Der Erfolg des Ethernet

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Aufbau des Ethernet
2.1 Die IEEE-Norm 802.3 und Ethernet

3. Die Erfolgskomponenten des Ethernet
3.1. Aspekte der Technik
3.2. Bewertung der Performance
3.3. Erweiterungspotentiale
3.4. Wartung und Support
3.5. Kosten

4. Relevanz aus Unternehmenssicht

5. Abschluss und Aussicht

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Anhangverzeichnis

1. Einleitung

Wenn jemand den Begriff Ethernet hört, fragt er sich vielleicht:

„Was soll denn das sein? Eine Art neues Fischernetz vielleicht?“.

Das es sich dabei um nicht weniger als die verbreitetste Netzwerktechnik handeln könnte, auf diesen Gedanken kommt der Laie wohl kaum. Doch verbunden mit der Tatsache, dass heute ca. 98% aller installierter Netzwerke auf Ethernet- Technik beruhen¹, wird bei uns der Verdacht geweckt, dass an dieser Technik rund um das Ethernet doch was dran sein muss.

Genau dieser Vermutung soll im Rahmen dieser Seminararbeit nachgegangen werden. Dazu haben wir uns in der einschlägigen Literatur umgesehen um heraus zu finden, was den Erfolg dieser Produktfamilie ausmacht.

Es wird dabei zu Beginn der Seminararbeit in die Vergangenheit geschaut und dargestellt, wie und woraus sich das heutige Ethernet entwickelt hat. Im nächsten Abschnitt werden die Restriktionen, die als Standard festgehalten wurden, im Überblick genannt.

Nachdem wir umschrieben haben, wobei es sich bei Ethernet grundlegend han- delt, gehen wir dazu über, die einzelnen Erfolgskomponenten dieser Technik nä- her zu beleuchten. So wird ersichtlich, in welchen Bereichen das Ethernet die ent- scheidenden Vorteile gegenüber den Konkurrenztechniken aufweist. Die grossen Vorteile sind dabei in den Bereichen der Leistungsfähigkeit, den Erweiterungspo- tentialen als auch im von den Herstellern gebotenen Supportleistungen und nicht zuletzt in den entstehenden Kosten dieser Netzwerktechnik zu finden.

Zusätzlich wird in einem eigenen Abschnitt der Versuch unternommen, die er- wähnten Eigenschaften dieser Technik unter dem Aspekt einer Relevanz für eine Unternehmung kurz zu umreissen.

Ein kurzes Resümee finden Sie im letzten Abschnitt, der mit einer Vorhersage des zukünftigen Erfolges des Ethernet-Netzwerkes schliesst.

2. Aufbau des Ethernet

Die erste Version des Ethernet wurde bereits in 1973 in den Gebäuden der Xerox Corp. zum Laufen gebracht. Es war ein 1 Kilometer langes Kabel, an dem 100 Workstations mit einer Bandbreite von 2,94 Mbps^{2 3} „kommunizieren“ konnten. Die- se Umsetzung des Aufbaus eines geografisch lokal angesiedelten Computernetz- werkes wurde schnell von vielen Firmen positiv aufgenommen und so zu einer de facto Norm. Durch den Erfolg des Xerox-Ethernet ein wenig überrascht wurde das Firmenkonsortium DIX⁴ dazu angeregt, den Standard so weiter zu entwickeln, dass eine höhere Bandbreite (10 Mbps-Ethernet) nutzbar war. Diese Grundlagen- arbeit bildete, wie sich später zeigte, die Basis der Norm IEEE⁵ 802.3.⁶

Doch Anfang der 80er Jahre wurde auch von anderen Firmen an LAN-Konzepten gearbeitet, die alle untereinander nicht kompatibel waren. Diese Fehlentwicklung wurde durch das amerikanischen Normungsgremium IEEE erkannt und sie setzte die Projektgruppe 802 ein, die schlussendlich über drei Vorschläge zur Standardi- sierung zu entscheiden hatte. Neben den Ethernetentwicklungen des Firmenkon- sortiums DIX (802.3) wurde auch der Token-Bus (802.4) von General Motors und der Token-Ring nach IBM-Entwicklungen (802.5) zu den von IEEE 802 verab- schiedeten Standards. Die Verantwortlichen dachten sich damals, „schliesslich [sind] drei Normen besser [...] als gar keine“.⁷

2.1 Die IEEE-Norm 802.3 und Ethernet

Wie im vorherigen schon erwähnt, wurde durch die Projektgruppe 802.3 für die Entwicklung ihrer Norm ein sehr grosser Teil der Spezifikationen der DIX-Gruppe übernommen. Doch was wird nun in der Norm 802.3 genau spezifiziert?

Zunächst einmal das Zugriffsverfahren, das beschreibt, wie die angeschlossenen Stationen auf das gemeinsame Medium zugreifen dürfen. Dieses Verfahren trägt die Bezeichnung CSMA/CD⁸.Die Grundidee beschreibt Tanenbaum wie folgt: „Wenn eine Station übermitteln will, hört sie das Kabel ab. Wenn das Kabel belegt ist, wartet sie bis es frei ist, ansonsten sendet es sofort. Wenn zwei oder mehrere Stationen gleichzeitig auf ein freies Medium übertragen, erfolgt eine Kollision. Je- de dieser Stationen unterbricht dann die Übertragung, wartet eine zufällige Zeit- spanne und wiederholt den ganzen Vorgang.“⁹

Des weiteren stellt die Norm eine Reihe von Medien zur Auswahl, die für die Über- tragung verwendet werden können. Ursprünglich handelte es sich bei den Medien um zwei Typen des Koaxialkabels (Thick- / Thin-Ethernet), die später (ca. Anfang der 1990er) um Twisted-Pair-Kabel (TP-Kabel) ergänzt wurden.¹⁰ Schliesslich gibt es heute auch noch die Möglichkeit die Daten auf Lichtwellenleitern (LWL) zu versenden.¹¹

Um nun die Reichweite der in der Norm 802.3 festgelegten Spezifikationen darstellen zu können, verweisen wir auf die von dieser Norm abgedeckten Bereiche des ISO/OSI-Referenz-Modells¹². Dieses Modell wurde von der International Standards Organisation (ISO) dazu erstellt, um die Entwicklungen verschiedener Hersteller im Bezug auf den Datenaustausch zweier Anwendungen auf verschiedenen Computern zu organisieren.

Dieses geht dabei von sieben Teilschritten der Datenübertragung aus. Das Nor- mungsgremium für das Ethernet, die IEEE, legt dabei Richtlinien für die unteren beiden Schichten fest.

Abschliessend sei noch erwähnt, dass das Ethernet seinen Namen in Anlehnung an den ominösen Lichtäther bekam, von dem früher angenommen wurde, er wäre das Medium für die Übertragung der elektromagnetischen Lichtwellen.¹³

3. Die Erfolgskomponenten des Ethernet

Der riesige Erfolg der Ethernet-Technologie ist nicht nur in einem Aspekt zu fin- den. Aus diesem Grund sollte man sich auch die verschiedenen zum Erfolg beige- tragenen Aspekte getrennt anschauen.

3.1. Aspekte der Technik

Der Erfolg der Ethernetfamilie ist u.a. den technischen Vorgaben der Norm zu ver- danken, die im Vergleich zu Konkurrenzprodukten wie beispielsweise Token-Ring sehr einfach waren. Die Technik wird im wesentlichen durch die Verkabelung, das Zugriffsverfahren und die Topologie bestimmt.

Bei der Verkabelung geht der Interessierte der Frage nach, welche Kabelarten bzw. Kabeltypen beim Aufbau eines Netzwerkes verwendet werden können. Die Norm lässt dabei eine Reihe von Medien zu. Die Palette reicht dabei von zwei ver- schiedenen Arten des Koaxialkabels über die TP-Kabel bis hin zu den Lichtwellen- leitern¹⁴.

Seit IBM 1985 unter der IVS Typ-3-Spezifikation Twisted Pair Kabel für die Ver- wendung in LANs freigegeben hat, findet dieses immer mehr anklang unter den Benutzern.¹⁵ So wird heute Ethernet, wenn es nicht auf LWL-Technik basiert, grundsätzlich über TP verlegt; das früher häufig genutzte Koaxialkabel wird seit Jahren nicht mehr für Neuinstallationen verwendet.¹⁶

Das TP-Kabel hat zu dem den Vorteil, wesentlich preisgünstiger zu sein. Ein Nachteil in den elektrischen Eigenschaften ist gegenüber dem Koaxialkabel nicht zu befürchten, da die starke Abschirmung des Koaxialkabels durch die Verdrillung ersetzt wird. Verdrillte Kabel sind recht unempfindlich gegen von aussen wirkende elektromagnetische Felder – weshalb Antennen, die ja diese Felder gerade emp- fangen sollen, ja auch meistens als gerade Kabel aufgestellt werden¹⁷ Somit wird der sog. Crosstalk¹⁸ zwischen den Adern zu fast 100% unterbunden.

[...]

¹ vgl. Kauffels, 2000, S.566

² Ethernet ist ein eingetragenes Warenzeichen der Xerox Corp.

³ Mega bits per second

⁴ Digital, Intel und Xerox

⁵ Abkürzung f. Institute for Electrical and Electronical Engineers

⁶ vgl. Tannenbaum, 1990, S.169

⁷ Tanenbaum,1990, S.45

⁸ Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection

⁹ Tanenbaum, 1990, S.169

¹⁰ vgl. Kauffels, 2000, S.390

¹¹ vgl. Sinz, 1996, S.60

¹² ISO/OSI Abkürzung f. :International Standards Organisation / Open Systems Interconnection; al- so ein Standard für Vernetzung für die Verbindung offener Systeme, vgl. Sinz, 1996, S. 17

¹³ vgl. http://omnibus.uni-freiburg.de/~krkalic/tele4.htm

¹⁴ vgl. Kauffels, 2000, S. 145

¹⁵ vgl. Kauffels, 2000, S.155

¹⁶ vgl. Kauffels, 2000, S.160

¹⁷ vgl. Casad, 1997, S.130

¹⁸ Signalbeeinflussung bzw. –beeinträchtigung zwischen zwei neben einander verlaufenden Kabeln.