Ethernet ist die am häufigsten verwendete Methode zur Einrichtung einer lokalen Netzwerkverbindung (LAN) zwischen Computern und Geräten. Wenn Sie sich mit einem Kabel mit dem Internet oder dem Büronetzwerk verbinden, nutzen Sie sehr wahrscheinlich Ethernet.
In diesem Artikel erklären wir, was Ethernet ist, wie es funktioniert und welche Hauptkomponenten es beinhaltet. Sie erfahren außerdem mehr über seine Vorteile, Hochgeschwindigkeitsfähigkeiten, mögliche Nachteile und typische Anwendungsbereiche.
Inhalt:
Was ist Ethernet?
Das Ethernet-Protokoll ist eine bewährte Technologie zur Einrichtung lokaler Netzwerke (LANs), die einen sicheren und effizienten Datenaustausch ermöglicht. Oft stellt sich die Frage: Ist Ethernet das Gleiche wie LAN? Nicht ganz. Ethernet ist die Technologie, die LANs überhaupt erst ermöglicht. Es wurde in den 1970er-Jahren von Xerox entwickelt und hat sich von Koaxialkabeln und Hubs zu modernen Twisted-Pair- und Glasfaserkabeln mit intelligenten Netzwerkswitches weiterentwickelt.
Ist Ethernet ein Protokoll oder ein Kabel? Je nach Kontext kann es beides sein. Generell handelt es sich bei Ethernet um ein zentrales Netzwerkprotokoll, das steuert, wie Geräte miteinander kommunizieren. Es wurde vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) unter dem Protokoll 802.3 standardisiert. Ethernet arbeitet auf Ebene 2 (Sicherungsschicht) des OSI-Modells und wird häufig mit dem TCP/IP-Protokollstapel kombiniert, der auf Ebene 3 und 4 funktioniert. Ethernet sorgt für die Datenübertragung in Form von Frames, während die IP-Schicht diese in kleinere Pakete aufteilt, um sie effizient zu übertragen.
Vorteile und Nachteile von Ethernet
Vorteile: ✔
✅ Kostengünstig: Günstiger als viele andere Netzwerklösungen.
✅ Schnell & zuverlässig: Bietet stabile und schnelle Verbindungen.
✅ Sicher: Unterstützt Verschlüsselung und Firewalls für mehr Schutz.
✅ Unempfindlich gegenüber Störungen: Arbeitet stabil ohne Unterbrechungen.
✅ Kompatibel: Funktioniert mit älteren und neuen Geräten problemlos.
Nachteile: ✖
❌ Begrenzte Reichweite: Ideal für Verbindungen über kurze Distanzen.
❌ Weniger mobil: Kabelverbindungen schränken Flexibilität und Beweglichkeit ein.
❌ Störanfällige Kabel: Schlechte oder beschädigte Kabel können die Verbindung beeinträchtigen.
Wie funktioniert Ethernet?
Ethernet überträgt Daten in sogenannten Frames über Kabelverbindungen, wobei MAC-Adressen zur Identifikation von Geräten verwendet werden. Es arbeitet auf der physikalischen und der Sicherungsschicht des OSI-Modells, um eine effiziente und stabile Kommunikation zu gewährleisten.
- Datenübertragung: Switches leiten Frames mit Nutzdaten, MAC-Adressen und Fehlerprüfung (FCS) an das richtige Zielgerät weiter. Im Vollduplex-Modus ist gleichzeitiges Senden und Empfangen möglich, was Kollisionen verhindert.
- Geschwindigkeit & Standards: Ethernet unterstützt Übertragungsraten von 10 Mbit/s bis 100 Gbit/s gemäß dem IEEE-Standard 802.3.
- Fehlererkennung: Die Frame Check Sequence (FCS) sorgt für Datenintegrität, indem sie Fehler erkennt und eine erneute Übertragung anstößt.
Dank seiner Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Skalierbarkeit ist Ethernet nach wie vor die führende kabelgebundene Netzwerktechnologie.
Ethernet-Komponenten
Ethernet basiert auf mehreren wichtigen Komponenten, die zusammenarbeiten, um eine effiziente kabelgebundene Kommunikation zu ermöglichen. Sie gewährleisten eine reibungslose Datenübertragung, Zuverlässigkeit und Verwaltung der Netzwerkverbindung. Zu den Schlüsselkomponenten gehören Kabel, Netzwerkkarten (NICs), Switches, Router und Datenrahmen – alle sind essenziell, um Datenintegrität zu sichern und die Netzwerkauslastung zu optimieren.
- Netzwerkkarten (NICs): Auch Netzwerkadapter genannt. Sie befinden sich in Geräten wie Druckern, Computern oder Servern und ermöglichen den Anschluss an das Ethernet-Netzwerk.
- Ethernet-Kabel: Diese Kabel verbinden Geräte physisch mit dem Netzwerk. Gängige Typen sind:
- ⚬ Cat5e und Cat6: Twisted-Pair-Kabel, die häufig für Gigabit-Ethernet verwendet werden.
- ⚬ Glasfaserkabel: Für schnelle Datenübertragung über größere Entfernungen.
- Ethernet-Ports und -Buchsen:
- ⚬ Ports: In Geräten verbaute Buchsen für RJ45-Anschlüsse.
- ⚬ Buchsen: Wandanschlüsse für Ethernet-Verbindungen, meist in Büroräumen zu finden.
- Switches: Verbinden mehrere Geräte im Netzwerk und leiten Daten gezielt weiter – das minimiert Kollisionen und erhöht die Effizienz.
- Hubs: Ältere Geräte, die Daten an alle angeschlossenen Geräte senden – weniger effizient als Switches.
- Router: Verbinden das lokale Ethernet-Netzwerk mit anderen Netzwerken (z. B. dem Internet). Sie übernehmen Routing, IP-Zuweisung und Netzwerksicherheit.
Dank dieser standardisierten Komponenten sind Ethernet-Netzwerke in der Regel „Plug-and-Play“ – sie benötigen kaum Einrichtung und bieten dennoch zuverlässige Verbindungen.
Wofür wird Ethernet verwendet?
Aufgrund seiner weiten Verbreitung und Kosteneffizienz im Vergleich zu Alternativen wie IBM’s Token Ring hat sich Ethernet weiterentwickelt und bietet heute deutlich höhere Leistung bei gleichzeitiger Abwärtskompatibilität. Es bleibt die bevorzugte Lösung gegenüber drahtlosen Netzwerken – insbesondere in Umgebungen, in denen schnelle, stabile und sichere Datenübertragung gefragt ist. Dazu gehören etwa großflächige IT-Infrastrukturen, der Umgang mit sensiblen Daten oder Systeme, bei denen eine unterbrechungsfreie Verbindung entscheidend ist.
Ethernet-Anwendungen mit USB Network Gate
Ethernet sorgt für ein stabiles und leistungsstarkes Netzwerk in der industriellen Automatisierung und ermöglicht eine präzise Kommunikation zwischen Sensoren, Steuerungen und Aktoren. Mit USB Network Gate können Sie USB-verbundene Industriegeräte aus der Ferne steuern, was die Überwachung und Kontrolle in Produktionsumgebungen effizienter macht. Hier sind einige besonders interessante Anwendungsbeispiele:
- Echtzeit-Patientenüberwachung
Ethernet bietet latenzarme und sichere Verbindungen für die Videoüberwachung von Patienten in Echtzeit – so können medizinische Fachkräfte schnell reagieren. USB Network Gate erlaubt zudem eine zentrale Verwaltung angeschlossener medizinischer Geräte wie Monitore und Diagnoseinstrumente, was die Effizienz im Gesundheitswesen steigert.
- Nahtloser USB-Durchgriff zu Cloud-Desktops über Ethernet
Ethernet ermöglicht schnelle und zuverlässige Verbindungen für das Umleiten von USB-Geräten zu virtuellen Cloud-Desktops. Mit USB Network Gate können Sie und andere Benutzer USB-Peripheriegeräte wie Drucker oder Laufwerke remote steuern und nutzen – ganz ohne Verzögerung.
- USB-Geräte auf einem Thin Client über Ethernet nutzen
Thin Clients sind auf Ethernet angewiesen, um effizient auf Serverressourcen zuzugreifen. Mit USB Network Gate können Sie USB-Geräte wie Tastaturen oder USB-Sticks aus der Ferne verwenden – mit derselben Funktionalität wie bei einer lokalen Verbindung.
- Fernfahrzeugdiagnose über Ethernet-Verbindung
Techniker können über Ethernet eine Ferndiagnose an Fahrzeugen durchführen, indem USB-Diagnosetools mit dem Netzwerk verbunden werden. Mit USB Network Gate lassen sich Diagnosedaten zuverlässig abrufen, was eine schnelle und präzise Fehlerbehebung ermöglicht.
