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Ethernet

Ethernet ist eine weitverbreitete Netzwerktechnologie, die kabelgebunden Datenübertragung in lokalen Netzwerken (LANs) ermöglicht und durch hohe Stabilität und Geschwindigkeit überzeugt.

Erklärung

Ethernet ist eine grundlegende Technologie der modernen Netzwerktechnik und bildet das Rückgrat der meisten lokalen Netzwerke (LANs) weltweit. Seit seiner Entwicklung in den 1970er Jahren hat sich Ethernet stetig weiterentwickelt und ist heute der Standard für kabelgebundene Datenübertragung in Unternehmensnetzwerken, Rechenzentren und Privathaushalten. Die Schlüsselmerkmale sind Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit bei vergleichsweise niedrigen Kosten.

Grundprinzipien

Ethernet basiert auf dem Konzept, Datenpakete über ein physisches Medium – in der Regel Kupferkabel oder Glasfaser – zwischen Geräten zu übertragen. Dabei wird jedem Gerät im Netzwerk eine eindeutige Adresse zugewiesen, die sogenannte MAC-Adresse (Media Access Control). Diese Adresse ermöglicht es dem Netzwerk, Daten gezielt an bestimmte Geräte zu senden.

Ein wesentliches Merkmal von Ethernet ist die paketbasierte Kommunikation. Daten werden in einzelne Frames aufgeteilt, die jeweils Informationen wie Zieladresse, Quelladresse, Dateninhalt und Prüfsummen enthalten. Diese Frames werden über das Netzwerkmedium gesendet und vom Empfänger überprüft und zusammengesetzt.

Entwicklung und Standards

Ursprünglich mit einer Übertragungsrate von 10 Mbit/s entwickelt, hat sich Ethernet zu einem Hochleistungsstandard mit Geschwindigkeiten von 100 Mbit/s (Fast Ethernet), 1 Gbit/s (Gigabit Ethernet), 10 Gbit/s und inzwischen bis zu 400 Gbit/s (High-Speed-Ethernet) entwickelt. Jeder dieser Standards ist rückwärtskompatibel, was die Integration in bestehende Netzwerke erleichtert.

Die IEEE 802.3-Norm definiert die technischen Spezifikationen für Ethernet, darunter die physikalischen Medien, Protokolle, Topologien und Übertragungsverfahren. Die Norm wird kontinuierlich erweitert, um den steigenden Anforderungen an Bandbreite, Energieeffizienz und Latenz gerecht zu werden.

Komponenten in einem Ethernet-Netzwerk

  • NETZWERKKABEL
    Meist Twisted-Pair-Kabel (Cat 5e, Cat 6, Cat 7) oder Glasfaserkabel für längere Distanzen und höhere Datenraten.
  • SWITCHES
    Netzwerkgeräte, die Ethernet-Frames an den richtigen Port weiterleiten.
  • ROUTER
    Verbinden Ethernet-Netzwerke mit dem Internet.
  • NETZWERKKARTEN (NICs)
    Eingebaute oder externe Schnittstellen in Endgeräten, die den Anschluss ans Ethernet ermöglichen.

Vorteile von Ethernet

Ethernet zeichnet sich durch zahlreiche Vorteile aus. Es bietet eine stabile Verbindung mit geringen Latenzen und hohen Übertragungsgeschwindigkeiten. Besonders im Vergleich zu drahtlosen Netzwerken ist Ethernet deutlich störungsresistenter und sicherer, da es schwerer von außen abgefangen werden kann. Hinzu kommt die hohe Skalierbarkeit, die es ermöglicht, Netzwerke mit wenigen oder mehreren tausend Geräten effizient zu betreiben.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Kosteneffizienz: Hardware ist weit verbreitet, preisgünstig und wartungsarm. Die standardisierte Technik sorgt für eine breite Kompatibilität und einfache Integration neuer Geräte.

Herausforderungen und Einschränkungen

Trotz seiner Vorteile ist Ethernet nicht in allen Szenarien die ideale Lösung. Die Kabelgebundenheit schränkt die Flexibilität ein – insbesondere in Umgebungen, in denen mobile Endgeräte dominieren. Auch die Verlegung von Kabeln kann mit Aufwand und Kosten verbunden sein, vor allem in großen Gebäuden oder nachträglichen Installationen.

Zudem ist die maximale Kabellänge limitiert: Bei Kupferkabeln liegt sie meist bei 100 Metern, was in größeren Installationen den Einsatz von Repeatern oder Switches erforderlich macht. Glasfaser bietet hier zwar deutlich mehr Reichweite, ist jedoch teurer in Anschaffung und Installation.

Ethernet im Vergleich zu WLAN

Im direkten Vergleich mit WLAN bietet Ethernet eine höhere Übertragungsrate, niedrigere Latenzzeiten und eine stabilere Verbindung. Gerade in Bereichen mit hoher Netzwerkbelastung – etwa bei Videokonferenzen, Online-Gaming oder der Arbeit mit großen Datenmengen – ist Ethernet die bevorzugte Lösung. WLAN hingegen punktet mit Flexibilität und Mobilität, leidet jedoch unter Interferenzen und Geschwindigkeitsschwankungen.

In vielen modernen Netzwerken ergänzen sich die beiden Technologien: Ethernet dient als Backbone für Server, stationäre Arbeitsplätze und zentrale Infrastruktur, während WLAN für mobile Endgeräte wie Smartphones, Tablets und Laptops eingesetzt wird.

Anwendungsbereiche

  • UNTERNEHMENSNETZWERKE
    Zur Verbindung von Arbeitsplätzen, Servern und Netzwerkdruckern.
  • RECHENZENTREN
    Für schnelle und stabile Verbindungen zwischen Servern und Speichersystemen.
  • PRIVATHAUSHALTE
    Als Alternative oder Ergänzung zu WLAN, besonders für Streaming, Gaming oder Homeoffice.
  • INDUSTRIE UND AUTOMATISIERUNG
    Für präzise und zeitkritische Kommunikation zwischen Maschinen.

Zukünftige Entwicklungen

Mit dem wachsenden Bedarf an Bandbreite durch Cloud-Dienste, Videostreaming und das Internet der Dinge entwickelt sich auch Ethernet weiter. Neue Standards wie 2.5G, 5G und 10G Ethernet für den Endnutzerbereich sowie energieeffizientere Varianten gewinnen an Bedeutung. Auch die Integration in industrielle und automobile Systeme nimmt zu.

Darüber hinaus arbeiten Hersteller an intelligenter Netzwerkhardware, die nicht nur Daten, sondern auch Strom liefert – bekannt als Power over Ethernet (PoE). Damit können Geräte wie Kameras, Access Points oder VoIP-Telefone mit einem einzigen Kabel betrieben werden.

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