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Ethernet Audio/Video Bridging in der Automobiltechnik

22. Juli 2011, 14:50 Uhr | Stephan Janouch

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Management eines Ethernet-Netzwerkes in Ringtopologie

Ethernet bietet völlige Flexibilität bei der Auslegung eines Netzwerks, d.h. Ring- und Sterntopologien sowie Kombinationen aus beiden – wie sie für den Einsatz im Automobil zu erwarten sind – sind prinzipiell möglich. Anders als bei MOST, ist es normalerweise unzulässig, Ethernet als Ring zu konfigurieren. Schleifen in einem Ethernet-Netzwerk haben die Duplizierung von Paketen zur Folge, die in Endlosschleifen weitergeleitet werden und schnell die verfügbare Übertragungsrate und die Effizienz des Netzwerks herabsetzen.

Protokolle, wie z.B. Spanning Tree, sind deshalb nötig, um eine der Verbindungen zu unterbrechen und wieder zu aktivieren, wenn ein Verbindungsfehler an irgendeiner anderen Stelle im Ring festgestellt wird.

Die Micrel-Switches KSZ8873MLL (drei Ports) und KSZ8895MLU (fünf Ports) nutzen dagegen die Funktion „MAC Address Source Filtering“, um einen Ethernet-Ring ohne aufwendiges Netzwerk-Management zu implementieren. Dabei lernt der Switch zunächst die MAC-Quelladresse des Eingangspakets und den zugehörigen Port und speichert diese Information in einer Weiterleitungstabelle. Danach erfolgen die Entscheidungen zur Port-Weiterleitung, indem die MAC-Zieladressen der Pakete in der Weiterleitungstabelle nachgeschlagen werden. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, wird das Paket an den entsprechenden Port im Tabelleneintrag weitergeleitet. Wenn keine Übereinstimmung gefunden wird, wird das Paket an alle ausgangsseitigen Ports versendet, außer an den Port, über den es empfangen wurde. Bei diesem Mechanismus wird die MAC-Quelladresse nur ein Mal gelernt und danach bei der Entscheidungsfindung zur Paketweiterleitung nie berücksichtigt. Die Filterung der MAC-Quelladressen ermöglicht die Filterung von Paketen auf der Basis der MAC-Quelladressen (an Stelle der MAC-Zieladresse). So kann der Switch alle eingehenden Pakete erkennen und diejenigen aussondern, die mit einer MAC-Adresse des lokalen Prozessors passend zur MAC-Quelladresse eintreffen. Die Pakete werden dann immer nach einem vollständigen Durchlauf in der Schleife entfernt (Bild 2).

Die MAC-Quelladressfilterung bietet den zusätzlichen Vorteil einer re-dundanten Umschaltung bei Einzelfehlern, da die Paketweiterleitung sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn im Ring genutzt wird.