Computernetzwerke

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    WfCHOS. RfOW STANDARD
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ASCII
INFORMATIONAL
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ASCH
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October 2011
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PROPOSED STANDARD
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ASCII
INFORMATIONAL
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ASCII
Obwilrt»|KÉlJU INFORMATIONAL
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ASCII
PROPOSED STANDARD
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Aupuil 2011
ASCH
INFORMATIONAL
    Abbildung 1.15: Die Suche nach IPv6 hat zahlreiche RFC-Dokumente als Ergebnis zur Folge.
Kapitel 2
    Das Ethernet
    Ethernet ist die in Netzwerken vorherrschende Technologie, die nicht nur in lokalen Netzen, sondern auch in den Weitverkehrsnetzen verbreitet ist und einige andere Netzwerkimplementierungen erfolgreich verdrängt hat. Diese Entwicklung war in den Achtzigerjahren, als die ursprüngliche Version mit den entsprechenden Netzwerkadaptern vorgestellt wurde, sicher nicht absehbar.
    2.1 Der Ursprung mit CSMA/CD
    Der Ursprung des Ethernet liegt bei der Firma Xerox und dem damaligen Mitarbeiter Bob Metcalfe, der kurze Zeit später die Firma 3COM gründete, die Jahrzehnte lang auch die Weiterentwicklungen maßgeblich prägte.
    Ursprünglich war das Ethernet für die Verbindung mehrerer Rechner mit einem Laserdrucker gedacht. Die Bezeichnung Ether - der Äther - steht für die eigentliche Netzwerkverbindung und stammt aus der Zeit, als Funknetze das Maß der Dinge waren, die in den USA über das Land verteilt installiert wurden, um Kommunikationswege aufrechterhalten zu können, falls ein befürchteter russischer Atomschlag stattfinden sollte. Diese Idee war letztlich auch die Grundlage für das Entstehen des weltweit funktionierenden Internet.

    Abbildung 2.1: Der ursprüngliche Ethernet-Entwurf definiert die Netzwerkverbindung als Äther.

    Die erste Ethernet-Implementierung verwendet zur Kommunikation das CSMA/CD-Ver-fahren (C arrier S ense M ultiple A ccess /C ollision D etection). Will eine Station eine Nachricht über das Netzwerk senden, prüft sie zunächst, ob sich bereits die Nachricht einer anderen Station auf dem Bus befindet (Carrier Sense).

    Abbildung 2.2: Das Prinzip des CSMA/CD-Zugriffsverfahrens
    Ist der Bus frei, kann sie danach auf den Bus zugreifen und Daten senden (Access). Haben jedoch mehrere Stationen gleichzeitig den Bus abgehört und beginnen zeitgleich, auf den Bus zuzugreifen (Multiple Access), kommt es zu einer Kollision, die von den einzelnen Stationen detektiert werden muss (Collision Detection). Daraufhin werden die Signale zurückgenommen, und die Stationen versuchen nun, ihre Nachrichten zeitversetzt auf den Bus zu legen.
    Welche Station den Zugriff erhält und wie lange die anderen Stationen zu warten haben, kann nicht vorhergesagt werden, sodass dieses Verfahren für Echtzeitsysteme und zeitrelevante Einsatzzwecke nicht geeignet ist. Ab einer bestimmten Anzahl von Stationen (ca. 40°/oige Auslastung) wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit aufgrund der stattfindenden Kollisionen merklich langsamer.
    Dieses grundlegende Verfahren, das mit Ethernet vor ca. 30 Jahren eingeführt worden war, wurde im Laufe der Zeit stets weiterentwickelt und hat im Fast- und im Gigabit-Ethernet seine (kompatiblen) Nachfolger gefunden, die in den folgenden Abschnitten ausführlich behandelt werden.
    2.2 Standard-Ethernet
    Unter Standard-Ethernet firmieren die Realisierungen mit einer spezifizierten Datenübertragungsrate von maximal 10 MBit/s. Diese (nachträglich) eingeführte Bezeichnung dient als Abgrenzung zu den Weiterentwicklungen wie Fast-Ethernet (100 MBit/s) sowie auch Gigabit-Ethernet (1000 MBit/s).
    Das ursprüngliche Medium für Standard-Ethernet ist Koaxialkabel, und dabei kommt stets das CSMA/CD-Verfahren (vgl. vorheriges Kapitel) zum Einsatz. Für Standard-Ethernet sind generell unterschiedliche Auslegungen möglich:
    ■ 10Base5: Wird auch als Thick-Ethernet bezeichnet und verwendet ein dickes, gelbes Verbindungskabel,