Heute ist Montag, der 22. März 2010

 
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  Grundlagen

W I N P A G E -- Netzwerk (Grundlagen)
Ethernet

1972 gegannen Forscher der Firma XEROX im "Palo Alto Research Center" ein "Experimental Ethernet" zu entwickeln. Die ersten Ergebnisse wurden allerdings erst 1976 vorgestellt. In den darauffolgenden Jahren wurde dann durch die Zusammenarbeit der Firmen DEC, Intel und XEROX die später als Version 1.0 bezeichnete Version des Ethernet entwickelt. Bereits zu diesem Zeitpunkt lag die Übertragungsgeschwindigkeit bei 10 MBit/s.

Das Ethernet basiert auf zwei unterschiedlichen Topologien. Das ist zum einen die Bustopologie, wie Sie in der 10Base-2 Spezifikation definiert ist (Thin-Ethernet, Koaxverkabelung) und zum anderen die Sterntopologie, die ihre Anwendung in der 10Base-T Spezifikation findet (Twisted-Pair).
Eine Ringtopologie, wie sie beim Token-Ring Verwendung findet, ist für das Ethernet nicht vorgesehen.

Das Medienzugriffsverfahren ist die Verfahrensweise, mit der eine Station auf das Medium zugreift - die Station möchte also das Netzwerk zum Senden von Daten nutzen.
Wenn eine Station über das Ethernet zu senden beabsichtigt, dann horcht sie, ob gerade eine andere Station Daten verschickt. Ist das Netz frei, beginnt sie einen Datenframe zu senden.
Beginnt aber eine zweite Station ebenfalls genau in diesem Augenblick zu senden, dann kommt es zu einer sogenannten Kollision.
Diese Kollision wird von beiden Stationen erkannt, das Senden wird sofort eingestellt und ein spezielles Störungssignal (jamming signal) auf das Segment gelegt.
Nach einer, von jeder Station zufällig ermittelten Zeitspanne beginnt die Station, deren Zwangspause am kürzesten ist, als erstes zu senden.
Dieses Verfahren hat die Bezeichnung: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, kurz CSMA/CD genannt.


10 MBit Netzwerk (Ethernet)

In einem 10 MBit Netzwerk beträgt die theoretisch maximale Geschwindigkeit rechnerisch 1250 KB/sec. Aufgrund von Potokol- und Modulations-Overhead, der immer rund 20% beträgt, erhält man jedoch in der Praxis Werte von ca. 1 MB/sec.
990 KB/sec wären durchaus akzeptabel.

8 Bit = 1 Byte
10 MBit entsprechen 10.000 KBit. Geteilt duch 8 ergibt 1250 KB/sec


100 MBit Netzwerk (Fast-Ethernet)

In einem 100 MBit Netzwerk beträgt die theoretisch maximale Geschwindigkeit rechnerisch demnach 12500 KB/sec.
Wenn man die 20% für Potokol- und Modulations-Overhead abzieht, kommt man auf ca. 10 MBit/sec in der Proxis als ideale Geschwindigkeit. Hinzu kommen aber noch Faktoren wie Paketlänge und Kabelqualität, die bei 10 MBit Netzen nicht so sehr in Gewicht fallen, aber bei höherer Geschwindigkeit leider eine größere Rolle spielen.

So kommt es auch, dass die Geschwindigheit in der Praxis zwischen 6-9 MB/sec liegen kann. In ganz optimalen Fällen sind wie oben erwähnt auch Werte von 10 MB/sec möglich.
 


1 GBit Netzwerk (Gigabit-Ethernet)

Neben den Funknetzen wird natürlich auch das kabelgebundene Ethernet weiterentwickelt. Das Ergebis ist das Gigabit-Netzwerk, welches die Rechner mit 1.000 MBit verbindet.
90 MB/sec sind der ideale Wert in der Praxis, der wie immer 20% unter dem maximalen rechnerischen Wert von 125 MBit/Sec liegt. Damit ist das Gigabit-Ethernet schneller als jede aktuelle Festplatte.

Im Prinzip ist das GBit Netzwerk abwärtskompatiebel zu seinen Vorgängern, allerding wird für die volle Geschwindigkeit eine neue Technik eingesetzt.
Wurden bisher von den 4 Adernpaaren nur 2 für das Ethernet benutzt (TX und RX), so sind nun alle 4 Paare (also 8 Adern) notwendig.
Außerdem kommt eine neue, fünfstufige Pulsamplituden-Modulation zum Einsatz. Pro Adernpaar und Taktzyklus des 100-MHz-Taktes werden nicht nur 1 Bit, sondern mehr als 2 Bit an Informationen übertragen. In der Summe ergibt sich so etwas mehr als 1 GB/sec. Die "überschüssige" Bandbreite wird für eine Plausibilitätsprüfung (ähnlich dem Parity-Bit) verwendet, was die Lesbarkeit des Signals erhöt.

Den Nachteil der 8 Adern gleicht die Tatsache aus, dass beim Gigabit-Ethernet keine gekreuzten Kabel (Crossover) mehr notwendig sind. Jedes Gerät erkennt selbständig, ob die Gegenstelle eine Netzwerkkarte ist, oder ein Switch und stellt sich darauf ein.
 


Umrechentabelle

 

  Bit Byte Kilobyte Megabyte Gigabyte
Bit (b) 1 0,125 0,00012207
0,000000119209 0,000000000116415
Byte (B) 8 1 0,00097656 0,000000953674 0,000000000931323
KB 8192 1024 1 0,000976563 0,000000953674
MB 8388608 1048576 1024
1 0,00097656
GB 8589934592 1073741824 1048576 1024 1