Ethernet ist ein weit verbreitetes Netzwerkprotokoll, das die Kommunikation zwischen Geräten in einem lokalen Netzwerk ermöglicht. Ethernet basiert auf dem OSI-Modell, das eine Schichtenarchitektur für Netzwerkprotokolle definiert. Das OSI-Modell besteht aus sieben Schichten, die jeweils eine bestimmte Aufgabe erfüllen. In diesem Artikel werden wir uns auf die ersten beiden Schichten konzentrieren: die Bitübertragungsschicht (Physical Layer) und die Sicherungsschicht (Data Link Layer).
Die Bitübertragungsschicht ist die unterste Schicht des OSI-Modells und ist für die Übertragung von elektrischen Signalen über ein Übertragungsmedium (z.B. Kabel oder Funk) zuständig. Die Bitübertragungsschicht wandelt die Daten, die von der Sicherungsschicht erhalten werden, in Signale um, die vom Übertragungsmedium verstanden werden können, und umgekehrt. Die Bitübertragungsschicht kümmert sich nicht um den Inhalt oder die Bedeutung der Daten, sondern nur um deren korrekte Übertragung.
Die Sicherungsschicht ist die zweite Schicht des OSI-Modells und ist für die Fehlererkennung und -korrektur sowie für die Adressierung und Zugriffssteuerung der Geräte im Netzwerk zuständig. Die Sicherungsschicht teilt die Daten, die von der Vermittlungsschicht erhalten werden, in kleinere Einheiten, die als Frames bezeichnet werden. Jedes Frame enthält eine Kopfzeile (Header) mit Informationen wie der Quell- und Zieladresse, der Frame-Länge und einer Prüfsumme zur Fehlererkennung. Die Sicherungsschicht sendet die Frames an die Bitübertragungsschicht zur Übertragung und empfängt sie von der Bitübertragungsschicht zur Verarbeitung.
Die Sicherungsschicht ist in zwei Teilschichten unterteilt: die logische Verbindungskontrolle (Logical Link Control, LLC) und die Medienzugriffskontrolle (Media Access Control, MAC). Die LLC-Schicht ist für die Verwaltung der logischen Verbindungen zwischen den Geräten im Netzwerk zuständig. Sie stellt sicher, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge und ohne Duplikate oder Verluste ankommen. Die MAC-Schicht ist für die Zuweisung von eindeutigen Adressen an jedes Gerät im Netzwerk zuständig. Sie regelt auch den Zugriff auf das Übertragungsmedium, um Kollisionen zu vermeiden.
Ethernet verwendet verschiedene Methoden zur Medienzugriffskontrolle, je nachdem, welche Art von Ethernet verwendet wird. Zum Beispiel verwendet das klassische Ethernet eine Methode namens Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), bei der jedes Gerät das Übertragungsmedium überwacht und darauf wartet, bis es frei ist, bevor es sendet. Wenn zwei Geräte gleichzeitig senden, kommt es zu einer Kollision, die von beiden erkannt wird. Dann warten beide Geräte eine zufällige Zeit lang, bevor sie erneut versuchen zu senden.
Das Ethernet-Protokoll und die ersten beiden Schichten des OSI-Modells sind also grundlegend für die Kommunikation in einem lokalen Netzwerk. Sie ermöglichen es den Geräten, Daten effizient und zuverlässig auszutauschen.
