Auf welcher Schicht des OSI-Modells arbeitet eine Brücke?

Eine Brücke arbeitet auf Layer 2 (Sicherungsschicht). Sie leitet Daten anhand der physischen MAC-Zieladresse weiter.

Was ist der Unterschied zwischen einem Repeater und einer Brücke?

Ein Repeater verbindet Segmente physikalisch, ohne den Datenverkehr zu filtern. Eine Brücke leitet Daten dagegen gezielt weiter und trennt so die Kollisionsdomänen.

Ethernet: Standards, Geschwindigkeiten und Netzwerkkomponenten erklärt

Q: Welche Übertragungsgeschwindigkeit hat Fast Ethernet?

Fast Ethernet erhöhte die Datenrate auf 100 Mbit/s. Der Standard ist vollständig kompatibel zum klassischen Ethernet.

Zusammenfassung

Der Text beschreibt die Entwicklung der Ethernet-Standards von 10 Mbit/s über Fast Ethernet und Gigabit Ethernet bis 10 Gigabit Ethernet. Außerdem erklärt er Segmentierung und Kollisionsdomänen sowie die Netzwerkkomponenten Brücke (Bridge) und Switch. Lernende erfahren, welche Gemeinsamkeiten die Standards haben und wie Brücken und Switches den Datenverkehr gezielt weiterleiten.

Kernpunkte

Ethernet mit 10 Mbit/s wurde als IEEE 802.3 standardisiert.
Fast Ethernet erreicht 100 Mbit/s und ist mit klassischem Ethernet kompatibel.
Gigabit Ethernet erreicht 1 Gbit/s; 10 Gigabit Ethernet erreicht 10 Gbit/s.
Alle Ethernet-Varianten verwenden 48-Bit-MAC-Adressen und dasselbe Frame-Format.
Autonegotiation handelt die Geschwindigkeit bei Fast Ethernet und Gigabit Ethernet automatisch aus.
Ein Repeater verbindet Segmente, ohne den Datenverkehr zu filtern, und bildet so eine einzige Kollisionsdomäne.
Brücken und Switches arbeiten auf Layer 2 und leiten Daten anhand der MAC-Zieladresse weiter.

Stellen Sie sich auf die Probe

Ethernet: Standards und Geschwindigkeiten

Ethernet (10 Mbit/s)

Die ersten Ethernet-Versionen erreichten eine Übertragungsgeschwindigkeit von 10 Mbit/s und wurden als Standard IEEE 802.3 festgelegt. Die Implementierung erfolgt über 2 Kabel (Cat-5-UTP für 100Base-TX oder Glasfaserkabel für 100Base-FX) oder über 4 Kabel (Cat-3-UTP für 100Base-T4).

Fast Ethernet (100 Mbit/s)

Fast Ethernet erhöhte die Datenrate auf 100 Mbit/s. Der Standard ist vollständig kompatibel zum klassischen Ethernet: Es werden dieselben 48-Bit-MAC-Adressen und dasselbe Frame-Format verwendet, und die Mindest- und Maximallänge der Frames bleibt gleich. Zusätzlich wird eine Autonegotiation bereitgestellt, die die Geschwindigkeit automatisch aushandelt. Die Topologie kann Punkt-zu-Punkt oder Punkt-zu-Mehrpunkt sein, abhängig von der Anzahl der Stationen im Netz. Die Implementierung erfolgt über 2 Kabel (LWL mit 100Base-SX (Kurzwelle) oder 100Base-LX (Langwelle) oder STP mit 100Base-SX) oder über 4 Kabel (UTP-5 mit 100Base-TX).

Gigabit Ethernet (1000 Mbit/s)

Gigabit Ethernet steigerte die Übertragungsrate auf 1 Gbit/s. Der Standard ist kompatibel zu Standard-Ethernet und Fast Ethernet. Er verwendet dieselben 48-Bit-MAC-Adressen und dasselbe Frame-Format sowie dieselben Mindest- und Maximallängen. Auch hier wird eine Autonegotiation wie bei Fast Ethernet unterstützt. Die Topologie kann Punkt-zu-Punkt oder Punkt-zu-Mehrpunkt sein.

10 Gigabit Ethernet (10 Gbit/s)

Bei 10 Gigabit Ethernet wurde die Datenrate auf 10 Gbit/s erhöht. Der Standard ist kompatibel zu Standard-Ethernet, Fast Ethernet und Gigabit Ethernet und verwendet dieselben 48-Bit-MAC-Adressen sowie dasselbe Frame-Format. Diese Technik ermöglicht die Verbindung bestehender LANs mit dem Metropolitan Area Network (MAN) oder dem Wide Area Network (WAN). Die Kompatibilität mit WAN-Technologien wie Frame Relay und ATM wird dadurch gewährleistet. Für große Entfernungen werden Glasfaserkabel verwendet. Es gibt drei Implementierungen: 10GBASE-S, 10GBASE-L und 10GBASE-E.

Netzwerkkomponenten: Segmentierung und Kollisionsdomänen

Die Segmentierung unterteilt ein Netzwerk in mehrere Kollisionsdomänen. Geräte wie Repeater verbinden Segmente physikalisch, ohne den Datenverkehr zu filtern. Dadurch entsteht eine einzige Kollisionsdomäne: Senden zwei Geräte gleichzeitig, kommt es zu einer Kollision, und keines der Pakete kann korrekt übertragen werden.

Brücke (Bridge)

Eine Brücke arbeitet auf Layer 2 (Sicherungsschicht) des OSI-Modells. Sie verbindet zwei Segmente eines Netzwerks und leitet Daten anhand der physischen Zieladresse (MAC-Adresse) gezielt weiter. Dazu führt sie eine Tabelle mit den MAC-Adressen der an jedem Segment angeschlossenen Knoten. Erkennt die Brücke, dass ein Knoten Daten übermittelt, die für ein anderes Segment bestimmt sind, leitet sie diese weiter, sodass die Kollisionsdomänen getrennt bleiben. Brücken benötigen keine manuelle Konfiguration. Dadurch wird die Leistung des Netzwerks verbessert, da unnötiger Datenverkehr reduziert wird.

Switch

Ein Switch (Schalter) ist ein digitales Gerät zur Verbindung von Netzwerken, das ebenfalls auf Layer 2 arbeitet. Seine Funktion entspricht der einer Brücke mit mehreren Segmenten: Er leitet Daten gezielt anhand der MAC-Zieladresse an den richtigen Port weiter. Switches werden verwendet, um mehrere Netzwerke zu verbinden, und tragen durch Filterung sowie Sicherheitsfunktionen zur Leistungssteigerung lokaler Netzwerke (LANs) bei.