Ethernet
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Ethernet ist derzeit die weltweit am meisten eingesetzte Netzwerk-Technologie.
Sie umfasst Komponenten der Schichten 1 (Physikalische Übertragung - Physical) und 2
(Sicherung - Data Link) im → OSI-Modell.
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Ethernet kann auf unterschiedlicher Hardware-Basis (Kabel, Stecker) arbeiten.
Auch für die Software (Details der Daten-Codierung) sind mehrere Varianten möglich.
In den meisten Fällen sind Kombinationen sowohl verschiedener Hardware als auch
verschiedener Codierung möglich.
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Ethernet wird als Standard IEEE 802 mit vielen Sub-Standards vom
IEEE
(Institute of Electrical and Electronics Engineers) verwaltet.
Die Original-Unterlagen sind Online erhältlich, jedoch leider kostenpflichtig.
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Ethernet hat bereits eine (für die IT ungewöhnlich) lange Geschichte.
Ein funktionsfähiger Vorläufer wurde 1972 von Robert Metcalfe bei Xerox hergestellt.
Ein besonderer Erfolgsfaktor ist die Möglichkeit, verschiedene Hardware-Versionen
einfach miteinander zu kombinieren, sowie die Strategie, neue Software-Versionen so
zu implementieren, dass ältere Varianten voll kompatibel bleiben.
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Zeit-Multiplex
Daten werden in Paketen zeitlich hintereinader gestaffelt übertragen.
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Wenn ein Netzwerk-Teilnehmer Daten senden will und die Leitung gerade frei ist,
dann wird ihm das Recht erteilt, mindestens 1 Daten-Paket zu übertragen.
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Wenn die Leitung besetzt ist, dann muss der Teilnehmer warten und es nach einer
Wartezeit erneut versuchen.
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KeepAlive
Jedes Ethernet-Interface kann feststellen, ob das Netzwerk angeschlossen ist und zumindest
minimal funktioniert: Dazu vesendet es ein Daten-Paket an sich selbst (an die eigene
→ MAC-Adresse) und testet den Empfang.
In ähnlicher Weise können sie die Funktion ihres E-Mail Providers testen:
Wenn sie ein Mail an ihre eigene Adresse senden und erhalten, dann funktioniert ihr
Internet-Zugang und der Mail-Server ihres Providers. Allerdings können sie auf diese
Weise nicht feststellen, ob ein anderer Empfänger existiert und funktioniert.
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Serielle Übertragung
Alle gängigen Ethernet-Technologien transportieren die Daten seriell:
Die einzelnen Bits folgen zeitlich hintereinander auf nur einer Daten-Leitung.
Im Gegensatz dazu transportiert ein Bus die Daten parallel auf mehreren Leitungen.
Neuere Entwicklungen (→
1000BaseT) beginnen mit der Verwendung mehrerer paralleler Leitungen.
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Terminierung
Jedes (!) Datenkabel muss an beiden Enden abgeschlossen werden. Die Signale laufen im
Kabel mit hoher Geschwindigkeit vom Erzeugungs-Punkt zum anderen Ende bzw. zu beiden Enden
(Erzeugung in der Mitte).
An einem offenen Ende wird das Signal reflektiert, ebenso an einem
Kurzschluss. Reflexion ist schädlich, weil sich das Nutz-Signal
mit den Reflexionen überlagert. Das führt zu Störungen, die im
günstigsten Fall das Netz völlig lahmlegen, im ungünstigen Fall
unbemerkt bleiben und das Netz langsam machen.
Der Abschluss wird so gewählt, dass an den Enden keine Reflexion eintritt, sondern das
Signal vollständig verschluckt wird. Dieser Wert ist die nominelle Impedanz des
Kabels in Ohm (Ω).
Ethernet-Geräte sind so gebaut, dass angesteckte (!) Kabel mit dem genau dazu
passenden Widerstand abgeschlossen werden. Frei verlegte Kabel (z.B.
→ 10Base2)
muss man jedoch durch Anstecken eines Terminator-Widerstands manuell
abschließen.
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Broadcast
In der einfachsten Form sind alle Teilnehmer eines lokalen Netzwerks gleichzeitig an die
Daten-Leitung angeschlossen.
Jedes Daten-Paket erreicht alle Teilnehmer. Das wird zum Versenden
von Nachrichten an alle Teilnehmer (Broadcast) verwendet.
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Unicast
In der Praxis ist meist der gezielte Transport der Daten zu genau einem Empfänger
erwünscht. Dieser muss die Nachricht erkennen und verwerten. Die Interface aller
anderen Teilnehmer empfangen die gleichen Daten, müssen sie jedoch ignorieren.
Mit spezieller Software (Sniffer, Packet Monitor, ..) kann man alle Netzwerk-Pakete
abhören - zu Spionage- oder Diagnose-Zwecken. Moderne Switches schalten nur
jeweils die Leitung zwischen Sender und Empfänger zusammen, in diesem Fall ist das
Abhören auf dei aktive Verbindung begrenzt.
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Netzwerk
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