Datenstrecken in passiven Netzwerken werden im besten Fall nach der Installation mit einem sogenannten Verkabelungszertifizierer eingemessen und die Übertragungseigenschaften dokumentiert. Dabei wird bestimmt, welche Übertragungsbandbreite die Strecken zur Verfügung stellen. Abhängig von den Leistungskategorien der verbauten Einzelkomponenten, wie Kabel, Verteiler und Datendosen, und auch von der Verarbeitung durch den ausführenden Installateur. Die Bewertung erfolgt gegen festgelegte Grenzwerte aus den gängigen Verkabelungsstandards (z.B. ISO11801-1 und EN 50173-1) und wird als Leistungsklasse definiert (z.B. Klasse EA mit einer Bandbreite von 500MHz auf einer Kupfer-Datenstrecke). Tabellen in den Übertragungsstandards stellen die Verbindung zwischen diesen Leistungsklassen und den zu übertragenden Anwendungen her.
Aktive Inbetriebnahme
Nach der Bewertung und Dokumentation werden üblicherweise die aktiven Netzwerkgeräte installiert, konfiguriert und in Betrieb genommen. Dieser Ablauf wird auch wieder von Test- und Messgeräten begleitet, heutzutage oft von Highend-Verkabelungstestern, bei denen durch die Integration aktiver Tests der Funktionsumfang und Einsatzbereich ausgeweitet wurde. Ein moderner Highend-Verdrahtungstester, auch Verifizierer genannt, ist durch die Integration diverser aktiver Tests nicht nur zur Bewertung einer Verdrahtung zu gebrauchen, sondern ebenso hilfreich bei der Inbetriebnahme der aktiven Komponenten an den Strecken. Die neueste Generation von Testern deckt alle drei Medien (Kupfer-, Glasfaser und WLAN) zum Verbindungsaufbau und Testen der Konnektivität ab. Diese einfachen aktiven Tests bauen meist hierarchisch aufeinander auf und helfen dabei, die potenziellen Fehlerquellen bei Verbindungsproblemen auch in bereits laufenden Anlagen zu finden. Die im Folgenden beschriebenen Funktionen entstammen dem Leistungsumfang des Linkxpert M3 von Softing IT Networks, einem Verifizierer für den Einsatz in Netzwerken mit bis 10GBit/s Ethernet.
Power-over-Ethernet (PoE)
Heutzutage tauschen viele aktive Endgeräte über das Datenkabel nicht nur ihre Daten aus, sondern erhalten darüber auch ihre Energieversorgung: Stichwort PoE. Daher gilt es diese Kabel zu überprüfen, noch bevor ein aktives Endgerät mit dem Netzwerk verbunden wird. Das verwendete Testgerät sollte hierzu einen PoE-Belastungstest durchführen, der detaillierte Informationen zum verwendeten PoE-Typ (1-4), der PoE-Klasse (1-8), der Polarität der Spannungsversorgung und vor allem der Belastungsfähigkeit des Ports gibt. Dies ist besonders wichtig, weil bei Defekten in den Ausgangsstufen der aktiven Komponenten oft zwar die Leerlaufspannung ansteht und somit eine Verfügbarkeit suggeriert wird, aber bei Belastung sofort einbricht. Der Linkxpert misst daher die Spannung und den Spannungsabfall bei unterschiedlichen Belastungsfällen. Er kann entweder fest auf eine zu testende Leistungsklasse konfiguriert werden oder im Automatik-Modus die maximal abrufbare Leistungsklasse ermitteln. Da die Übertragung der PoE-Leistung über die Datenleitung immer mehr an Bedeutung gewinnt, sollte dieser Test am Anfang der Inbetriebnahme einer Anlage stehen.
Einbindung als aktives Gerät
Nach der grundsätzlichen Feststellung der Konnektivität wird das Testgerät versuchen, sich mit dem Netzwerk aktiv zu verbinden. Hierzu ist es erforderlich, dass dem Gerät eine IP-Adresse aus dem gewünschten Netzwerk dynamisch zugewiesen oder diese über eine feste Vorgabe in den verwendeten Adressbereich aufgenommen wird. Bei diesem Netzwerktest erhält das Gerät auf Tastendruck über DHCP (die o.g. automatisierte Adressvergabe) eine Adresse und verbindet sich mit dem Netzwerk. Dies kann auch über eine statische IP-Adresse erfolgen, wenn kein DHCP vorhanden ist. Bei erfolgter Verbindung zeigt das Gerät die Verbindungsdaten und -adressen an und erlaubt weitere Tests in diesem Netzwerk. Als Kommunikationsmedien stehen im Linkxpert M3 Kupfer, Glasfaser und WLAN zur Verfügung.
Überblick übers Netzwerk
Um sich einen Überblick über die vorhandenen Stationen des aktuellen Netzwerkes zu verschaffen, baut die Funktion ‚Netzwerk-Erkennung‘ eine tabellarische Übersicht der aktiven Stationen und ihrer jeweiligen IP- und MAC-Adressen und Stationsnamen auf. Die Erstellung der Liste kann über zwei Modi erfolgen, entweder aktiv forciert über die Aussendung von ARP (Address Resolution Protocol)-Befehlen oder passiv über ein Horchen nach aktiven Stationen. Eine separate Funktion listet doppelt vergebene Adressen auf, da sie üblicherweise nicht zulässig sind und sogar den Netzwerkbetrieb gefährden können. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Port mit einem Tastendruck auf seine Konnektivität zu prüfen, um sicherzustellen, dass alle erforderlichen Devices im Netzwerk erreicht werden können und dass eine Verbindung nach außen möglich ist. Hierzu lässt sich eine umfassende Ping-Liste aus den IP-Adressen anlegen, mit der gezielt einzelne Stationen im Netzwerk angesprochen werden können. Dies ist eine wichtige Funktion besonders bei MACs (Moves, Adds, Changes) in Unternehmen, um schnelle Aussagen zu Datenanschlüssen, die verwendet werden sollen, zu erhalten. Ping-Tests sind immer ein willkommenes Hilfsmittel bei Inbetriebnahme und Fehlersuche. Damit können auch einzelne Stationen gesucht werden: So lässt sich schnell herausfinden, ob z.B. Zugriff auf einzelne Endgeräte möglich ist. Besonders bei Problemen in der Kommunikation mit der Außenwelt hilft zusätzlich die Traceroute-Funktion. Sie ergänzt die Ping-Suche mit Informationen zu den einzelnen Stationen auf dem Weg zur Zieladresse, die sich auch außerhalb des eigenen lokalen Netzwerkes befinden können. Somit können z.B. die Ursachen für Zugriffsprobleme aufs Internet eindeutig als intern oder als providerverursacht zugeordnet werden.
Portzuordnung mit Layer-2-Protokoll
Ein weiteres Werkzeug ist der eingebaute LLDP (Link Layer Discovery Protocol)-Agent, der dieses spezielle Protokoll auswerten kann, sofern es von der aktiven Komponente unterstützt wird und auch aktiviert ist. In einem LLDP-Frame sendet z.B. der Switch in periodischen Abständen Informationen über sich. Dazu gehören Name und eine Beschreibung, sowohl des Systems als auch des sendenden Ports, eventuelle VLAN-Zugehörigkeit, seine MAC- und Management-IP-Adresse und die unterstützten Funktionen des Geräts, wie Routing oder Switching. Diese Informationen werden üblicherweise von den empfangenden Geräten in einer lokalen Management Information Base abgelegt, die sich von externen Geräten per SNMP (Simple Network Management Protocol) abfragen lässt. Somit ist das LLDP-Protokoll für verschiedene Anwendungen einsetzbar. Mit Hilfe des Protokolls lassen sich Netzwerke managen und überwachen, Topologien erfassen, Netzwerkinventuren durchführen, Probleme finden und beheben oder bestimmte Geräte automatisch erkennen. In Verbindung mit einem Testgerät wird das LLDP-Protokoll meist zur Überprüfung der Zuordnung von Switchport und Datendose verwendet. Besonders in gewachsenen Netzwerkstrukturen kann schon mal die Übersicht verloren gehen, welcher Switch welche Datendosen versorgt. Ähnliche Möglichkeiten hält die Auswertefunktion des CDP (Cisco Discovery Protocol)-Protokolls, einer proprietären Variante des LLDP-Protokolls, bereit. Dieses von der Firma Cisco entwickelte Protokoll wird auf Cisco-Geräten eingesetzt und ist eine Ergänzung zum herstellerunabhängigen LLDP-Protokoll. In einer kleineren Anlage mit nur einem oder wenigen Switches kann die Portzuordnung auch über eine einfache Link-Blinken-Funktion erfolgen. Damit kann der verwendete Anschluss dem entsprechenden Switchport über ein konstantes langsames Blinken der Status-LED des Switches, ausgelöst vom Testgerät, zugeordnet werden. Diese Methode liefert allerdings keine weiterführenden Informationen zur Konfigurierung der aktiven Komponente. Moderne, größere lokale Netzwerke werden heutzutage häufig über VLAN-Tags nach IEEE 802.1q in einzelne virtuelle Einheiten unterteilt. Der Linkxpert M3 kann diese VLAN-Tags erkennen und ihre IDs und vorgegebenen Prioritäten ausgeben, sofern sie nicht in den Switches herausgefiltert werden.
Über WLAN ins Netz
Soll die Netzwerkverbindung für die oben aufgelisteten Tests über WLAN aufgebaut werden, listet das Gerät die SSIDs aller zur Verfügung stehenden drahtlosen Netzwerke auf, inklusive Band- und Kanalangabe. Zudem werden Signalstärke, Advertised Speed und Authentifizierungsoptionen ausgegeben. Dies geschieht im Gerät mittels externem WLAN-Dongle im 2,4GHz und 5GHz Band.
Glasfaseranbindung
Für die Netzwerkverbindung zu einem Glasfaseranschluss steht ein SFP-Einschub zur Verfügung, der SFP-Module mit einer Datenrate von 1GBit/s aufnehmen kann, sowohl für Multimode als auch für Singlemode. Bevor allerdings ein LWL-Kabel eingesteckt wird, muss die Steckerendfläche mit einem Mikroskop betrachtet und eventuelle Verschmutzungen beseitigt werden. Hierzu gibt es die Möglichkeit, das Softing IT Networks Mikroskop direkt an das Testgerät anzuschließen und sogar eine nach IEC-Norm automatisierte Bewertung und Dokumentation der Steckerendflächen vorzunehmen. Eine zusätzlich integrierte Rotlichtlaserquelle hilft beim Auffinden von Faserbrüchen in Patchkabeln und beim Polaritätscheck auf einer typischen LWL-Doppelader. Werden geeignete SFP-Module verwendet, kann sogar die Sende- und Empfangsleistung ausgelesen werden. In einigen Netzwerkumgebungen kann es erforderlich sein, die MAC-Adresse eines Endgeräts zu emulieren, um Tests auf der Datenstrecke zu diesem Gerät durchzuführen. Hier ist z.B. nur eine bestimmte, eindeutige MAC-Adresse autorisiert, an einem bestimmten Port angeschlossen zu werden, allerdings funktioniert das bewusste Endgerät nicht. Um hier die oben aufgelisteten Basis-Konnektivitätstests durchführen zu können, muss das Testgerät in der Lage sein, die erforderliche MAC-Adresse annehmen zu können. Der Fachausdruck hierzu ist MAC-Spoofing und gehört zu den Basiseinstellungen im Linkxpert M3. Manchmal werden Netzwerkzugänge auch über ein genormtes Authentifizierungsverfahren geschützt. Die bekannteste Variante ist die IEEE 802.1x. Soll ein Testgerät an einem derart geschützten Port verwendet werden, muss die Eingabe der entsprechenden Zugangsdaten auch implementiert sind, wie eben auch in den Geräten der Linkxpert-Familie.
Dokumentation
Zu guter Letzt sollen die Testergebnisse auch als Dokumentation zur Verfügung stehen. Dafür stehen unterschiedliche Berichtstypen zur Auswahl, z.B. ausführliche Dokumente mit allen Einzeltests, übersichtliche Zusammenfassungen oder Testberichte zu einzelnen aktiven Tests. Die Umwandlung vom internen Datenformat in ein gängiges PDF- oder universelles CSV-Format findet bereits im Gerät statt. Die Daten können auch an externe Softwareapplikationen übergeben werden zur Archivierung, Nachbearbeitung und zum Ausdrucken.
