Ethernet Definition Ethernet Ethernet ist eine Technologie, die Software (Protokolle usw.) und Hardware (Kabel, Verteiler, Netzwerkkarten usw.) für kabelgebundene Datennetze spezifiziert, welche ursprünglich für lokale Datennetze (LANs) gedacht war und daher auch als LAN-Technik bezeichnet wird. Sie ermöglicht den Datenaustausch in Form von Datenframes zwischen den in einem lokalen Netz (LAN) angeschlossenen Geräten (Computer, Drucker und dergleichen). Auszug aus dem Ethernet-Wikipedia-Artikel Erste Planungsskizze zu Ethernet vom Erfinder Robert Metcalf. OSI-Modell Schicht VII Anwendungsschicht (Application) Schicht VI Darstellungsschicht (Presentation) Schicht V Kommunikationsschicht (Session) Schicht IV Transportschicht (Transport) Schicht III Vermittlungsschicht (Network) Schicht II Sicherungsschicht (Data Link) Schicht I Physikalische Schicht (Physical) OSI-Modell Schicht VII Anwendungsschicht (Application) Schicht VI Darstellungsschicht (Presentation) Schicht V Kommunikationsschicht (Session) Schicht IV Transportschicht (Transport) Schicht III Vermittlungsschicht (Network) Schicht II Sicherungsschicht (Data Link) Schicht I Physikalische Schicht (Physical) Ethernet OSI-Modell Schicht VII Anwendungsschicht (Application) Schicht VI Darstellungsschicht (Presentation) Schicht V Kommunikationsschicht (Session) Schicht IV Transportschicht (Transport) Schicht III Vermittlungsschicht (Network) Schicht II Sicherungsschicht (Data Link) Schicht I Physikalische Schicht (Physical) TCP/IP Ethernet OSI-Modell Schicht VII Anwendungsschicht (Application) Schicht VI Darstellungsschicht (Presentation) Schicht V Kommunikationsschicht (Session) Schicht IV Transportschicht (Transport) Schicht III Vermittlungsschicht (Network) Schicht II Sicherungsschicht (Data Link) Schicht I Physikalische Schicht (Physical) HTTP,FTP,SMTP… TCP/IP Ethernet Ethernet ist nicht gleich Ethernet 10GBase-LW4 10Base-FB 100 Base-T 100Base-T4 10Base-FP 1000Base-ZX 10 Base2 10GBase-EW 1000Base-LX 10Base-SX Ethernet ist nicht gleich Ethernet 10GBase-LW4 10Base-FB 100 Base-T 100Base-T4 10Base-FP 1000Base-ZX 10 Base2 10GBase-EW 1000Base-LX 10Base-SX Ethernet ist nicht gleich Ethernet 100 Base-T Übertragungsgeschwindigkeit Übertragungsverfahren Kabel- und Stecker Ethernet ist nicht gleich Ethernet Ethernet mit 10 MBit/s 100 MBit/s 1000 MBit/s 10 GBit/s 10Base5 100Base-TX 1000Base-T 10GBase-T 10Base2 100Base-T4 1000Base-SX 10GBase-CX4 10Base-T 100Base-T2 1000Base-LX 10GBase-LX4 10Base-FL 100Base-FX 1000Base-LH 10GBase-LW4 10Base-FB 1000Base-ZX 10GBase-SR 10Base-FP 1000Base-CX 10GBase-LR 10Base-SX 10GBase-ER 10GBase-SW 10GBase-LW 10GBase-EW Ethernet ist nicht gleich Ethernet Ethernet mit 10 MBit/s 100 MBit/s 1000 MBit/s 10 GBit/s 10Base5 100Base-TX 1000Base-T 10GBase-T 10Base2 100Base-T4 1000Base-SX 10GBase-CX4 10Base-T 100Base-T2 1000Base-LX 10GBase-LX4 10Base-FL 100Base-FX 1000Base-LH 10GBase-LW4 10Base-FB 1000Base-ZX 10GBase-SR 10Base-FP 1000Base-CX 10GBase-LR 10Base-SX 10GBase-ER 10GBase-SW Twisted-Pair-Kabel 10GBase-LW 10GBase-EW Ethernet ist nicht gleich Ethernet Ethernet mit 10 MBit/s 100 MBit/s 1000 MBit/s 10 GBit/s 10Base5 100Base-TX 1000Base-T 10GBase-T 10Base2 100Base-T4 1000Base-SX 10GBase-CX4 10Base-T 100Base-T2 1000Base-LX 10GBase-LX4 10Base-FL 100Base-FX 1000Base-LH 10GBase-LW4 10Base-FB 1000Base-ZX 10GBase-SR 10Base-FP 1000Base-CX 10GBase-LR 10Base-SX 10GBase-ER 10GBase-SW Koaxialkabel Twisted-Pair-Kabel 10GBase-LW 10GBase-EW Ethernet ist nicht gleich Ethernet Ethernet mit 10 MBit/s 100 MBit/s 1000 MBit/s 10 GBit/s 10Base5 100Base-TX 1000Base-T 10GBase-T 10Base2 100Base-T4 1000Base-SX 10GBase-CX4 10Base-T 100Base-T2 1000Base-LX 10GBase-LX4 10Base-FL 100Base-FX 1000Base-LH 10GBase-LW4 10Base-FB 1000Base-ZX 10GBase-SR 10Base-FP 1000Base-CX 10GBase-LR 10Base-SX 10GBase-ER 10GBase-SW Koaxialkabel Twisted-Pair-Kabel Glasfaserkabel 10GBase-LW 10GBase-EW Schicht 1 – Kabel und Stecker 10Base5 Koaxialkabel mit T-Stück und Abschlusswiderstand Schicht 1 – Kabel und Stecker 10Base5 Koaxialkabel mit T-Stück und Abschlusswiderstand 100Base-TX Twisted-Pair Kabel mit RJ-45 Stecker Schicht 1 – Kabel und Stecker 10Base5 Koaxialkabel mit T-Stück und Abschlusswiderstand 100Base-TX Twisted-Pair Kabel mit RJ-45 Stecker 1000Base-SX Glasfaserkabel Schicht 1 - Topologie 10Base2, 10Base5: Ring-Topologie Schicht 1 - Topologie 10Base2, 10Base5: Ring-Topologie Praktisch alle anderen Ethernet-Varianten: Stern-Topologie Schicht 1 - Bitübertragungsverfahren Basisbandübertragung 10 Mbit/s Signalübertragung mit 10 MHz Schicht 1 - Bitübertragungsverfahren Basisbandübertragung Gleichzeitiges Senden mehrerer Netzteilnehmer über das gleiche Medium nur über Zeitmultiplexing. 10 Mbit/s Signalübertragung mit 10 MHz Schicht 1 - Bitübertragungsverfahren Breitbandübertragung Schicht 1 - Bitübertragungsverfahren Breitbandübertragung Gleichzeitiges Senden mehrerer Netzteilnehmer über das gleiche Medium durch Frequenzmultiplexing. Einsatz im Fernsehnetz oder DSL. Schicht 1 - Leitungskodierung 10Base-T: Manchester-Kodierung Schicht 1 - Leitungskodierung 10Base-T: Manchester-Kodierung 100Base-TX: 4B5B + MLT3 Schicht 1 - Leitungskodierung 10Base-T: Manchester-Kodierung Achtung: Ethernet überträgt asynchron. Die Leitungskodierung muss daher eine Taktrückgewinnung ermöglichen! 100Base-TX: 4B5B + MLT3 Schicht 2 - Ethernet-Frame TCPHeader TCP-DATA TCP-frame IPHeader IP-DATA IP-frame EthernetHeader Ethernet-DATA Ethernetframe CRC Schicht 2 - Ethernet-Frame Präampel Zieladresse Quelladresse Typ Daten CRC Schicht 2 - Ethernet-Frame 8 Byte Präampel 10101010 10101010 Zieladresse 10101010 Quelladresse 10101010 Typ 10101010 Daten 10101010 CRC 10101010 10101011 Schicht 2 - Ethernet-Frame 8 Byte Präampel 10101010 10101010 Zieladresse 10101010 Quelladresse 10101010 Typ 10101010 Die ersten 7 Byte dienen zum Aufwecken und Synchronisieren des Empfängers. Das Byte 8 warnt vor: „Jetzt kommt wichtiges Zeug!“ Daten 10101010 CRC 10101010 10101011 Schicht 2 - Ethernet-Frame 8 Byte Präampel 6 Byte Zieladresse 6 Byte Quelladresse Typ Daten CRC Quell- und Zieladresse entsprechen den LAN-Adressen (MAC-Adressen) Von Sender und Empfänger. Beispiel: 5A-3B-CC-08-13-F1 Schicht 2 - Ethernet-Frame 8 Byte Präampel 6 Byte Zieladresse 6 Byte Quelladresse Typ Daten CRC Quell- und Zieladresse entsprechen den LAN-Adressen (MAC-Adressen) Von Sender und Empfänger. Beispiel: 5A-3B-CC-08-13-F1 Physikalische Adresse == Zieladresse Rahmen an Vermittlungsschicht weitergeben Physikalische Adresse != Zieladresse Rahmen verwerfen Schicht 2 - Ethernet-Frame 8 Byte Präampel Typfeld 6 Byte Zieladresse 6 Byte 2 Byte QuellTyp adresse IP Internet Protocol, Version 4 (IPv4) 0x0806 Address Resolution Protocol (ARP) 0x0842 0x8100 0x8137 0x8138 Wake on LAN (WoL) Reverse Address Resolution Protocol (RARP) AppleTalk (EtherTalk) Appletalk Address Resolution Protocol (AARP) VLAN Tag (VLAN) Novell IPX (alt) Novell 0x86DD IP Internet Protocol, Version 6 (IPv6) 0x8863 0x8864 PPPoE Discovery PPPoE Session 0x809B 0x80F3 CRC Protokoll 0x0800 0x8035 Daten Das Typ-Feld gibt Auskunft über das verwendete Protokoll der nächsthöheren Schicht innerhalb der Nutzdaten. Schicht 2 - Ethernet-Frame 8 Byte Präampel 6 Byte Zieladresse 6 Byte 2 Byte QuellTyp adresse Daten CRC Daten werden bei Ethernet mit dem niederwertigsten Bit zuerst übertragen. 0xD5 entspricht der Bitsequenz Übertragung: 1010 1011 1101 0101 Schicht 2 - Ethernet-Frame 8 Byte Präampel 6 Byte Zieladresse 6 Byte 2 Byte QuellTyp adresse Daten Signifikante Bits für Berechnung von 32-Bit-CRC-Code Generator für CRC-32: 0x04C11DB7 CRC Schicht 2 - Mehrfachzugriffsprotokoll Ethernet verwendet das Zufallszugriffsprotokoll CSMA/CD. CSMA = Carrier-Sense-Multiple-Access CD = Collision-Detection Wie erkennt der Sender Kollisionen? Messung der Leitung und Abgleich mit dem eigenen Sendesignal. Wie erkennt der Sender Kollisionen? Messung der Leitung und Abgleich mit dem eigenen Sendesignal. Warum ist ein JAM-Signal nötig? Damit jeder Adapter von der Kollision erfährt. 110100100100010 A 110 B Wie erkennt der Sender Kollisionen? Messung der Leitung und Abgleich mit dem eigenen Sendesignal. Warum ist ein JAM-Signal nötig? Damit jeder Adapter von der Kollision erfährt. 110100100100010 A 110 B Wie wird die Backoff-Zeit bestimmt? z.B. über eine Berechnung, basierend auf der MAC-Adresse des Adapters. Hub, Bridge, Switch Ein Hub/Repeater verstärkt die einkommenden Signale und leitet sie an alle Ports weiter. Ein Hub arbeitet nur auf Schicht 1! Hub, Bridge, Switch Eine Bridge ist ein Hub mit Gedächtnis. Er verbindet zwei LAN-Segmente miteinander und merkt sich deren MAC-Adressen. Frames werden nur in das entsprechende LAN-Segment weitergeleitet, wenn sich das Ziel des Frames dort befindet. Ein Bridge arbeitet auf Schicht 2! Hub, Bridge, Switch Ein Switch ist ein Bridge mit mehreren Ports (Multiport-Bridge). Ein Switch legt dazu eine Tabelle an, in der zu jedem Port die MACAdresse des angeschlossenen Adapters gespeichert wird. Hub, Bridge, Switch Frames können durch den Einsatz von Switches zielgerichtet transportiert werden! Ein Switch ist ein Bridge mit mehreren Ports (Multiport-Bridge). Ein Switch legt dazu eine Tabelle an, in der zu jedem Port die MACAdresse des angeschlossenen Adapters gespeichert wird.