E wie Ethernet (IEEE 802.3) – die LAN-Technik

Die Basics kurz erklärt:

Ethernet bezeichnet eine kabelgebundene Datennetztechnologie. Diese ermöglicht den Datenaustausch zwischen Geräten (z.B. Drucker, Telefon) in einem Netzwerk (LAN). Der Austausch zwischen den Geräten erfolgt in Form von Datenframes. In diesen Frames sind bspw. Infos zum Absender und der Ziel-Adresse sowie Prüfsummen zur Gewährleistung der Datenintegrität enthalten.

Das Ethernet revolutionierte die Arbeitswelt

Durch die Verbreitung des Personal Computers, heute besser bekannt unter der Abkürzung PC, wurde die Arbeitswelt revolutioniert – und das verdanken wir dem Ethernet. Aber zurück zu seinen Anfängen: Nachrichten innerhalb eines gemeinsamen Netzwerkes mit Hochfrequenz zu verschicken. Das war der Wunsch, der 1970 zur Entwicklung führte. Zuerst wurde die Technik nur vom Forschungszentrum Xerox Palo Alto genutzt, um die Firmenrechner miteinander zu vernetzen.

Hintergrundwissen:

Die Technik vom Ethernet ist abgeleitet von dem ersten Funk-Rechnernetz ALOHAnet. Dieses verband die hawaiianischen Inseln und die Universität von Honolulu. ALOHAnet erlaubte als erstes lokales Netzwerk den Zugriff auf einen Zentralrechner über Funkstrecken.

So wurde Ethernet zum Standard

Der Entwickler Robert Metcalfe verließ 1979 Xerox und gründete seine eigene Firma 3Com. Sein Ziel: Die Standarisierung vom Ethernet. Dafür überzeugte Metcalfe große Unternehmen wie bspw. Intel von einer Zusammenarbeit. Ab 1990 wurde das Ethernet zur meistverwendeten LAN-Technik und verdrängte folglich die Konkurrenzsysteme Token Ring und ARCNET. Heute ist der Ethernet Standard IEEE 802.03 weit verbreitet und wird z.B. in privaten Haushalten oder Büros genutzt. Meltcalfe erhielt 2003 die National Medal of Technology für seine Entwicklung.

So funktioniert’s – damals und heute

Erste Techniken waren gerade mal bis zu 10 Megabit pro Sekunde (Mbits/s) schnell. Heute sind Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 Megabit pro Sekunde möglich. Glasfaserkabel decken heutzutage bis zu 10 Kilometer ab, wohingegen man früher beschränkt auf eine Gebäude war.

Bei der Einrichtung spielen vor allem die richtigen Kabel eine Rolle. In der Vergangenheit waren das oftmals Koaxialkabel. Heutzutage werden häufig Kupferkabel der Kategorie 6 (CAT6) verwendet. Diese unterstützen sowohl das klassische als auch das Fast Ethernet, welches sich durch eine höhere Übertragungsrate auszeichnet. Die Kabel verbinden das Modem (Router oder auch Gateway) mit internetfähigen Geräten wie PC oder Laptop. Diese Verbindung entsteht entweder durch einen USB/Ethernet-Adapter oder im besten Fall besitzen die Geräte Ethernet-Ports. Ein großer Vorteil dieser Verbindung besteht in der parallelen Stromversorgung der angeschlossenen Geräte. Dieses Verfahren nennt sich „Power over Ethernet“ (PoE). Für eine perfekte Implementierung in Ihr lokales Netzwerk, bieten wir Ihnen eine Reihe von PoE-fähigen Endgeräten wie bspw. Yealink Tischtelefone oder Basisstationen von Gigaset.

Der Ethernet-Algorithmus schützt vor Daten-Kollisionen

Damit sich Geräte einem Ethernet-Netzwerk untereinander verbinden können, wird jedem Gerät eine eigene Adresse (Media Access Controll-Adresse, kurz: MAC-Adresse) zugewiesen. Mit Hilfe dieser einzigartigen Identifikationsnummer können Geräte im Netzwerk angesprochen werden. Um eine Daten-Kollision zu vermeiden, gibt es einen festgelegten Algorithmus. Laut diesem schickt der Sender ein Signal an den Empfänger und schaut, ob dieser frei ist. Sofern besetzt, wird der Datentransfer abgebrochen und ein sogenanntes Jam-Signal verschickt. Dieses Signal informiert andere Netzstationen über die Kollision, so dass diese ihre Sendeversuche einstellen. Nach einer definierten Zeit des Abwartens (Backoff-Time), nimmt der Sender erneut Kontakt zum Empfänger auf. Wenn der Empfänger frei ist, startet die Datenübertragung. Grundsätzlich kann so in einem ungeschützten Netzwerk jede Nachricht an alle Geräte gehen. Heutzutage regeln Switches den Datenaustausch, indem sie für eine effiziente Verteilung der Datenpakete sorgen und so die Kollisionsgefahr minimieren.

Ethernet im Vergleich zu WLAN: Vorteile

Warum ist Ethernet in einer Welt, in der das kabellose WLAN zu dominieren scheint, definitiv nicht überflüssig?

WLAN-Signale werden über Radiofrequenzen übertragen. Wer schon einmal mit dem Auto durch einen Tunnel gefahren ist, kennt das Phänomen. Radiowellen sind störanfällig und so auch das WLAN. So kann beispielsweise ein Headset mit Bluetooth-Funktion das WLAN stören. Beim kabelgebundenen Ethernet profitiert man von Signalstabilität. Dies ist gerade beim Datentransfer von größeren Mengen vom Vorteil.

Vor allem die Flexibilität beim Datentransfer mit Ethernet überzeugt. Selbst die gängigsten Router für den Heimbedarf verfügen über Ethernet-Ports, an die man bequem eine Reihe von Geräten anschließen kann.

Schlussendlich liefert das Thema Sicherheit einen entscheidenden Vorteil für das lokale Netzwerk. Die Reichweite vom WLAN-Netzwerk kann über den gewünschten Anwendungsort hinaus reichen. Dieses Plus an Reichweite bietet jedoch Angriffsfläche für mögliche Bedrohungen. Mit einer Ethernet-Verbindung behält man den Überblick darüber, wer sich mit dem lokalen Netzwerk verbinden und ganz wichtig, wer Daten abgreifen kann.

Mit oder ohne Kabel? – die Empfehlung

Abschließend stellt sich die Frage, für welche Technik man sich entscheiden sollte. Für die meisten Haushalte reicht ein WLAN-Router in der Regel aus. Für ein Unternehmen, bei dem Prozesssicherheit eine wichtige Rolle spielt, empfiehlt sich weiterhin das gute alte Kabel!