2 Ethernet

Mitte der 70er Jahre von Xerox entwickelt, wurde Ethernet 1979 standardisiert.
Die von Ethernet verwendete Netztechnologie setzt das CSMA/CD (CarrierSense, Multiple Access with
Collision Detection) Verfahren ein. Die CSMA/CDTechnik erlaubt es einen Bus zu betreiben
an dem mehrere Geräte angeschlossen sind (Segment). Jedes Gerät kann feststellen
ob auf dem Bus Datenverkehr stattfindet (Carrier Sense). Senden zwei Geräte gleichzeitig Daten
so entstehen Kollisionen, die erkannt werden (Collision Detection).
Über CSMA/CD wird auch das weitere Verhalten im Kollisionsfall geregelt.

2.1 Eternet 10 Base
Der Ethernet Standard ist in der IEEE 802.3 festgelegt. Er bestimmt eine LAN Topologie,
die mit der Signalrate von 10 Megabit pro Sekunde (Mbps) arbeitet.
Für den Kupferbereich (auf die Glasfasertechnik werde ich an anderer Stelle eingehen)
sind drei Leitungsnetz Standards definiert:

• 10Base2 (Thinnet)
  Ein auf Koaxkabel basierendes Netz, das eine Segmentlänge von max. 185m erlaubt.
  Am Kabel können in Busstrukturmehrere Geräte in reihe angeschlossen werden.
  
  
• 10Base5 (Thicknet)
  Bei diesem ebenfalls mit Koax realisiertem Netz sind Längen bis 500m möglich.
  Dies wird durch die Verwendung besserer Komponenten ermöglicht.
  
  
• 10BaseT
  Die Ethernet Signale werden bei dieser Topologie über paarweise verdrillte Kabel
  (Twisted Pair Kat3, Kat5, S/STP, S/UTP) gesendet. Als zentraler Anschlusspunkt wird ein HUB benötigt,
  der mit den angeschlossenen Geräten ein Segment bildet. Die max. Kabellänge beträgt 100m.
  Als Stecker ist der RJ45 definiert.
  

2.2 Fast Ethernet 100BaseT IEEE 802.3u
Der Bedarf an mehr Bandbreite führte zur Entwicklung des Fast Ethernet. Hier wird ebenfalls das
CSMA/CD- Protokoll verwendet. Die Geschwindigkeit beträgt 100Mbps, als Übertragungsmedium kommt
wiederum der RJ45 Stecker sowie das Kat5 Twisted Pair Kabel mit einer max. Länge von 100m zum Einsatz.

2.3 Gigabit Ethernet 1000BaseTX TIA 854
Der erst vor kurzem zertifizierte Gigabit Ethernet erlaubt Übertragungs Geschwindigkeiten von 1000Mbps.
Als Übertragungsmedium wird zur Zeit hauptsächlich Glasfaser verwendet. Bei der Übertragung über Twisted
Pair Kabel wird in Voll-Duplex gleichzeitig auf 2 Aderpaaren gesendet und auf den anderen 2 Paaren empfangen

2.4 Broadcast / Kollisions Domänen
Innerhalb eines Ethernet Segmentes befinden sich alle angeschlossenenGeräte am gleichen physischem
Medium. Alle Pakete, die auf diesem Medium gesendet werden, werden auch von allen Geräten empfangen.
Senden jedoch zwei Geräten zur selben Zeit entstehen Kollisionen.
Das Ethernet sieht zur Vermeidung und Behebung von Kollisionen Regeln vor. Um diese Regeln anzuwenden,
und den Datenverkehr im Netzwerk einteilen zu können, wird es in zwei Domänen aufgeteilt.

• Kollisionsdomänen
  Alle Geräte, die mit dem gleichen Medium verbunden sind (Segment), so dass es bei gleichzeitiger
  Sendung von Paketen zu Kollisionen kommen kann. Je größer die Kollisionsdomäne
  in einemNetzwerk ist, desto öfter entstehen Kollisionen. Die Folgen daraus sind eine erneute
  Versendung von Paketen. Und somit eine Verringerung der Bandbreite.
  
  
• Broadcast Domänen
  Geräte in einem Netzwerk, die Broadcast Infos der anderen Geräte empfangen können,
  jedoch nicht zwangsläufig das selbe Medium verwenden, und somit auch nicht
  innerhalb der selben Kollisionsdomäne sein müssen.
  
  

Eine Hub bildet mit dem Medium und den Endgeräten ein Ethernet Segment, dieses Segment wiederum ist eine Kollisionsdomäne und gleichzeitig eine Broadcast Dömäne.

Der Switch bildet mit sich und jedem einzelnen an ihn angeschlossenen Gerät eine separate Kollisionsdomäne.
Er selbst ist aber wiederum mit allen angeschlossenen Geräten innerhalb eine einzige Broadcast Domäne.

Ein Router trennt die an ihn angeschlossenen Geräte in Kollisions- und Broadcast Domänen auf.