Ethernet: Lokale Geräte einfach und kostengünstig miteinander verbinden - wie das funktioniert und was man dazu wissen sollte

Begriff und Bedeutung

Ethernet

(Englisch für „Äther“) ist eine bestimmte Netzwerk-Technologie und wurde ursprünglich für Local Area Networks (LANs) eingesetzt. Es handelt sich hierbei um ein lokales Netz, das keine zentrale Kontrolle aufweist und auf dem Basisband-Bus basiert.

Die Daten werden dabei paketvermittelt von Netzwerken zu Netzwerken (Computer, Peripheriegeräte etc.) übertragen, wobei die Adressierung, Übermittlung und der Zugriff auf dem OSI-Schichtenmodell basiert.

Quelle: Cisco Systems Inc.

Im Ethernet-Verfahren wird also von den entsprechenden Stellen (Ports) immer erst dann gesendet, wenn die Leitung (Link) frei ist. Sollten zwei Quellen gleichzeitig senden (Kollision), werden die Sendungen zurückgenommen und später wiederholt.

Dabei werden Übertragungsprotokolle wie Carrier Sense Multiple Access mit Collision Detection (CSMA/CD Algorithmus) und TCP/IP sowie AppleTalk verwendet, die den Zugriff der Systeme auf das Medium (Carrier Sense) regeln sollen.

Die Reichweite eines Ethernets umfasst je nach verwendeter Technologie mehrere Hundert Meter bis zu mehreren Kilometern (Long Haul). Genutzt werden für das Ethernet-Netzwerk Software- (z.B. Protokolle) und Hardware-Komponenten wie Kabel, Netzwerkkarten, Repeater (Hubs), Switche und Verteiler.

Die via Ethernet verbundenen Geräte müssen laufend Informationen filtern, da jede gesendete Information auch von allen Geräten empfangen wird, auch dann, wenn die Information nicht für alle Geräte bestimmt war (Broadcast- bzw. Multicast-Nachrichten).

Bei dem Einsatz von Switches können Datenpakete direkt vom Sender (Transmitter) zum Empfänger befördert werden, sodass unbeteiligten Teilnehmern das Informations-Paket nicht zugestellt wird (Switched Ethernet).

Es werden also Pakete/Frames zwischengespeichert (Puffer). Das erhöht die Performance des Ethernets. Ist das Netz Vollduplex-fähig, können Kollisionen nicht mehr entstehen und man spricht von einem Pure Switched Ethernet.

Im Vollduplex-Modus besitzen die Teilnehmer (Endgeräte, Router, Switche etc.)  sogenannte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Damit können Sende- und Empfangsrichtung unabhängig voneinander genutzt werden.

Der CSMA/CD Algorithmus wird in diesem Fall nicht mehr benötigt, allerdings nutzt man im Vollduplex-Modus die Flow Control Technologie, um zu vermeiden, dass Pakete vor dem Senden verworfen werden.

Ein Transmitter kann also bestimmte Gegenstellen (MAC-Adressen) oder alle Gegenstellen (Broadcast) auffordern, Sendepausen (Pause-Pakete mit gewünschter Wartezeit) einzulegen.

In der Praxis werden statt Flow Control allerdings insbesondere das Transmission Control Protocol (TCP) zur Regelung des Datenverkehrs eingesetzt.

Ethernets können auch für die Verbindung von Netzwerken über größere Entfernungen eingesetzt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von Wide Area Networks (WANs).

Ethernet-Technologien werden aber auch für Metropolitan Area Networks (MANs), also Weitverkehrsnetzen (Metro Ethernet), verwendet, da durch die heutige Glasfaser-Technologie Entfernungsbeschränkungen kaum noch bestehen.

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Quelle: Cisco Systems Inc.