Ethernet

Ethernet ist eine rahmenbasierte Computer-Vernetzungstechnologie fÑŒr lokale Netze (LANs). Sie definiert Kabeltypen und Signalisierung fÑŒr die BitÑŒbertragungsschicht sowie Paketformate und Protokolle fÑŒr die Medienzugriffskontrolle (Media Access Control, MAC)/Sicherungsschicht des OSI-Modells. Ethernet ist weitestgehend in der IEEE-Norm 802.3 standardisiert. Es wurde ab den 1990ern zur meistverwendeten LAN-Technologie und hat alle anderen LAN-Standards wie Token Ring, FDDI und ARCNET verdrÐ'ngt. Ethernet kann die Basis fÑŒr Netzwerkprotokolle, wie z.B. TCP/IP, AppleTalk oder DECnet bilden.

Ethernet mit TCP/IP-Protokollstapel

Anwendung FTP SMTP HTTP DNS DHCP ...

Transport TCP UDP

Netz IP ARP

Netzzugang Ethernet

Ethernet mit AppleTalk-Protokollstapel

Anwendung AFP ADSP

Management ZIP ASP NBP RTMP AEP

Transport ATP

Netz DDP

Netzzugang ELAP AARP

Ethernet

Inhaltsverzeichnis [Verbergen]

1 Geschichte

2 BitÑŒbertragungsschicht

2.1 Der CSMA/CD-Algorithmus

2.2 Broadcast und Sicherheit

2.3 Verbesserungen

3 Formate der Ethernet-Datenьbertragungsblцcke und das Typfeld

3.1 Historische Formate

3.2 IEEE 802.3 Tagged MAC Frame

3.3 Der Aufbau

4 Umwandlung in einen Datenstrom

5 Ethernet-Medientypen

5.1 Einige frÑŒhe Varianten von Ethernet

5.2 10 Mbit/s Ethernet mit Koaxialkabel

5.3 10 Mbit/s Ethernet mit Twisted-Pair-Kabel

5.4 10 Mbit/s Ethernet mit Glasfaser-Kabeln

5.5 Fast Ethernet

5.6 Gigabit Ethernet

5.7 10 Gigabit Ethernet

6 Power over Ethernet

7 Verwandte Standards

8 Siehe auch

9 Literatur

10 Weblinks

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Geschichte

Ethernet wurde ursprÑŒnglich am Xerox Palo Alto Research Center (PARC) entwickelt. Eine weitverbreitete Geschichte besagt, dass Ethernet 1973 erfunden wurde, als Robert Metcalfe ein Memo ÑŒber das Potenzial von Ethernet an seine Vorgesetzten schrieb. Er leitete das Protokoll von dem auf der UniversitÐ't von Hawaii entwickelten funkbasierten Alohanet ab. Daher auch der Name Ether (engl. fÑŒr "Ð"ther", der nach frÑŒheren Annahmen das Medium zur Ausbreitung von (Funk-)Wellen ist) Net. Metcalfe selbst sagt, dass Ethernet ÑŒber mehrere Jahre entwickelt wurde und sich daher kein Zeitpunkt festmachen lÐ'sst.UrsprÑŒnglich war es also ein firmenspezifisches und nicht standardisiertes Produkt. Diese erste Version des Ethernet arbeitet noch mit 3 Mbit/s. 1976 verцffentlichten Metcalfe und sein Assistent David Boggs ein Papier mit dem Titel Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks. Bob Metcalfe verlieЯ Xerox 1979, um die Benutzung von Personal Computern und LANs zu fцrdern und grÑŒndete die Firma 3Com. Er ÑŒberzeugte erfolgreich DEC, Intel und Xerox mit ihm zusammenzuarbeiten, um Ethernet zum Standard zu machen. Ihre erste Ethernet Version 1 wurde ab 1980 vom Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE in der Arbeitsgruppe 802 weiterentwickelt. UrsprÑŒnglich war nur ein LAN-Standard fÑŒr Ьbertragungsgeschwindigkeiten zwischen 1 und 20 Mbit/s geplant. Ebenfalls 1980 kam noch eine sogenannte "Token Access Methode" hinzu. Ab 1981 verfolgte das IEEE dann drei verschiedene Techniken: CSMA/CD (802.3), Token Bus (802.4) und Token Ring (802.5), wovon die letzten beiden bald in einer wahren Flut von Ethernet-Produkten untergingen. 3Com wurde dabei ein groЯes Unternehmen.

Die Arbeiten am Cheapernet-Standard (10Base2) wurden im Juni 1983 verцffentlicht. Zur gleichen Zeit begann die Arbeit an den Spezifikationen fÑŒr Ethernet-on-Broadband (10Broad36) und fÑŒr das StarLAN (1Base5). Als 1985 der Ethernet-Standard auch als internationaler Standard ISO/DIS 8802/3 verцffentlicht wurde, wurde er binnem kurzem von ÑŒber 100 Herstellerfirmen unterstÑŒtzt. 1986 begannen einige kleinere Firmen mit der Ьbertragung von Daten im Ethernet-Format auf Vierdrahtleitungen. Danach verstÐ'rkte das IEEE seine AktivitÐ'ten in den Gebieten Ethernet-on-Twisted Pair, was 1991 zu einem Standard wurde, sowie Ethernet auf Glasfaserleitungen, was 1992 zu den 10BaseF-Standards (F fÑŒr Fibre-Optics) fÑŒhrte. Der 100 Mbit/s-Standard fÑŒr Ethernet wurde 1995 verabschiedet, etwa zeitgleich zum Standard fÑŒr ein Wireless-LAN mit der Bezeichnung 802.11. Inzwischen nehmen die Arbeiten am 10-Gigabit-Ethernet und am Ethernet in the First Mile (EFM) statt dem reinen Inhouse-Betrieb bereits Stadt- und Campusnetze ins Visier.

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BitÑŒbertragungsschicht

Ethernet basiert auf der Idee, dass die Teilnehmer eines LANs Nachrichten durch eine Art Funk-System versenden, allerdings nur innerhalb eines gemeinsamen Leitungsnetzes, das manchmal als Ð"ther bezeichnet wurde (der Ð"ther war in der Vorstellung des 19. Jahrhunderts der Stoff, durch den sich das Licht hindurch bewegte). Jeder Teilnehmer hat einen global eindeutigen 48-bit-SchlÑŒssel, der als seine MAC-Adresse bezeichnet wird. Dies soll sicherstellen, dass alle Systeme in einem Ethernet unterschiedliche Adressen haben. Ethernet ÑŒbertrÐ'gt die Daten auf dem Ьbertragungsmedium dabei im sogenannten Basisbandverfahren, d.h. in digitalem Zeitmultiplex.

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Der CSMA/CD-Algorithmus

Ein Algorithmus mit dem Namen "Carrier