IEEE 802.3u / Fast-Ethernet

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Beschreibung

Fast-Ethernet / IEEE 802.3u Fast-Ethernet gehört zu einer Familie von Netzwerktechniken, die vorwiegend in lokalen Netzwerken zum Einsatz kommen. Ethernet ist aber auch für die Verbindung großer Netzwerke geeignet. Fast-Ethernet ist sowohl für Glasfaserkabel und Twisted-Pair-Kabel entwickelt und spezifiziert. Die verschiedenen Fast-Ethernet-Varianten erlauben die Übertragung von Daten mit 100 MBit/s (vollduplex).

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Was lernen Sie in diesem Kurs?

Switch

Themenkreis

Fast-Ethernet-Anschluss

In der Regel haben alle Computer, egal ob PC oder Notebook eine Ethernet-Schnittstelle, die sowohl 10Base-T als auch 100Base-TX (Fast-Ethernet) beherrscht. Manchmal sogar Gigabit-Ethernet. Der Spitzendurchsatz von 100 MBit/s entspricht rund 10 MByte/s.

IEEE 802.3x / Flow Control

Weil Fast-Ethernet in der Regel im Vollduplex-Modus arbeitet und damit auf CSMA/CD verzichtet, ist eine zusätzliche Flusskontrolle erforderlich.
Der Grund: Wenn eine Ethernet-Station zu viele Datenpakete bekommt, dann besteht die Gefahr, dass die Datenpakete teilweise verworfen werden. Mit einer Flusskontrolle kann die Station der Gegenstelle signalisieren, eine Sendepause einzulegen. Die betroffene Station schickt dem Verursacher ein PAUSE-Paket. Entweder an eine spezielle Multicast-MAC-Adresse oder direkt an die MAC-Adresse des Verursachers. Im PAUSE-Paket steht dann die gewünschte Wartezeit.
Beispiel: Ein Switch hat 32 Gigabit-Ports, aber nur 10 GBit/s interne Bandbreite. Mit einem PAUSE-Paket kann der Switch den Stationen mitteilen, dass sie mit einer geringeren Übertragungsrate senden sollen. Wenn die Stationen sich daran halten, dann verwirft der Switch weniger Datenpakete. So wird verhindert, dass das Netzwerk mit wiederholt gesendeten Datenpaketen überflutet wird.

Broadcastdomäne

Dank Punkt-zu-Punkt-Verbindung und Flow Control spielt das Thema Kollisionen und Kollisionsdomäne bei Ethernet keine Rolle mehr. Allerdings spricht man bei Fast Ethernet noch von einer Broadcastdomäne.
Broadcasting ist das Verhalten eines Switches, um unbekannte Empfänger zu ermitteln. Bekommt ein Switch ein Datenpaket, dessen Empfänger er keinem Port zuordnen kann, dann verhält der Switch sich für dieses eine Paket wie ein Hub und sendet es an alle Ports. Das heißt, er sendet einen Broadcast bzw. er broadcastet. In der Regel kommt dann auf einem Port das Antwortpaket und der Switch weiß dann, an welchen Port er alle weiteren Pakete schicken soll.
Die Reichweite des Broadcastings bezeichnet man als Broadcastdomäne. Sie umfasst alle Stationen auf Schicht 1 und 2.
Die Broadcastdomäne endet dort, wo der Übergang in ein anderes Netzwerk über ein anderes Protokoll erfolgt. In der Regel an einem Router.

Auto-Negotiation

Mit Auto-Negotiation können Ethernet-Stationen automatisch die Ethernet-Variante der Station am anderen Ende der Leitung erkennen. Häufig wird Auto-Negotiation auch als Auto-Sensing bezeichnet. Dieser Begriff ist allerdings missverständlich und sollte daher nicht verwendet werden.
Auto-Negotiation wurde deshalb notwendig, weil der Umstieg von 10Base-T auf 10Base-TX in der Regel in einem Mischbetrieb endete. Aus diesem Grund beherrschen Fast-Ethernet-Komponenten durchgängig Auto-Negotiation.

Um Probleme mit Auto-Negotiation zu vermeiden, sollte man die Netzwerk-Stationen entweder mit Auto-Negotiation betreiben oder auf eine feste Übertragungsart einstellen. Probleme treten in der Regel nur dann auf, wenn man Vollduplex- und Halbduplex-fähige Komponenten mischt.
Bei den Glasfaser-Varianten ist Auto-Negotiation nicht definiert. Hier muss man Voll- oder Halbduplex manuell einstellen.

Übertragungstechnik

Fast-Ethernet ist die Weiterentwicklung des Ethernet-Standards 10Base-T, um über Twisted-Pair-Kabel 100 MBit/s zu übertragen. Durch den Leitungscode 4B5B wird die Übertragungsrate von 10 MBit/s auf 100 MBit/s angehoben. Dabei werden 4 Bit binäre Dateninformationen in 5 Bit binäre Übertragungsinformationen codiert. Die Reichweite ist wie bei 10Base-T auf 100 Meter beschränkt.

Übersicht: Ethernet-Technik
  • IEEE 802.3 / Ethernet Grundlagen
  • CSMA/CD und Kollisionen
  • Ethernet-Frame
  • MAC-Adresse
Weitere verwandte Themen:
  • Ethernet-Standards
  • IEEE 802.3z / Gigabit-Ethernet
  • IEEE 802.3an / 10-Gigabit-Ethernet
  • IEEE 802.3ba / 40- und 100-Gigabit-Ethernet
  • Twisted-Pair-Kabel
  • RJ45-Stecker für Ethernet (Netzwerkkabel)
  • Crossover-Kabel für (Gigabit-) Ethernet (RJ45)

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