25 Jun

Was ist Ethernet?

Manch einer mag den Begriff „Ethernet“ schon einmal irgendwo aufgeschnappt haben. Doch die wenigsten wissen, was es damit auf sich hat. Dabei gibt es diese Technologie schon seit Jahren und in letzter Zeit erfährt sie mehr und mehr Beachtung. Wir erklären in diesem Artikel, was es mit dem Ethernet auf sich hat und warum es immer wichtiger wird.

Wofür benutzt man das Ethernet?

Ethernet

Ein Ethernet ermöglicht den Datentransport

Mithilfe eines Ethernets ist es möglich, Daten innerhalb eines geschlossenen Netzwerks von einem Endgerät zu einem anderen zu transportieren. Alles, was es dazu benötigt, sind ethernetfähige Geräte, die miteinander verbunden sind. So können zum Beispiel Fotos oder Videos von einem Computer an einen Smart-Fernseher gesendet oder auch Dokumente vom PC an den Drucker, einen anderen PC oder an ein externes Speichermedium übermittelt werden.

Für eine solche Verbindung bzw. Übertragung ist ein Ethernetkabel notwendig. Die meisten dürften dieses Kabel allerdings unter dem Begriff LAN-Kabel kennen. Dieses Kabel verbindet ein Gerät mit dem Router. Dieser fungiert als Schnittstelle innerhalb des Netzwerkes und verbindet alle darin enthaltenen Geräte miteinander.

Im privaten Bereich ist diese Form des Heimnetzwerks schon gut vertreten. In Unternehmen und Büros ist diese Technologie jedoch deutlich bekannter und kaum noch weg zu denken.

Wie ist das Ethernet aufgebaut?

Für den Aufbau eines Ethernets, sind zwei Gruppen von Komponenten notwendig: das „Data Communication Equipment“ (kurz: DCE) und das „Data Terminal Equipment“ (kurz: DTE).

Das DCE besteht aus sämtlichen Geräten, die dafür gedacht sind, Daten zu empfangen und auch weiter zu leiten. Das sind zum Beispiel Router, Switch und Hub. Sie spielen als Schnittstellen, bzw. als Verbindung zwischen den einzelnen Geräten des DTE eine wichtige Rolle.

Das Data Terminal Equipment besteht wiederum aus sämtlichen Endgeräten. Diese empfangen die Daten aus dem Data Communication Equipment über das Ethernet. Außerdem sind sie in der Lage, über das DCE Daten an andere Endgeräte zu versenden.

Ethernetkabel sorgen für die Verbindung

Das Ethernet-Kabel

Das DCE muss mit dem DTE verbunden sein, damit Daten innerhalb des Netzwerkes verschickt werden können. Diese Verbindung wird durch ein entsprechendes Kabel gewährleistet. Die Bezeichnung für ein solches Kabel ist Ethernet-Kabel. Den meisten dürfte allerdings der Begriff LAN-Kabel (LAN = Local Area Network) eher geläufig sein.

Als man begonnen hat, die Technologie des Ethernets zu verwenden, benutzte man hierfür ein relativ dickes Koaxialkabel. Aufgrund dessen nannte man die Technologie „ThickEthernet“ für dickes Ethernet. Später wurden die Kabel wesentlich dünner. Entsprechend redete man dann vom „ThinEthernet“ (dünnes Ethernet). Heute ist es allerdings Usus, dass Telefonkabel aus Kupfer für die Verbindungen zwischen Endgeräten und Verteilern benutzt werden. Wenn es größere Entfernungen zu überwinden gilt, sind dagegen Glasfaserkabel die beste Wahl.

Am Anfang war die Direktverbindung

Zu Beginn der Ethernet-Technologie war es üblich, dass alle Computer über einen Kabelstrang direkt miteinander verbunden waren. Wenn etwas defekt war, hatte man es sehr schwer, die Schwachstelle zu lokalisieren. Außerdem gingen alle gesendeten Daten an alle Geräte, die an dieses Netzwerk angeschlossen waren. Dies führte einerseits zu Datenstaus, weil einfach jederzeit sehr viele Daten überall unterwegs waren und andererseits gab es Probleme mit den Zugangsbeschränkungen, da ja nun jeder die Daten bekam, die der Absender eigentlich nur für ein bestimmtes Ziel vorgesehen hatte.

Durch die Erfindung und Einführung des Hubs, sind diese Probleme passé. Die im Ethernet miteinander verbundenen Geräte haben nun keine Direktverbindung mehr, sondern sind miteinander über eine Schnittstelle verbunden. Wenn nun ein Defekt vorliegt, kann dieser besser gefunden werden.

Außerdem ist es möglich, dass ein Sender seine Daten gezielt an einen bestimmten Empfänger versendet. Die Daten stehen also nicht mehr dem gesamten Netzwerk zur Verfügung. Zugangsberechtigungen sind dadurch sehr viel einfacher zu organisieren. Und auch die Gefahr von Datenstaus ist so sehr gering.

Die Idee stammt von Robert Melancton Metcalfe

Von der Idee zur Wirklichkeit

Im Jahr 1973 findet man die erste Erwähnung des Ethernets in einem Memo von Robert Melancton Metcalfe. Dieser gilt als Erfinder der Technologie und entwickelte sie am Xerox PaloAlto Research Center über mehrere Jahre hinweg. Die Idee hierfür kam Metcalfe aufgrund des funkbasierten Netzwerkprotokolls ALOHAnet auf Hawaii.

Zu Beginn waren sowohl Funktion als auch Aufbau nur als Skizzen vorhanden. Bis Metcalfe ein funktionsfähiges Ethernet entwickelte, vergingen noch etliche Jahre. Ende der 70er Anfang der 80er Jahre versuchte man dann allerdings, die Ethernet-Technologie als Standard aufzunehmen.

Verbesserung durch Entwicklung

Durch die Einführung der Hubs wurden sowohl kürzere, als auch getrennte Verbindungen zwischen zwei oder mehreren Geräten möglich. Daten können so gezielt von einem Sender an einen bestimmten Empfänger versendet werden. Außerdem lassen sich Defekte einfacher lokalisieren und beheben.

In einem klassischen Ethernet-Netzwerk benutzen mehrere Geräte dasselbe Kabel für ihre Verbindung. Dadurch steigt das Risiko für Datenstaus und Kollisionen stark an, sobald das Datenvolumen über ein gewisses Level steigt. Mithilfe von Switching können Datenpakete gespeichert werden. Somit reduziert sich das Risiko von Kollisionen und Datenstaus.

Bereits wieder veraltet ist die Technologie der „Ethernet flow control“ oder zu Deutsch der „Flusskontrolle“. Sie verhindert Kollisionen, indem sie gezielt die Datenübertragung pausiert. Ähnlich wie bei einer Ampelkreuzung steuert sie also den Verkehrsfluss, so dass jeder Teilnehmer möglichst schnell und sicher passieren kann. Zwar ist dieses Technik bereits  etwas älter und auch nicht mehr weit verbreitet, sie kann aber optional immer noch zum Einsatz kommen.

Die Einführung von Glasfaser- und Kupferkabeln macht das Ethernet sehr viel verlässlicher. Außerdem sind spezielle Kupferkabel nicht nur in der Lage Daten zu übertragen, sondern auch Energie. Die im Netzwerk angeschlossenen Geräte können über solche Kupferkabel also auch mit Strom versorgt werden. Für einen schnellen Datentransfer über weite Entfernungen sind dagegen Glasfaserkabel die momentan beste Lösung. Vor allem größere Unternehmen nutzen sie daher, um ihre Daten möglichst schnell von einem Ende zum anderen zu übermitteln.

Die Vorteile des Ethernets

Ein Ethernet ist sehr sicher

Wer nur zuhause mit einem Netzwerk zu tun hat, mag sich nun fragen, warum man das Ethernet nicht einfach durch ein WLAN (Wireless Local Area Netzwork) ersetzt. Kabellose Verbindungen haben schließlich einige Vorteile gegenüber dem oft entstehenden Kabelsalat von früher. Die Vorteile eines Ethernets gegenüber eines WLAN sind schnell erklärt:

Ein optimal aufgebautes Ethernet-Netzwerk ist unabhängig von der Internetverbindung. So erlaubt diese Technologie eine verlässliche Datenübertragung, die von Internetausfällen unberührt bleibt. Vor allem in Unternehmen entscheidet man sich daher häufig für diese Technologie.

Gerade wegen der Unabhängigkeit vom Internet und der Notwendigkeit der Kabel, bietet das Ethernet eine hohe Sicherheit. Daten können nicht einfach abgegriffen werden. Sensible Daten, wie sie oftmals in Unternehmen verschickt werden, sind somit sehr viel besser geschützt, als solche, die durch ein WLAN geschickt werden.

Die für den Aufbau eines Ethernets notwendige Hardware ist vergleichsweise günstig. Hier kann man also durchaus Kosten sparen.

Da die Ethernet-Technologie sehr weit verbreitet ist und sich großer Beliebtheit erfreut, wird sie auch immer wieder weiterentwickelt.

Die Nachteile des Ethernets

Der einzige zu erwähnende Nachteil ist, dass es nach wie vor zu Kollisionen im Datenaustausch kommen kann. Dieser kann dann stocken und die Zeit der Datenaustauscht verlängert sich entsprechend.

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