an jeweils aktive Systeme). Je nach Handhabung ist eine Zuordnung von Absenderadresse und Endsystem dann nicht mehr direkt möglich. Das RRZE bietet diesen Dienst unter bestimmten Voraussetzungen an, http://dlp.rrze.fau.de/dhcp/.

 

Zu, Adresstransformation (NAT)

Mit Hilfe der Adresstransformation (NAT: Network AddressTranslation) können an der Außenschnittstelle eines IP-Netzes Absender-oder Zieladressen umgeschrieben werden. Das wird z.B. verwendet, um Netzen mit Version vom 12.07.2017, Seite 3von 6„privaten“, also im weltweiten Internet nicht gerouteten IP-Adressen, durch dynamische Zuordnung „öffentlicher“ Absender externe Kommunikation zu ermöglichen. Dieser Mechanismus erhöht die Komplexität und macht je nach Handhabung eine Identifizierung des ursprünglichen Absenders eines Datenpaketes schwer bis unmöglich. NAT wird deshalb ausschließlich vom RRZE betrieben und das nichtinnerhalb des FAU-Netzes, sondern nur zwischen FAU-Datennetz und Internet.

 

Zu, Gesicherte Verbindungen(VPN)

Der VPN-Service (VPN: Virtual Private Network) ermöglicht einzelnen Endgerätenutzern kontrollierten, gesicherten Zugang aus dem Internet in das Netz der FAU, z.B. Zugriffe von Heimarbeitsplätzen auf sonst nur innerhalb der Universität verfügbare Systeme und Dienste.

 

Benötigt wird eine entsprechende Zugangssoftware (VPN-Client, beziehbar vom RRZE) sowieeine für VPN freigeschaltete IdM-Kennung an der FAU.

 

Eine andere Variante der VPN-Technik ermöglicht den Aufbau sogenannter Tunnelaus dem oder in das FAU-Datennetz(„Site-to-Site“). Über solche Tunnel können etwa auf Rechnerebene IP-Verbindungen hergestellt werden, die von dem darunterliegenden Netzwerk unabhängig sind, und so die homogene, hierarchische Struktur durchbrechen, also damit Routing und Kontrollmechanismen des Datennetzes unterlaufen. Die Einrichtung eines Site-to-Site-Tunnelsist ausschließlich dem RRZE vorbehalten. Siehe http://dlp.rrze.fau.de/vpn/.

 

Zu, Firewalling/ ACL

Der Datenverkehr zwischen einem Subnetz und seiner Umgebung kann durch Prüfungen auf dem betreffenden (Distribution-) Router nach individuellen Sicherheitsvorgaben eingeschränkt werden. Dies geschieht über sogenannte Access-Listen (ACL: Access Control List), die in Absprache mit dem RRZE bedarfsgerecht implementiert werden, etwa um den Zugriff auf institutsinterne Server mit schützenswerten Daten nur Angehörigen der betreffenden FAU-Organisationseinheit zu erlauben. Unabhängig davon gibt es an der FAU gewisse Standardregeln, die zum Beispiel das sogenannte Spoofing verhindern, d.h. Datenpakete mit unzulässigen Absenderadressen verwerfen (Absender nicht zum sendenden Netz gehörend oder von außen kommendes Paket mit Absender aus dem Zielnetz).

 

Wenn in besonderen Fällen spezielle Sicherheitsanforderungen nicht über derartige Filterung erfüllt werden können, kommen auch dedizierte Firewall-Komponenten zum Einsatz (so z.B. am Übergang zum Netz der zentralen Universitätsverwaltung).

 

Zu 3., Anschlussvon Endgeräten

Die internationale Normungsorganisation ISO/OSI beschreibt die Kommunikation zwischen Rechnersystemen über ein 7-schichtiges Referenzmodell. Während ab der 4. Schicht (Ende-zu-Ende-Kontrolle) die entsprechenden Protokolle für Endsysteme definiert sind und dort abgewickelt werden, sind die unteren 3 Schichten innerhalb eines Netzwerkes, d.h. zwischen den Netzkomponenten sowie an den Schnittstellen zu den Endgeräten von Bedeutung. Sie sollen daher im Folgenden allgemein erläutert und in Bezug auf das Datennetz der FAU konkretbeschrieben werden.

 

Zu, Bitübertragungsschicht(Schicht 1 -Physical Layer)

Zu, Allgemeine Beschreibung

Die physikalische Schicht beschreibt technische Eigenschaften und Nutzungsart von Medien zum Datentransfer zwischen kommunizierenden Geräten. Sie ist an der FAU durch das passive Netz repräsentiert, das nach dem Konzept einer universellen Gebäudeverkabelung aufgebaut ist. Diese strukturierte Verkabelung ist in Primär, Sekundär-und Tertiärbereich eingeteilt:

 

Primärbereich

Der Primärbereich verbindet verschiede Gebäude oder Gebäudegruppen miteinander. Im günstigen Fall geschieht dies über mehrere, in Trassen verlegte Glasfaserkabel. Dabei können aucheinzelne Glasfasern mit Hilfe von Multiplexern (DWDM) für mehrere Verbindungen genutzt werden. Dort, wokeine Glasfasern zur Verfügung stehen oder verlegt werden können (Entfernung, Geländehoheit, Version vom 12.07.2017, Seite 4von 6Kosten) kommen stattdessen dedizierte Übertragungswege, wie Richtfunkstrecken (RiFu) oder geschlossene Pfade in Providernetzen (z.B. über DSL) zum Einsatz. Auch diese, z.B. durch Strombedarf oder Verwendung spezifischer Komponenten über rein passive Gestaltung hinausgehenden Verbindungsarten, sind funktional dem Bereich der primären strukturierten Verkabelung zuzuordnen.

 

Sekundärbereich

Der Sekundärbereich verbindet Stockwerke eines Gebäudes (vertikale Steigbereichsverkabelung) oder kleinere Gebäude eines begrenzten Komplexes. Die Verkabelung ist in der Regel mit Glasfasern ausgelegt, mitunter werden auch Kupferkabel dazu verwendet.

 

Tertiärbereich

Der Tertiärbereich enthält die horizontalen Verbindungen vom Etagenverteiler in die Räume der Endgeräte(Büros, Gruppenräume, Labore, Hörsäle, usw.). Sie bestehen in der Regel aus Kupferkabeln unterschiedlichen Typs („älter“: 4-drahtig, Übertragungen bis 100 mbps / „aktuell“: 8-drahtig, Übertragungen bis 1000 bps bzw. 1 gbps) und enden mit entsprechenden Anschlussdosen für zu versorgende Endgeräte.

 

Die Kabelenden in den Gebäuden und Etagen auf zugehörigen Rangierverteilern (Patchfeldern), über die benötigte Verbindungen zwischen Netzwerkkomponenten (primär, sekundär) oder Netzwerkkomponenten und Endgeräten (tertiär) bedarfsgerecht geschaltet werden können (Patchung).

 

Während also Primär-und Sekundärbereich hauptsächlich zum Aufbau einer ortsübergreifenden Netzinfrastruktur, d.h. der Verbindung aktiver Netzkomponenten untereinander, genutzt werden, dient der Tertiärbereich vornehmlich der Heranführung von Endgeräten an das Datennetz. Neben dieser „drahtgebundenen“ Anbindung fest installierter Geräte, besteht aber auch die Möglichkeit des Netzzuganges für mobile Endgeräte (LapTops, Tablets, Smartphones, usw.) über „nicht drahtgebundene“ Funktechnik (WLANs). Die entsprechenden Zugangspunkte (Access Points, APs) gliedern sich in das drahtgebundene Netzwerk ein und können funktional dem Tertiärbereich der strukturierten Verkabelung zugeordnet werden.

 

Durch ihre weite Verteilung steht diese Nutzungsart für Mitarbeiter, Studenten oder Gäste unter Zuordnung entsprechender Berechtigungen in fast allen öffentlichen Bereichen der FAU zur Verfügung.

 

Zu, Schnittstelle zwischen FAU-Datennetz und Endgerät

Die Schnittstelle zwischen Datennetz der FAU und Endgerät ist auf der Bitübertragungsschicht konkret wie folgt charakterisiert:

  • Port an LAN-Switch mit definierter Charakteristik (z.B. feste oder automatisch eingestellte Geschwindigkeit)
  • Verlängerung im Tertiärbereich über Rangierung / Patchung vom Switchport zur (TP-)Anschlussdose (am Arbeitsplatz)
  • Im Falle mobiler Endgeräte Verbindung über örtliches WLAN zu nächstgelegenem AccessPoint
  • Im Falle hochverfügbarer Server im RRZE-Data-Center mit Spezialverkabelung und deutlich höheren Zugangsgeschwindigkeiten (z.B. 10 gbps) Grundsätzlich darf ein Endgerät nur an einem Port angeschlossen sein. Die Anschlüsse von sogenannten multihomed Hosts (Endgeräte, welche übermehrere Ports angeschlossen sind) sowie Endgeräten, die ihrerseits mehrere virtuelle Instanzen auf demselben Port anbinden, bedürfender Zustimmung des RRZE.

 

Zu, Sicherungsschicht (Schicht 2 -Data Link Layer)

Zu, Allgemeine Beschreibung

Aufgabe der Sicherungsschicht ist es, eine zuverlässige, das heißt weitgehend fehlerfreie Übertragung zu gewährleisten und den Zugriff auf das jeweilige Übertragungsmedium zu regeln.

 

Im FAU-Netz ist sie durch virtuelle Ethernet LANs (VLANs) realisiert, die über strukturiert verknüpfte, aktive Komponenten (LAN-Switches) definiert und verbreitet werden. Die VLANs sind naturgemäß räumlich begrenzt und nach geografischen und nutzungsspezifischen Gesichtspunkten gebildet. Gemäß der Ethernet-Technologie sind sie unabhängig vom jeweiligen Übertragungsmedium (Schicht 1, z.B. Glasfaserkabel,Kupferkabel, Funk) charakterisiert durch:

  • Zugriffsmethode (z.B. CSMA/CD)
  • Datenformate (Ethernet-Frames)
  • Einzel-Adressierung (lokale MAC-Adressen, global eindeutige Vergabe durch Hersteller) •Sammel-Adressierung (Broadcasts, Multicasts)

 

Im Vergleich zum ursprünglich auf spezifischen Koaxialkabeln definierten Ethernet verhindert der Einsatz von LAN-Switchesweitgehend Zugriffskonflikte (Kollisionen) und ermöglicht das Mischen von Anschlüssen unterschiedlicher Geschwindigkeiten (10, 100, 1000, 10000 mbps) im einem LAN. Unter den über die strukturierte Verkabelung verknüpften LAN-Switchesgibt es solche mit reinen strukturellen Aufgaben (Verteil-Switches) und solche zur Bereitstellung von Endgeräteanschlüssen (End-Switches). Die Ports an den End-Switchessind je eindeutig einem VLAN zugeordnet und definieren so die LAN-Zugehörigkeit der angeschlossenen Endgeräte.

 

Zu, Schnittstelle zwischen FAU-Datennetz und Endgerät

Die Schnittstelle zwischen Datennetz der FAU und Endgerät ist auf derSicherungsschicht konkret wie folgt charakterisiert:

  • LAN mit Ethernet-Funktionalität
  • Im betreffenden Access-Bereich als virtuelles LAN (d.h. VLAN) realisiert
  • Port-VLAN-Zuordnung pro Anschluss
  • Verteilung eines LANs auf mehrere Orte (Segmente) innerhalb des betreffenden Bereiches möglich, nicht aber über Bereichsgrenzen hinweg

 

Zu, Vermittlungsschicht (Schicht 3 –Network Layer)

Zu, Allgemeine Beschreibung

Die Vermittlungsschicht ermöglicht den Datenaustausch über lokale Grenzen hinweg, d.h. zwischen Teilnehmern in verschiedenen VLANs oder internen und externen Partnern einer Organisation. Hierzu ist ein übergreifendes, einheitliches Netzwerkprotokoll erforderlich, dessen Rolle sowohl an der FAU als auch im nationalen und internationalen Rahmen vorherrschend die Internetprotokolle (IP) der Version 4 (IPv4) und der Version 6 (IPv6) einnehmen. Hauptaufgabe des Netzes ist die Vermittlung von (IP-)Datenpaketen zwischen Netzteilnehmern, also die Bestimmung von Übertragungspfaden, so wie Annahme, Transport und Zustellung, auch als „Routing“ bezeichnet.

 

Charakteristische Merkmale des IP-Protokolls sind u.a.:
  • Verbindungslose Übertragung (Datagramme) ohne Ende-zu-Ende-Kontrolle
  • Daten-und Steuerpakete
  • Datenpakete mit Steuerinformation u.a. (Absender-, Zieladresse) und Nutzdaten
  • IP-Versionenv4 und v6 mit unterschiedlicher Adressierung IPv4: 4 Byte-lange Adressen, dezimale Schreibweise pro Byte IPv6: 16 Byte-lange Adressen, hexadezimale Schreibweise in 8-2er-Blöcken
  • Geräteadressen aufgeteilt in Netz-und Host-Anteil, Grenze durch Netzmaske definiert •Internationale, zentrale Netzadressenzuordnung durch Internet-Organisation (IANA) z.B. 131.188.0.0 (IPv4) z.B. 2001:638:a000::(IPv6)
  • Institutionsspezifische Netzadresszuordnung an Netzgruppen durch Aufteilung in Subnetze über Längenangabe oder verlängerter Subnetzmaskez.B.131.188.31.0 / 24, bzw. Netzmaske 255.255.255.0 (IPv4) z.B.2001:638:a000:1001:: / 64 (IPv6)
  • Zusätzliche, gemäß RFC1918 nur innerhalb einer am Internet teilnehmen den Organisation zu verwendende Adressen, auch als „private“, oder (im Internet) „nicht geroutete“ Adressen bezeichnet z.B. 10.0.0.0 (IPv4)
  • Keine Unterscheidung zwischen „privaten“ und „öffentlichen“ Adressen innerhalb der o.g. Organisation, d.h. Gleichbehandlung im organisationsinternen Routing

 

Zu, Schnittstelle zwischen FAU-Datennetz und Endgerät

Die angeführten Merkmale sollen nur einen prinzipiellen Eindruck vermitteln. Die Schnittstelle zwischen Datennetz der FAU und Endgerät ist auf der Vermittlungsschicht konkret wie folgt charakterisiert:

  • IP-Adressraum (bezeichnet als Subnetz)
  • Adressraum öffentlich (im Internet geroutet) oder privat (nur innerhalb der FAU gültig) •Subnetzadresse inkl. Netzmaske (pro Nutzergruppe), eindeutig einem VLAN zugeordnet •Individuelle Hostadressen (pro Endsystem) innerhalb des zugeteilten Netzadressraumes •Default Route (Router-Adresse, Next-Hop) zur Kommunikation mit Partnern außerhalb des eigenen Subnetzes
  • Subnetzadresszuteilung durch RRZE an IT-Betreuer der FAU-Organisationseinheit
  • Hostadresszuteilung durch IT-Betreuer der FAU-Organisationseinheit
  • Individuelle, dynamische Adresszuordnung im Falle mobiler Endgeräte