|
Wie bereits angedeutet, gibt es eine große Anzahl von
LAN-Technologien. Als wichtigste Vertreter sollen im folgenden Ethernet (mit all
seinen Varianten), Token Ring, FDDI und ATM detailliert vorgestellt werden.
Allen LAN-Typen ist gemein, dass man für den Anschluss an das Netzwerk natürlich
über entsprechende Hardware, in den meisten Fällen eine Netzwerkkarte des
jeweiligen Typs im lokalen Rechner, verfügen muss.
|
Das Ethernet wurde 1973 am Xerox PARC als Teil eines umfangreichen
Forschungsprojektes für verteilte Systeme entwickelt und sollte die Vorteile
einer schnellen, lokalen Vernetzung mit niedrigen Fehlerraten und ohne
Verzögerungen aufzeigen.
Auf Grund seiner Einfachheit hat Ethernet bis heute eine starke Verbreitung
gefunden und ist in seinen Variationen in sehr vielen LANs anzutreffen.
Das Original-Ethernet (festgelegt im Standard IEEE 802.3) besteht aus einem
Koaxial-Kabel mit einem halben Zoll (1,27 cm) Durchmesser, an das die Rechner
über sogenannte "Transceiver" angeschlossen sind. An jedem Ende des Kabels
befindet sich ein Endwiderstand von 50 Ohm, der auch als "Terminator" bezeichnet
wird (siehe Abbildung). Über ein derartiges Netzwerk lassen sich
Geschwindigkeiten bis 10 Mbps (Megabit pro Sekunde) erreichen.
Ein Kabel mit einem derartigen Durchmesser ist etwas unhandlich, daher wird
diese Art des Ethernets auch als "Thick Ethernet" oder "10Base5" bezeichnet.
 Thick Ethernet
|
Das beim "Thin Ethernet" verwendete Koaxialkabel ist dünner, billiger und
einfacher zu handhaben. Der Anschluss an die Netzwerkkarte des Rechners erfolgt
über ein sogenanntes "T-Stück", an das links und rechts ein Netzwerkkabel
angeschlossen wird, während die `untere' Seite des T's mit der Netzwerkkarte
verbunden ist.
Am Anfang und am Ende des Kabelstrangs befinden sich auch hier Endwiderstände
von 50 Ohm. Die Steckverbindungen erfolgen über BNC-Anschlüsse. Mit einem Thin
Ethernet kann man Geschwindigkeiten bis 10 MBit erreichen.
 Thin Ethernet mit Koaxialverkabelung
|
Im Gegensatz zum normalen Thin Ethernet mit seiner Busstruktur ist ein
10BaseT-Netz sternförmig aufgebaut. Von einem Verteiler, dem sogenannten "Hub",
führen Twisted-Pair-Kabel zu den einzelnen Rechnern. Der Anschluss erfolgt über
RJ45-Stecker, wie sie auch oft bei Telefonen verwendet werden.
Diese Verkabelungsart beseitigt einen gravierenden Nachteil der Busstruktur.
Wird der Bus nämlich an einer Stelle unterbrochen (sei es durch ein defektes
Kabel oder eine übereifrige Reinigungskraft), ist das Netzwerk vollständig
lahmgelegt. Bei einer sternförmigen Verkabelung ist bei einem Kabelschaden nur
ein Rechner betroffen, die anderen können ganz normal im Netz weiterarbeiten.
Wäre 10BaseT nicht aufwendiger und teurer als die Koaxialverkabelung, wäre
letztere sicher schon ganz von der Bildfläche verschwunden.
 Sternförmiges Ethernet mit Hub
|
Der Aufbau eines "Fast Ethernets" ähnelt stark dem eines 10BaseT-Netzes. Jedoch
müssen aufgrund der höheren Datengeschwindigkeit von 100 Mbps aufwendigere
Twisted-Pair-Kabel der Kategorie 5 verwendet werden. Neben dem Hub müssen
natürlich auch die eingesetzten Netzwerkkarten für eine Geschwindigkeit von 100
Mbps vorgesehen sein.
Übertragungsraten von bis zu 1000 Mbps erreicht man mit Hilfe von geschirmten
Kabeln (Shielded Twisted Pair - STP) bzw. Glasfaserleitungen. Netzwerkkarten und
Hubs für derartige Geschwindigkeiten müssen wesentlich aufwendiger konstruiert
sein und sind dementsprechend teuer. Da kaum ein Rechner einen Datenstrom von 1
Gbps (enspricht 125 MByte pro Sekunde!) verarbeiten kann, werden
Gigabit-Ethernets vor allem als Backbone-Leitungen verwendet, die ganze
Netzwerke miteinander verbinden.
Die folgende Tabelle zeigt noch einmal eine Übersicht über alle Ethernet-
Varianten:
Ethernet-Typ |
Geschwindigkeit |
max. Länge |
Struktur |
Kabelart |
Anschluss am Rechner |
10Base2 (Thin Ethernet) |
10Mbps |
185m |
Bus |
Koaxial |
BNC-Buchse, T-Stück, (RG58, T-Stück, Endwiderstand) |
10Base5 (Thick Ethernet) |
10Mbps |
500m |
Bus |
Koaxial |
AUI-Buchse, Transceiver |
10BaseF |
10Mbps |
2000m |
Bus |
Glasfaser |
Optokoppler |
10BaseT |
10Mbps |
100m |
Stern |
Twisted Pair |
RJ45-Anschluss Kat.3 |
100BaseT |
100Mbps |
100m |
Stern |
Twisted Pair |
RJ45-Anschluss Kat.5 |
Gigabit-Eth. |
1Gbps |
100m |
Stern |
STP |
Spezieller Anschluss Kat. 6 |
|
1Gbps |
500m |
Stern |
Glasfaser |
Optokoppler |
|
Neben der Verkabelung ist es natürlich interessant zu wissen, was auf einem
Ethernet-Kabel eigentlich passiert. Jedes Gerät im Ethernet hat eine eindeutige
Hardware-Adresse von 6 Byte Länge, die auch als MAC-Adresse bezeichnet wird.
Diese Adresse hat nichts mit den IP-Nummern des TCP/IP-Protokolls zu tun
(zumindest nicht direkt) und auch nichts mit den Computern der Firma Apple (auch
nicht indirekt). Pakete im Ethernet enthalten immer die Hardware-Adresse des
Senders und des Empfängers.
Das Versenden von Daten erfolgt über sogenanntes "Packet Broadcasting", d.h
jedes Paket wird einfach auf das Kabel gesendet. Alle anderen Stationen erhalten
bzw. `sehen' dieses Paket, es wird jedoch nur von dem festgelegten Empfänger
entgegengenommen und verarbeitet.
Wenn zwei Stationen gleichzeitig Daten senden, kommt es konsequenterweise zu
Paketkollisionen (natürlich "rumst" es nicht im Kabel, sondern die elektrischen
Impulse der beiden Sender überschneiden sich und werden damit unbrauchbar). Das
Ethernet definiert drei Varianten, mit diesem Verhalten umzugehen:
-
Die Stationen `lauschen' ständig am Bus und merken so, ob auf dem Kabel
Datenverkehr stattfindet. Eine Station sendet erst, wenn keine Signale mehr auf
dem Kabel liegen, um die laufende Übertragung nicht zu zerschmettern.
-
Sollten zwei Stationen genau zum selben Zeitpunkt mit dem Senden beginnen, kommt
es trotzdem zur Kollision. Während eine Station sendet, prüft sie gleichzeitig
auf dem Empfangskanal, ob die Signale korrekt versendet wurden. Da alle
Stationen im Netz einschließlich der sendenden die Signale empfangen, stellt
dies kein Problem dar. Erkennt die sendende Station nun, dass die Daten nicht
korrekt übertragen werden, handelt es sich wahrscheinlich um eine Kollision. Die
sendende Station schickt ein Kollisionssignal in das Kabel, was bewirkt, dass
alle Stationen im Netz ihre Sendetätigkeit abbrechen (die ja vorhanden sein
muss, sonst hätte es keine Kollision gegeben). Nach einer zufällig bestimmten
Zeit versucht die Station wieder zu senden. Die andere Station, mit der es zur
Kollision kam, hat eine andere Zufallszeit ermittelt und wird dann merken, dass
das Netz bereits belegt ist. Sollten beide Stationen trotzdem wieder zur selben
Zeit senden, was extrem unwahrscheinlich ist, beginnt das Spiel eben wieder von
vorn.
-
Als Sicherungsmaßnahme wird die Prüfsumme eines Ethernet-Paketes (korrekt heißt
es Ethernet-Frame) mit dem tatsächlichen Inhalt verglichen. Kommt es dabei zu
Unstimmigkeiten, wird das Paket vom Empfänger abgewiesen.
|
|
|