Ethernet

Ethernet ist eine Technik, die Software (Protokolle usw.) und Hardware (Kabel, Verteiler, Netzwerkkarten usw.) für kabelgebundene Datennetze spezifiziert, welches ursprünglich für lokale Datennetze (LANs) gedacht war und daher auch als LAN-Technik bezeichnet wird. Sie ermöglicht den Datenaustausch in Form von Datenframes zwischen den in einem lokalen Netz (LAN) angeschlossenen Geräten.

Die Ethernet-Protokolle umfassen Festlegungen für Kabeltypen und Stecker sowie für Übertragungsformen (Signale auf der Bitübertragungsschicht, Paketformate). Im OSI-Modell ist mit Ethernet sowohl die physische Schicht (OSI Layer 1) als auch die Data-Link-Schicht (OSI Layer 2) festgelegt. Ethernet entspricht weitestgehend der IEEE-Norm 802.3.

Nachrichten (Daten) werden vor der Übertragung in ein Frame gekapselt. Dieser weist Zielhost und Quellhost auf. Format und Inhalt werden vom gesendeten Nachrichtentyp und dem Übertragungskanal bestimmt.

Frames werden auch als Protokolldateneinheit (Protocol Data Units → PDU) der Ebene 2 bezeichnet, da selbe Funktionen aufgeführt werden, wie auf der Sicherungsebene 2 des OSI-Modells.

Ein hierarchisches, mehrstufiges Design verbessert Effizienz, Funktion und Geschwindigkeit. Es ermöglicht eine Skalierung des Netzwerks nach Bedarf, da zusätzliche lokale Netzwerke hinzugefügt werden können, ohne die Leistung der vorhandenen zu beeinträchtigen.

Die Grundebenen:

Zugriffsebene – Diese Ebene stellt Verbindungen zu Hosts in einem lokalen Ethernet-Netzwerk her.

Verteilungsebene – Diese Ebene verbindet die kleineren lokalen Netzwerke miteinander.

Kernebene – Diese Ebene sorgt für eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen den Geräten der Verteilungsebene.

Ein Ethernet-Switch ist ein Gerät, das auf der Zugriffsebene verwendet wird. Wenn ein Host eine Meldung an einen anderen Host sendet, der mit demselben Switch-Netzwerkverbunden ist, empfängt und decodiert der Switch die Frames, um den physischen Adressteil(MAC) der Nachricht zu lesen.

Eine Tabelle auf dem Switch, die sogenannte MAC-Adresstabelle, enthält eine Liste aller aktiven Ports und die MAC-Adressen der Hosts, die mit ihnen verbunden sind. Wenn eine Nachricht zwischen Hosts gesendet wird, prüft der Switch, ob die Ziel-MAC-Adresse in der Tabelle aufgeführt ist. Wenn dies der Fall ist, stellt der Switch eine temporäre, als Schaltung bezeichnete Verbindung zwischen Quell- und Zielport her. Diese neue Schaltung stellt einen dedizierten Kanal dar, über den die zwei Hosts kommunizieren können. Andere Hosts die mit dem Switch verbunden sind, nutzen keine Bandbreite auf diesem Kanal und empfangen keine Nachrichten, die nicht an sie adressiert sind. Für neue Konversationen zwischen Hosts wird eine neue Schaltung aufgebaut.Diese separaten Schaltungen ermöglichen viele gleichzeitige Konversation, ohne dass Kollisionen auftreten. Ethernet-Switches ermöglichen außerdem das gleichzeitige Senden und Empfangen von Frames über dasselbe Ethernet-Kabel. Dies verbessert die Leistung des Netzwerks, indem es Kollisionen vermeidet.