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3.5 Netzwerkfallstudien: Ethernet, Funk-LAN und ATM 143

Mbps. Viele proprietäre Netzwerke wurden unter Verwendung derselben grundlegenden

Methode implementiert, mit Kosten/Leistungs-Eigenschaften, die für die

unterschiedlichsten Anwendungen geeignet sind. Beispielsweise werden auf dem

untersten Kostenniveau dieselben Betriebsgrundlagen verwendet, um billige Mikrocomputer

mit Übertragungsgeschwindigkeiten von 100 bis 200 kbps zu verbinden.

Wir werden die Betriebsgrundlagen des in IEEE-Standard 802.3 beschriebenen 10

Mbps-Ethernets vorstellen [IEEE 1985a]. Dies war die erste allgemein eingesetzte

LAN-Technologie und die vielleicht heute immer noch am weitesten verbreitete,

obwohl für neue Installationen heute die Variante mit 100 Mbps bevorzugt wird. Wir

werden die wichtigsten Variationen der Ethernet-Übertragungs-Technologie und -

Bandbreite beschreiben, die heute angeboten werden. Eine detaillierte Beschreibung

des Ethernets in allen Varianten finden Sie in [Spurgeon 2000].

Ein einziges Ethernet ist eine einfache oder verzweigende busähnliche Verbindung,

die ein Übertragungsmedium verwendet, das aus einem oder mehreren fortlaufenden

Kabelsegmenten besteht, die über Hubs oder Repeater verbunden sind.

Hubs und Repeater sind einfache Geräte, die einzelne Kabelstücke verbinden, sodass

die Signale sie alle durchlaufen können. Mehrere Ethernets können auf der Ebene des

Ethernet-Netzwerk-Protokolls durch Ethernet-Switches oder -Bridges verbunden

werden. Switches und Bridges arbeiten auf der Ebene von Ethernet-Frames und leiten

sie auf benachbarte Ethernets weiter, falls ihr Ziel dort liegt. Verknüpfte Ethernets

erscheinen auf höheren Protokollebenen wie ein einzelnes Netzwerk, beispielsweise

IP (siehe Abbildung 3.10, wo sich die IP-Teilnetze 138.37.88 und 138.37.94 jeweils aus

mehreren Ethernets zusammensetzen, die durch Komponenten verbunden sind, die

als Eswitch markiert sind). Insbesondere das ARP-Protokoll (Abschnitt 3.4.2) ist in der

Lage, IP-Adressen über mehrere verknüpfte Ethernets in Ethernet-Adressen aufzulösen;

jede ARP-Anfrage wird als Broadcast über alle verknüpften Netzwerke eines

Teilnetzes gesendet.

Die Betriebsmethode von Ethernets wird durch CSMA/CD (Carrier Sensing, Multiple

Access with Collision Detection, Vielfachzugriff mit Trägererkennung und Kollisionserkennung)

beschrieben. Sie gehören zur Klasse der Konkurrenz-Bus-Netzwerke.

Konkurrenz-Busse verwenden ein einziges Übertragungsmedium zur Verknüpfung

aller Hosts. Das Protokoll, das den Zugriff auf das Medium verwaltet, wird auch als

MAC-Protokoll (Medium Access Control) bezeichnet. Weil eine einzige Verknüpfung

alle Hosts verbindet, kombiniert das MAC-Protokoll die Funktionen eines Verbindungsschicht-Protokolls

(das für die Übertragung von Paketen auf Kommunikationsverbindungen

verantwortlich ist) und eines Netzwerkschicht-Protokolls (das für die

Auslieferung von Paketen an Hosts verantwortlich ist) in einer einzigen Protokollschicht.

Paket-Broadcasting Die Kommunikation in CSMA/CD-Netzwerken erfolgt

über Broadcasts von Datenpaketen auf dem Übertragungsmedium. Alle Stationen

hören ständig das Medium auf Pakete ab, die an sie adressiert sind. Eine Station, die

eine Nachricht übertragen will, sendet ein oder mehr Pakete (in der Ethernet-Spezifikation

als Frames bezeichnet) als Broadcast auf dem Medium. Jedes Paket enthält die

Adresse der Zielstation, die Adresse der sendenden Station sowie eine variabel lange

Bitfolge, die die zu übertragende Nachricht darstellt. Die Datenübertragung erfolgt

mit zehn Mbps (oder mit den höheren Geschwindigkeiten, die für 100 und 1.000

Mbps-Ethernets spezifiziert sind) und die Pakete können eine Länge zwischen 64 und

1.518 Bytes haben, die Übertragungszeit für ein Paket auf einem 10 Mbps-Ethernet

beträgt also 50 bis 1.200 Mikrosekunden, abhängig von seiner Länge. Die MTU ist im

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