Was ist Ethernet?

Ur­sprüng­lich ging jede Nachricht, die innerhalb eines Netzwerks gesendet wurde, grund­sätz­lich an alle Endgeräte. Diese mussten die emp­fan­ge­nen Daten dann filtern und ent­schei­den, ob sie für sich relevant sind. Dieser ge­mein­sa­me Bus er­mög­lich­te Broadcast-Nach­rich­ten, pro­to­kol­lier­te aber auch den gesamten Da­ten­ver­kehr für jedes Mitglied mit – ganz klar eine Si­cher­heits­lü­cke des frühen Ethernets. Daten konnte zwar ver­schlüs­selt, der Da­ten­ver­kehr an sich jedoch nicht in­di­vi­du­ell gesteuert werden. Auch Hubs können diese Si­cher­heits­lü­cke nicht schließen. Abhilfe ver­schaf­fen in modernen Netz­wer­ken Bridges und Switches, mit deren Hilfe ein Ethernet seg­men­tiert werden kann.

Al­ler­dings lösen auch diese Techniken nicht alle Probleme auf. Miss­brauch, z. B. durch MAC-Flooding und MAC-Spoofing, ist weiterhin eine Gefahr für die Sta­bi­li­tät des Netzwerks und die Si­cher­heit kom­mu­ni­zier­ter Da­ten­pa­ke­te. Sicheres Arbeiten in einem Ethernet bedarf daher der seriösen Nutzung aller an­ge­schlos­se­nen Systeme und der re­gel­mä­ßi­gen Da­ten­ana­ly­se (z. B. LAN-Analyse), um theo­re­ti­sche Miss­brauchs­fäl­le und Störungen auf­zu­de­cken.

Solange die Da­ten­men­ge ein Ethernet nicht auslastet, funk­tio­niert es gut. Bei Ka­pa­zi­täts­aus­las­tun­gen von über 50 Prozent kann es al­ler­dings zu Da­ten­staus kommen. Im Verlauf der tech­ni­schen Wei­ter­ent­wick­lung von Personal Computern und dem dabei kon­ti­nu­ier­lich stei­gen­den Da­ten­auf­kom­men mussten auch Ethernet-Netzwerke wei­ter­ent­wi­ckelt werden, um beim Fort­schrei­ten der Technik mit­zu­hal­ten. Switches sorgen etwa für eine ef­fi­zi­en­te­re Ver­tei­lung von Da­ten­pa­ke­ten und ver­rin­gern die Kol­li­si­ons­ge­fahr. Moderne Ka­bel­tech­no­lo­gien wie Twisted Pair und Glasfaser haben höhere Über­tra­gungs­ra­ten, die den modernen An­sprü­chen an ein Netzwerk gerecht werden.

Eine weitere In­no­va­ti­on stellt das „Ethernet Flow Control“ dar. Mit diesem Me­cha­nis­mus kann die Da­ten­über­tra­gung temporär ganz gestoppt werden, um den Da­ten­fluss an anderer Stelle zu er­leich­tern. Im Voll­du­plex­mo­dus ist dies besonders praktisch, wenn ein Netzwerk relativ viele Endgeräte bedient. Dann schneidet die Flow Control bestimmte Mit­glie­der des Netzwerks temporär ab, um die Zu­ver­läs­sig­keit des Netzwerks insgesamt zu op­ti­mie­ren. Al­ler­dings kann es dabei zu Ge­schwin­dig­keits­ein­bu­ßen kommen, die dann mit wiederum anderen Me­cha­nis­men wie dem Trans­mis­si­on Control Protocol ein­ge­dämmt werden können.

Ethernet nutzte früher weit­ge­hend her­kömm­li­che Ko­axi­al­ka­bel. Heut­zu­ta­ge sind Twisted-Pair-Kup­fer­ka­bel und Glas­fa­ser­ka­bel jedoch In­dus­trie­stan­dard und er­mög­li­chen viel schnel­le­re Über­tra­gungs­ra­ten und größere Reich­wei­ten. Ein weiterer Vorteil ist, dass Kup­fer­ka­bel auch an­ge­schlos­se­ne Geräte mit Strom versorgen können. Dieses Verfahren, auch „Power over Ethernet“ (PoE) genannt, er­mög­licht en­er­gie­ef­fi­zi­en­te­re Netzwerke und wird in IEEE 802.3af fest­ge­legt.

Ethernet ent­wi­ckel­te sich aus dem ALOHAnet, einem funk­ba­sier­ten Netzwerk der Uni­ver­si­tät von Hawaii. Im Xerox Palo Alto Research Center arbeitete Visionär Robert Metcalfe bereits in den frühen 1970er Jahren an einer Früh­ver­si­on des ka­bel­ge­bun­de­nen Ethernet-Pro­to­kolls. Dieses sollte zunächst die fir­men­in­ter­ne Arbeit er­leich­tern und dabei aktiv getestet werden. Die Testphase gipfelte 1976 in einer wis­sen­schaft­li­chen Arbeit, die Metcalfe gemeinsam mit David Boggs ver­öf­fent­lich­te. Sie beschrieb lokale Netzwerke ver­bun­de­ner Personal Computer.

1979 gründete Metcalfe seine eigene Firma 3com, um die Ent­wick­lung von Computern und LAN vor­an­zu­trei­ben und das Ethernet als Standard zu eta­blie­ren. Den Durch­bruch schaffte er 1980 mit der Ver­ab­schie­dung des Ethernet 1.0, das dann vom Institute of Elec­tri­cal and Elec­tro­nics Engineers (IEEE) wei­ter­ent­wi­ckelt wurde. Dieser Prozess führte zur Erfindung weiterer Techniken, darunter das Protokoll CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection), das später als IEEE 802.3 bekannt wurde. Ebenso ent­stan­den die weg­wei­sen­den Pro­to­kol­le Token Bus (802.4) und Token Ring (802.5).

Zwischen 1983 und 1986 kamen die In­no­va­tio­nen Che­a­per­net, Ethernet-on-Broadband und das StarLAN dazu, bevor der Ethernet-Standard von vielen Her­stel­ler­fir­men breitere Auf­merk­sam­keit erfuhr. Daraufhin fingen einige kleine Firmen an, Ethernet-Netzwerke am Ar­beits­platz zu nutzen, al­ler­dings noch über te­le­fon­ba­sier­te Vier­draht­lei­tun­gen. Erst Anfang der 1990er Jahre wurden Ethernet-Ver­bin­dun­gen über Twisted-Pair- und Glas­fa­ser­ka­bel ent­wi­ckelt, was 1995 in der Ein­füh­rung des 100-Mbit/s-Standard für Ethernet nach IEEE 80.2.3u gipfelte. Gleich­zei­tig wurde ein Standard für Wireless-LAN (802.11) ver­ab­schie­det. 1995 gilt daher mit als Ge­burts­jahr des modernen Internets.