Einführung

R. und N. hatten für das Selbstorganisierte lernen (SOL) die Idee einen umanaged Layer 2 Switch zu bauen oder simmulieren.

Ziel (naiv, deprecated, Version 1)

  • Mit GPIO und Microcontroller/RPI einen Layer 2 Switch bauen, welcher mit Pcs über Twisted Pair kommunizieren kann
  • Eine einfache Nachricht verschicken
  • (Optional) Paketsniffer bauen und gesendete Datenpakete analysieren
    • Man in the Middle am Beispiel zeigen
  • (Optional) Über http eine Übersicht geben über den Aufbau, Inhalt der gesendeten Pakete

Vorgehen

  1. Über Protokolle(Ethernet, Manchester Kodierung) informieren, Anforderungen festhalten
  2. Die physische Layer definieren
  3. richtigen Mikrocontroller / Einplatinencomputer wählen, der den Anforderungen entspricht
  4. Projekt mit Micropython implementieren

Anforderung

  • Presentationsmedium (HedgeDoc oder mdBook)
  • Evt. Physisches Gerät

Diagramm

graph LR
    S[Sender] -->|Frame zu MAC: DD:EE:FF| SW[Layer 2 Switch]
    SW -->|Unicast| E[Empfaenger]
    SW -.->|kein Frame| A[Anderes Geraet]

Ziel (Version 2)

  • eine Simulation für einen Layer-2 Netzwerkswitch bauen, Netzwerk ist fest vorgegeben (2 Netzwerkgeräte, 1 Switch)
  • (Optional) Netzwerk variabel aufbauen
  • (Optional) GUI

Vorteile:

  • Konzepte verstehen unabhängig von technischen Implementierungen
  • wir können entscheiden auf welchen Level abstrahiert wird

Nachteile:

  • keine Kontrolle(durch Probe) möglich, ob Ethernet Standart korrekt umgesetzt wurde

Vorgehen

  1. Erkenntnisse aus vorheriger Recherche festhalten

  2. Anforderungen festhalten

    • welche Aufgaben hat Layer 1+2 (Switch und Endgeräte)
    • welche Funktionalität soll die Simulation haben
    • Wie technisch/physikalisch soll implementiert werden
    • Eingabe ? Ausgabe ? -> über terminal, Textdateien ?
    • Zeitbasiert Simulation oder Eventbasierte simulation ?

  3. Software Projekt planen

    • Aufteilen in Teilbereiche(z.B. Ein Ausgabe, Netzwerkkomponenten, Kodierungen, Nachrichten, Leitungen, ...) --> möglichst modular
    • (UML Klassendiagramm ???)

  4. Software Projekt umsetzen

    • Implementierung alleinstehender Klassen
    • Implementierung zusammenhängender Klassen
    • (Testen ???)

Anforderung

  • funktionierende Simulation eines Layer 2 Switches und Endgeräte
  • Dokumentation in Hedgedoc (Übertragung in mdBook)

Hinweis: die Bilder in Funktionsweise stammen aus dem Repo von R.: layer 2 switch learning process