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Ethernet – Datenaustausch innerhalb eines lokalen Netzwerks

Häufig wird ein Ethernet-Netzwerk verwendet, um Computer mit dem Internet oder anderen Computern zu verbinden, und das sowohl in Unternehmen als auch bei Privatpersonen. Was ein Ethernet genau ist, soll nun genauer erklärt werden.

Ethernet – Was ist das?

Ethernet ist eine Netzwerktechnik, die Daten in Form von Datenframes zwischen verschiedenen angeschlossenen Geräten innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) transportiert. Das Konzept des Ethernets wurde 1972 von der Firma Xerox entwickelt, um Computer miteinander zu verbinden. Das für einen Datenaustausch benötigte Ethernet Kabel ist wohl eher unter dem Namen LAN-Kabel bekannt. Diese Kabel bilden mit einem verbundenen Router zusammen ein Heimnetzwerk, von dem aus man auf seine Geräte zugreifen kann.

Wie funktioniert ein Ethernet?

Ein Ethernet besteht aus einem Medium und mehreren Netzwerkschnittstellen. Diese kann man in zwei Gruppen einteilen. Die Gruppe des „data communication equipment“ (DCE) beinhaltet alle Geräte, die Daten empfangen und weiterleiten können. Dazu gehören zum Beispiel Hub, Switch oder Router. Das „data terminal equipment“ (DTE) sind die Endgeräte, die nun die weitergeleiteten Daten empfangen bzw. versenden, wie es zum Beispiel ein Server tut.

Alle angeschlossenen Computer senden Pakete (Frames) an jeweils alle anderen angeschlossenen Computer. Diese Datenübertragung wird mit Hilfe des CSMA/CD-Verfahrens (Carries Sense Multiple Access Collision Detection) realisiert. „Carrier Sense“ bedeutet, dass der Computer erst das entsprechende Medium abhört, bevor er ein Datenpaket sendet. Die Datenübertragung wird erst dann ausgeführt, wenn der Datenträger frei ist. Ist dies nicht der Fall, wartet der Computer bis das Medium wieder verfügbar ist. „Multiple Access“ heißt in diesem Fall, dass alle Geräte bei einer Informationsübertragung gleichberechtigt sind und dementsprechend untereinander kommunizieren können. Die „Collision Detection“ kommt zum Einsatz, wenn es auf einer Leitung trotz „Carrier Sense“ zu einer Datenkollision kommt. In diesem Fall verändert dieser die Informationen der Daten, sodass eine Kommunikation unterbrochen wird. Anschließend wird, nach einem zufälligen Zeitintervall, der Austausch wieder aufgenommen. Nach jeder sich wiederholenden Kollision wird das Zeitintervall verdoppelt und das maximal sechzehnmal. Gelingt auch der sechzehnte Versuch nicht, wird dies an ein Netzwerkprotokoll mitgeteilt, um anschließend eine neue Kommunikation aufzunehmen. Im Bezug auf das OSI-Modell arbeitet das Ethernet auf den Schichten 1 und 2.

Das Ethernet erlebte in den letzten Jahrzehnten eine rasante Entwicklung. Sie begann in den siebziger Jahren mit 10-Mbit/s, diese wurden in den Neunzigern vom Fast-Ethernet mit 100 Mbit/s abgelöst. Nach und nach wurde dies wiederum durch die Versionen Gigabit-Ethernet, 40-Gigabit-Ethernet und 100-Gigabit-Ethernet erweitert. Außerdem gehören zur Familie der Ethernet-Standards die Versionen Metro-Ethernet und Power over Ethernet (PoE).

Vor- und Nachteile des Ethernets

Das Ethernet ist im Vergleich zu anderen Netzwerktechnologien sehr kostengünstig und lässt sich leicht installieren, was auch für Privatpersonen bzw. für Laien einen komfortablen Umgang ermöglicht. Außerdem ist die Ethernet-Technologie die meist verbreitete und wird ständig in ihrer Funktion weiterentwickelt. Als Nachteil könnte man die Steuerung des Datenaustausches über das CSMA/CD-Verfahren sehen, da es häufig zu Kollisionen kommt und so die Kommunikation eingeschränkt ist.

Weitere Informationen zum Ethernet:

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