Ein Streifzug durch Geschichte und Zukunft des Ethernet

Jeder Admin, der sich schon eine Weile durchs Berufsleben schlägt, erinnert sich noch daran, wie es war, wenn Anwender Anfang der 90er Jahre eine Netzwerkstörung meldeten. Mit dem Vielfachmesser in der Hand sprintete er auf der Etage ungefähr in die Mitte des Gangs, suchte dort hinter dem Schreibtisch das Koaxkabel, trennte es am T-Stück auf, dort wo es zum Transceiver des Rechners abzweigt, terminierte eine Seite und maß in Richtung des anderen Endes.

Dort musste das Kabel ebenfalls mit einem 50-Ohm-Widerstand abgeschlossen sein, was die Messung zu bestätigen hatte. War der Widerstand stattdessen unendlich, war das Kabel irgendwo offen und man konnte durch geduldiges, schrittweises Halbieren der Kabellänge im gestörten Segment die Fehlerstelle einkreisen. Ebenso spürte er einen Kurzschluss auf. Ein paar T-Stücke und Endwiderstände mit den charakteristischen BNC-Bajonettsteckern hatte damals jeder Netzwerker in der Hosentasche, denn derlei Probleme waren ziemlich häufig.

Historie

Ungeachtet ihrer Fehleranfälligkeit hatte die damals übliche Bus-Topologie der Verkabelung aber auch einen Vorteil. Weil alle Geräte unmittelbar am Netzwerkstrang hingen, waren aktive Komponenten wie Hubs oder Switches unnötig, was zu dieser Zeit viel Geld sparte. Einzige Ausnahme: Überschritt der Strang eine Länge von 185 Metern, was in größeren Gebäuden nicht selten vorkam, dann brauchte man Repeater für die Signalverstärkung unterwegs.

Diese Spielart, das so genannte Thin Ethernet, mit seinem technischen Namen 10Base2, war bereits die zweite Ethernet-Generation. Die erste, Thick Ethernet (10Base5), nach dem dicken, häufig gelben Kabel zuweilen auch Yellow Ethernet genannt, gab es ab Mitte der 70er Jahre.

Nachdem gegen Ende des Jahrzehnts ein gewisser Robert Metcalf, der spätere 3Com-Gründer, DEC, Intel und Xerox davon überzeugt hatte, Ethernet per Default zu verwenden (DIX-Standard), begann der Siegeszug dieser Netzwerktechnik (Abbildung 1). Die Arbeitsgruppe 802 des IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) entwickelte ab 1980 einen Standard, den sie 1983 veröffentlichte; 1985 übernahm ihn die ISO.

T-Stücke waren zur Zeit des gelben Ethernet noch nicht erfunden, die Transceiver durchbohrten im Abstand von mindestens zweieinhalb Metern direkt die Isolation des Kabels. Ein ausgefallener Rechner konnte so allerdings das gesamte Netz lahmlegen. Ein Grund, weshalb ab 1983 das außerdem billigere 10Base2 (Cheapernet) das Rennen machte.

Abbildung 1: Nicht nur in Rechenzentren und Büros setzt sich Ethernet immer mehr durch, auch in der Industrie, wo besondere Anforderungen herrschen. Im Bild Switches für raue Einsatzbedingungen von Brad Communications.

Die neue Technik stand in Konkurrenz zu Token Ring und Arcnet, die beide Schreibrechte mit Hilfe eines Token steuerten, das eine Station zur nächsten weiterreicht. Da bei diesem System nur der Besitzer des Token schreiben darf, entstehen keine Kollisionen, wie sie für das frühe Ethernet typisch sind, denn es gibt keine gleichzeitigen Sendeversuche mehrerer Stationen.

Die Token-Netze erreichten deshalb im Vergleich mit dem damaligen ungeswitchten Ethernet bei gleichen oder sogar niedrigeren Übertragungsraten einen höheren Durchsatz. Ein 4-MBit/s-Token-Ring oder -Arcnet war mindestens so schnell wie 10-MBit/s-Ethernet.

Twisted Pair

Dennoch setzte sich bald Ethernet auf breiter Front durch. Einfache Handhabung, gute Ausfallsicherheit und günstige Komponenten lieferten den Schlüssel zum Erfolg. Die nächste Etappe hieß 10BaseT. Zusammen mit den heute noch üblichen Kabeln mit verdrillten Adernpaaren und RJ45-Steckern hielt in den 90er Jahren auch eine neue Topologie Einzug, die sternförmige Verkabelung mit einem Hub, später nur noch mit Switch. Der schaltet virtuelle Direktverbindungen zwischen den Netzteilnehmern und eliminiert so die Kollisionen.

Der damit erzielbare Geschwindigkeitsgewinn reichte jedoch ebenfalls schon bald nicht mehr. Auf den Twisted-Pair-Standard 1991 folgte 1995 Ethernet über Glasfaser 10BaseF. Aber auch diese Technologie arbeitete nach wie vor mit 10 MBit/s. Um die nächste Stufe entbrannte ein Machtkampf. Auf der einen Seite standen HP und AT&T, die einen 100BaseVG (802.12, AnyLAN) genannten neuen Standard favorisierten.

Mit ihm sollte es möglich sein, über billige CAT-3-Kabel, wie sie besonders in den USA großflächig verlegt waren, mit 100 MBit/s zu kommunizieren. Die Stationen mussten dafür allerdings ein neues Zugriffsverfahren lernen, bei dem sie ihre Sendewünsche einem zentralen Hub mitzuteilen hatten, der ihre Reihenfolge steuerte und so Kollisionen vermied.

Diesem Vorschlag stand die Fast Ethernet Alliance gegenüber, zu der 35 namhafte Firmen gehörten, darunter Intel, Novell, 3Com oder Sun. Sie wollten 100 MBit auf Grundlage des bewährten 802.3-Verfahrens (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection, CSMA/CD) realisieren. Diese Version wurde 1995 schließlich standardisiert.