Ethernet

ethernet

Copyright © Shutterstock/asharkyu

Was ist das Ethernet?

Bei Ethernet handelt es sich um eine Technologie, mit der Hardware und Software fĂŒr den Einsatz in kabelgebundenen Netzwerken spezifiziert werden. Die Ethernettechnologie hat sich im Laufe der Zeit zum beliebtesten und meistgenutzten kabelgebundenen Netzwerkstandard entwickelt, der heutzutage auch außerhalb geschlossener Umgebungen eingesetzt wird.

Entwicklungsgeschichte

Der Begriff Ethernet bezieht sich auf eine kabelgebundene Netzwerktechnologie, die mittlerweile den Großteil des IEEE 802.3 Standards ausmacht. Die Technologie wurde in erster Linie fĂŒr den Einsatz in geschlossenen BĂŒroumgebungen entwickelt. Heutzutage wird Ethernet jedoch auch in vielen anderen Einsatzbereichen wie beispielsweise in Produktionsumgebungen und in Telekommunikationsnetzwerken eingesetzt. Das Ethernetprotokoll wurde in Anlehnung an das drahtlose wissenschaftliche Netzwerk ALOHANET entwickelt. Die Technologie sollte in erster Linie dazu eingesetzt werden, um Computer in einem Forschungszentrum mit dem Internet und einem Laserdrucker zu verbinden.

Das Konzept des Ethernetprotokolls wurde erstmals von Bob Metcalfe und David Boggs im Jahr 1976 in einem Whitepaper vorgestellt. In den Anfangsjahren des Ethernetprotokolls wurde als Verbindungs- und Übertragungselement ein gewöhnliches Koaxialkabel verwendet, was fĂŒr externe Störungen und AusfĂ€lle sehr anfĂ€llig war. Das Koaxialkabel, das auch als “Thick-Ethernet” bezeichnet wird, besaß einen Umfang von 10 Millimetern und wurde ĂŒber eine sogenannte “Vampirklemme” angezapft. Im Laufe der Zeit wurde die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt, sodass das dicke Koaxialkable durch ein dĂŒnneres und flexibleres Kabel mit BNC-Steckverbinder ersetzt wurde.

Um die Effizienz zu verbessern und Netzwerkproblem effektiver aufspĂŒren zu können, wurde eine neue Topologie eingefĂŒhrt, die dem durchgĂ€ngigen Koaxial-Kabelstrang den RĂŒcken kehrte. Bei dem neuen Ethernet wurde ein zentraler Hub eingesetzt, an den die Clients nicht mehr ĂŒber Koaxialkabel, sondern ĂŒber Telefonkabel aus Kupfer angeschlossen wurde. Die Übertragungsrate des Mediums blieb jedoch unverĂ€ndert und die gesamte Infrastruktur agierte immer noch, als ob alle Clients an ein einziges Kabel angebunden waren. Dieser Umstand Ă€nderte sich erst mit der EinfĂŒhrung der Switches, mit denen Datenpakete gezielt an die jeweiligen EmpfĂ€nger weitergeleitet werden.

Geswitchtes Ethernet

Im Laufe der Jahre wurde der Ethernetstandard fortwĂ€hrend weiterentwickelt. Nach und nach wurde jedoch der Ruf nach einem schnelleren und effizienteren Ethernetprotokoll lauter. Infolgedessen wurde der sogenannte “Switch” entwickelt, der den Siegeszug des geswitchten Ethernets einlĂ€utete. Im Gegensatz zum traditionellen Ethernetprotokoll, wo CSMA/CD-Algorithmen fĂŒr die Zugriffsrechte des Mediums zustĂ€ndig waren, wird beim geswitchten Ethernet das Paketrouting durch einen Switch ĂŒbernommen. So wurde insbesondere den unerwĂŒnschten Kollisionen entgegengewirkt, da beim geswitchten Ethernet diese lediglich zwischen Switch und Client entstehen können.

Die UnterstĂŒtzung fĂŒr das traditionelle, nicht-geswitchte Ethernet wurde aber erst mit der EinfĂŒhrung des 10 Gigabit Ethernets abgeschafft. Die Standards vor der 10-GB-Marke nutzten noch allerlei raffinierte Kniffe, um hohe Transferraten zu erreichen. So kam beispielsweise beim Gigabitinternet die sogenannten “Carrier Extension” zum Einsatz. Der Einsatz dieses Features ermöglichte, die kĂŒnstliche VergrĂ¶ĂŸerung der Frames fĂŒr die Kollisionserkennung, was wiederum zu einem ineffizienten Bandbreitenmanagement fĂŒhrte. Dieses wurde durch das sogenannte “Frame Bursting-Verfahren” ausgeglichen, das den Clients ermöglichte, mehrere Frames zu konsolidieren und gemeinsam zu verschicken.

Kabel und Standardisierung

In den Anfangsjahren wurden fĂŒr die Ethernettechnologie zunĂ€chst noch Koaxialkabel verwendet. Im Laufe der Jahre haben sich jedoch Twisted-Pair-Kupfer– und Glasfaser-Kabel als die besseren Alternativen durchgesetzt. Die anfangs eingesetzte Manchesterkodierung wurde mittlerweile durch die beiden modernen Kodierungsverfahren 4B/5B und 8B/10 ersetzt, die sich nicht nur durch eine höhere Sicherheit, sondern auch durch eine bessere Effizienz auszeichnen. Kupferkabel bieten neben höheren Datentransferraten auch die Möglichkeit angeschlossene GerĂ€te mit Strom zu versorgen. In der IEEE 802.3af wird dieses Verfahren als “Power over Ethernet”. Das heutige Internet oder auch Content Delivery Networks sind erst durch eine leistungsfĂ€hige Ethernet-Technologie möglich geworden.

Einsatzgebiete abseits von GebÀuden

Mit dem Begriff Industrial Ethernet werden BemĂŒhungen bezeichnet, GerĂ€te in der industriellen Manufaktur per Ethernettechnologie einzusetzen. Diese GerĂ€te mĂŒssen im Gegensatz zu herkömmlichen Switches und Hubs einer höheren Belastung standhalten und eine höhere Stör- und Schutzsicherheit erfĂŒllen. FĂŒr den Einsatz in der Industrie sind zudem eigens zu diesem Zweck entwickelte Protokolle vorgesehen. Des Weiteren wird mit dem sogenannten Metro Ethernet versucht die Kostenstruktur und die SimplizitĂ€t der Ethernettechnologie auf Wide-Area-Networks (WANs) zu projizieren. Dieses Vorhaben wird vom Industriekonsortium MEF vorwĂ€rtsgetrieben und soll in kommenden Jahren kommerziell eingesetzt werden.


Sie haben noch Fragen?

Kontaktieren Sie uns

Kostenloser SEO-Check der OSG


Weitere Inhalte