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Adapter

Adapter


- Mit Adapter (von engl.: to adapt - anpassen) wird allgemein ein Gerät bezeichnet, das der Verbindung verschiedener mechanischer oder elektrischer Geräte dient, deren Anschlüsse wegen unterschiedlicher Formate oder Normen nicht zueinander passen. Der Adapter ermöglicht die Anpassung und damit den Austausch von Daten, Energie usw. Ein Beispiel sind Reisestecker, die die Verwendung von deutschen DIN-Steckern mit britischen Steckdosen ermöglichen.
- In der EDV ist ein "Netzwerkadapter" eine Netzwerkkarte, d.h. eine Schnittstellenkarte, die eine Verbindung zwischen einem Computer und einem Netzwerk (z.B. Ethernet, Token Ring oder ARCNET)herstellt. Diese Karte wird auch als "Adapterkarte" bezeichnet und kann auch heutzutage bereits auf der Hauptplatine enthalten sein, wodurch man zunehmend nur noch von einem "Netzwerkadapter" oder "Adapter" spricht. In einem Computer können mehrere gleichartige oder verschiedene Netzwerkadapter vorhanden sein. In der Regel wird an Arbeitsplätzen jedoch nur einer benutzt, Server nutzen gelegentlich zwei, mehr als zwei Netzwerk-Adapter sind meistens nur an Infrastruktur-Geräten wie Firewalls, Routern, Gateways und Bridges zu finden.
- In der objektorientierten Programmierung übersetzt ein "Adapter (Entwurfsmuster)" eine Schnittstelle in eine andere. Dadurch können Objekte miteinander kommunizieren, die nicht-kompatible Schnittstellen zur Verfügung stellen. Hier spricht man auch von einer Hülle (engl. wrapper).

Siehe auch


- Reisestecker

Gerät

Der Begriff Gerät, allgemeiner auch Gerätschaft, wird in der deutschen Sprache als Oberbegriff für alle möglichen Dinge, mit denen etwas bearbeitet oder bewirkt werden kann, verwendet. Unterhalb des Sammelbegriffes Gerät existieren wiederum zahlreiche einzelne Gattungen, wie beispielsweise Kriegsgerät, Elektrogerät, Haushaltsgerät, Meßgerät. In diesem Sinne kann ein Gerät auch ein spezielles Werkzeug sein. Der Ausdruck Gerät wird in der Alltagssprache auch als ein Synonym für ein technisches Gebilde, vergleichbar Apparat und Maschine verwendet (zum Beispiel ein Radio- oder Fernsehgerät). Beim Computer ist ein Gerät ein einzeln ansprechbarer Teil der Peripherie. Der englische Ausdruck lautet device. In der Technik gibt es Bestrebungen, das Gerät als ein signalumsetzendes Gebilde zu normen, und im Gegensatz dazu: einen Apparat als stoff- oder materieumsetzendes und eine Maschine als energieumsetzendes technisches Gebilde. Kategorie:Gegenstand Kategorie:Gerät

Daten

Der Begriff Daten ist der Plural von Datum (lat. Singular datum, Plural data = Gegebenes).

Sprachliche Anmerkung

Diese Pluralform folgt damit anderen Wörtern lateinischen Ursprungs wie Faktum/Fakten und Skriptum/Skripten.
In der deutschen Sprache hat sich jedoch die Bedeutung von "Datum" im allgemeinem Sprachgebrauch auf "Kalenderdatum" eingeengt. Deshalb ist die Verwendung des Wortes "Daten" als Plural von "Datum" unüblich. "Datum" wird behandelt, als ob es ein Singularetantum (Wort ohne Plural) wäre; "Daten" wird behandelt, als ob es ein Pluraletantum (Wort ohne Singular) wäre. Falsche scherzhafte Pluralia von "Datum" sind Datümer und Datumse; eine beliebte Methode, das Wort "Daten" zu vermeiden, ist die Umschreibung mit "Termine". Um dagegen das Wort "Datum" als Singular zu "Daten" zu vermeiden, werden Wörter wie "Datenelement", "Angabe" oder "Wert" verwendet.

Informatik

Die Informatik und Datenverarbeitung (EDV) benutzen Daten als (maschinen-) lesbare und bearbeitbare Repräsentation von Information. Die Information wird dazu in Zeichen (bzw. Zeichenketten) kodiert, deren Aufbau strengen Regeln folgt, der so genannten Syntax. Daten werden zu Informationen, wenn sie in einem Bedeutungskontext stehen. Beispiel: 0815 kann eine Telefonnummer sein und damit zu den Daten gehören. Wenn dazu der Name des Teilnehmers genannt wird, so wird daraus eine Information. Man unterscheidet:
- strukturierte Daten (zum Beispiel Datenbanken, XML)
- unstrukturierte Daten (beispielsweise Dokumente)
- transiente Daten Während sich strukturierte Daten relativ einfach maschinell weiterverarbeiten lassen, ist dies bei unstrukturierten Daten nur schwer oder ungenau möglich. Das Synchronisieren von Daten wird als Datenabgleich bezeichnet.

Semiotik

Die Semiotik definiert Daten als potenzielle Information. In der Semiotik werden Daten heute in die Sigmatik-Ebene eingeordnet.

Beispiele für Daten


- 0010100100100001
- Ländercodes (Internet)
- Ländervorwahlen für das internationale Telefonnetz
- Städtevorwahlen für Deutschland
- Anzahl der Fenster in einem Haus
- Größe und Masse
- Ergebnisse von Experimenten in den Naturwissenschaften
- technische Fakten
- Antworten von Umfragen, Volkszählungen,...

Siehe auch

Datensatz, Datei, Datenfernübertragung, Faktum, Datenschutz, Technischer Datenschutz, Sozialdaten, Datensicherheit, Datenwiederherstellung, Datenqualität, Datatypist, Personenbezogene Daten, Diagramm Kategorie:Datenstruktur Kategorie:Praktische Informatik Kategorie:Semiotik ja:データ ko:데이터 simple:Data

Reisestecker

Ein Reisestecker, Reiseadapter oder Steckdosenadapter dient dazu, die in der physikalischen Form oder elektrischen Charakteristik begründeten Unterschiede zwischen verschiedenen Steckersystemen zu überbrücken, so dass eine Verbindung hergestellt werden kann und das angeschlossene elektrische Gerät betrieben werden kann. Ein Reisestecker kann in einfacher Ausführung nur einen Typ Stecker mit einem anderen Typ Steckdose verbinden. In aufwändigerer Ausführung erlaubt der Reisestecker, unterschiedlichste Steckertypen mit unterschiedlichsten Steckdosentypen zu verbinden. Liegen die zu überbrückenden Unterschiede jedoch nicht nur in unterschiedlichen Stecker- und Steckdosentypen, sondern auch in unterschiedlichen Netzspannungen begründet (z.B. Deutschland 230 V gegenüber USA 110 V), so muss der Reisestecker auch einen Transformator enthalten, so dass ein für eine Netzspannung geeignetes Gerät an einer Steckdose mit einer anderen Netzspannung betrieben werden kann.

Siehe auch


- Länderübersicht Steckertypen, Netzspannungen und -frequenzen Kategorie:Elektrische Bauelemente Kategorie:Kommunikationstechnik Kategorie:Steckverbinder

Steckverbinder

Weltweit existieren viele normierte Steckverbinder. In diesem Artikel werden die Wichtigsten von diesen Stecksystemen aufgeführt. Man beachte dabei, dass es einerseits Normen für die Form von Steckern und Steckdosen gibt, und andererseits Normen für das elektrische Signal, das über Kabel und Steckverbinder übertragen wird. Hier geht es nur um die Steckernormen: Kabel

Elektrizität


- Bananenstecker
- US-Stecker (intl. Typ A/B)
- Indisches / altes britisches Steckersystem (intl. Typ D)
- Französisches Steckersystem (intl. Typ E)
- Schutzkontakt-Steckersystem (intl. Typ F)
- Britisches Steckersystem (intl. Typ G)
- Israelisches Steckersystem (intl. Typ H)
- Australisches Steckersystem (intl. Typ I)
- Schweizer Steckersystem (intl. Typ J)
- Dänisches Steckersystem (intl. Typ K)
- Italienisches Steckersystem (intl. Typ L)
- Südafrikanisches Steckersystem (intl. Typ M)
- Europäischer Konturenstecker
- Eurostecker
- Perilex
- Gerätestecker
- CEE-System
- IEC 309
- Bordspannungssteckdose (Zigarettenanzünder)
- Steckdose
- PowerCon

Siehe auch


- Länderübersicht Steckertypen, Netzspannungen und -frequenzen

Audio


- Dioden-Stecker
- Cinch; getrennt jeweils für rechtes und linkes Stereo-Signal
- DIN-Stecker; existieren in Mono- und Stereo-Varianten und werden auch für andere Zwecke eingesetzt
- Tonabnehmerstecker für alte Röhrenradios
- Klinkenstecker; sind 2-polig für Mono-Signal und 3-polig für Stereo-Signal
- TOSLINK optische Steckverbindung
- XLR
- Speakon Lautsprechersteckverbinder

Video


- BNC Eine Leitung für ein FBAS/Video-Signal oder 3-5 getrennte Koaxial-Leitungen für die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau und Vertikal- und Horizontal-Synchron-Signal
- SCART
- Cinch ebenfalls für FBAS-Signal
- PL-259, auch einfach PL-Stecker genannt.
- Mini-DIN, (S-Video)

Hochfrequenz


- BNC-Steckverbinder
- C-Steckverbinder
- F-Steckverbinder
- N-Steckverbinder
- SMA-Steckverbinder
- SMB-Steckverbinder
- SMC-Steckverbinder
- SMP-Steckverbinder
- SMS-Steckverbinder
- TNC-Steckverbinder
- MMCX-Steckverbinder
- RP-TNC-Steckverbinder
- UHF-Steckverbinder (PL259)
- DIN 7/16 Steckverbinder

Daten


- RJ-45 oder Ethernet-Stecker
- BNC und N-Stecker bei Koaxial- und Twinaxial-Verkabelung
- IBM-Stecker wurde beim IBM Verkabelungsystem IBM Cabling System verwendet
- USB-Stecker (USB)
- Centronics-Stecker
- Sub-D-Stecker

Telefon


- TAE
- TST-Stecker
- ISDN-Stecker
- Universalstecker (RJ-/Western-Stecker)
- Anschlussdose (ADo 4, ADo 8) ehemaliges Stecksystem für Telefone
- die anderen Telefonsysteme dieser Welt

Lichtwellenleiter


- SC-Stecker
- ST-Stecker
- FDDI MIC
- LC-Stecker
- E2000-Stecker
- FC/PC
- Volition
- FSMA
- MTRJ-Stecker
- ESCON
- Mini-BNC
- Mini-SC

Siehe auch


- Verbindungstechnik (Elektrotechnik)
- Gerätestecker
- Verlängerungsleitung Kategorie:Elektrische Bauelemente Kategorie:Kommunikationstechnik Kategorie:Steckverbinder

EDV

Die Elektronische Datenverarbeitung (kurz EDV oder DV genannt) ist der Sammelbegriff für die Erfassung und Manipulation von Daten durch elektrische Maschinen (Computer). Mittlerweile findet die Datenverarbeitung zunehmend auch in lokalen und globalen Netzwerken statt, wobei die Telekommunikation dabei eine immer wichtigere Rolle spielt. Datenverarbeitung (DV, engl. data processing) wird oftmals fälschlicherweise mit Informationstechnik (IT, engl. information technology) gleichgesetzt. Die Datenverarbeitungstechnik beinhaltet den Aufbau von Rechnern (PCs, Microcontroller, SPS) sowie die Organisation und Funktionsweise von Software. Rechner empfangen Daten, interpretieren sie und handeln der Software entsprechend. Die Datenverarbeitungstechnik ist mit der Informationstechnik verwandt. Als Grundschema der Elektronischen Datenverarbeitung gilt das so genannte EVA-Prinzip (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe). Neben der Neubeschaffung und Verwaltung der EDV-Anlage stellt die Entsorgung ein zunehmendes Problemfeld dar (siehe Elektronikschrott).

EDV in Betrieben und Institutionen

In den meisten größeren Betrieben ist die EDV-Abteilung für die Bereitstellung und Aufrechterhaltung (Administration/Systembetreuer) der notwendigen Computer-Infrastruktur zuständig (Hardware, Software, Netzwerk). Gleiches gilt für öffentliche Institutionen. In Schulen ist für diese Aufgabe häufig eine Lehrperson abbestellt, die hierfür eine Reduktion ihres Lehrdeputats um ein bis zwei Wochenstunden erhält.

Siehe auch

Datentechnik, Informatik, Informationstechnik Kategorie:Angewandte_Informatik

Netzwerkkarte

Eine Netzwerkkarte (im englischen kurz NIC für Network Interface Card) ist eine elektronische Schaltung zur Verbindung eines Computers mit einem Netzwerk zum Austausch von Daten. Daten Ihre primäre Aufgabe ist die Herstellung einer physikalischen Verbindung zum Netzwerk über ein geeignetes Zugriffsverfahren (zum Beispiel CSMA/CD) und die Implementierung der ersten und/oder zweiten OSI-Schicht (meist Ethernet). Der Begriff Netzwerkkarte basiert auf der Tatsache, dass die meisten Computertypen Steckplätze für Erweiterungsbaugruppen besitzen, in die elektronische Steckkarten (Leiterplatten) mit einem bestimmten Format eingesetzt werden können. Neben Netzwerkkarten gibt es auch Grafikkarten, Schnittstellen-Karten zum Anschluss von Ein-/Ausgabegeräten und viele andere. Zur Zeit (2005) sind Karten, die das Ethernet-Verfahren verwenden und eine Übertragungsrate von 100 MBit erreichen, am stärksten verbreitet. Die 100 MBit-Karten werden über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern an einen Hub oder Switch angeschlossen und bilden so ein Lokales Netzwerk (LAN). Diese lösten die 10 MBit-Karten, die meist über ein Koaxialkabel verbunden wurden, ab. Zunehmend werden neuere Karten mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 1000 MBit wahlweise über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern (1000Base-T) oder Glasfaser (1000Base-SX) eingesetzt. Ethernet-Netzwerkkarten mit 10 GBit sind bereits für PCI-Express als auch PCI-X erhältlich. Netzwerkkarten für drahtlose Netzwerke Wireless LAN werden hauptsächlich in mobilen Geräten wie z.B. Laptops oder PDAs verwendet, sind aber ebenfalls in einigen PCs zu finden. Eine gängige Netzwerkkarte besitzt nur einen Netzwerk-Anschluss. Es existieren aber spezielle Netzwerkkarten mit mehreren (in der Regel bis zu vier) Ethernetanschlüssen. Häufig wird der Netzwerkanschluss zunehmend direkt auf der Hauptplatine untergebracht, so dass keine Netzwerkkarte mehr nötig ist. Der Preis einer Standard-Netzwerkkarte ist von mehreren 100 € 1990 (durch konsequenten Einsatz von Höchstintegration) auf derzeit etwa 5-10 € gefallen. Seit Ende 2003 befinden sich bei vielen neuen PCs bereits 1000 MBit Karten on-board. Jede Ethernet-Netzwerkkarte besitzt eine weltweit eindeutige MAC-Adresse, die vom Hersteller vergeben wird. Allerdings gibt es auch einige Treiber, die es erlauben die MAC-Adresse per Software temporär zu ändern, wodurch Sicherheitsprobleme in einem LAN entstehen können. Die meisten Netzwerkkarten für IBM-kompatible PCs haben einen Sockel für ein sogenanntes Boot-PROM. Dieser Speicherbaustein wird in den Adressbereich des Rechners eingeblendet und erlaubt den Start des Rechners aus dem Netzwerk, ohne einen lokalen (in den Rechner eingebauten oder direkt angeschlossenen) Massenspeicher, wie z.B. eine Festplatte. Verschiedene Netzwerk-Umgebungen erfordern unterschiedliche Boot-Programme, so dass es dem Anwender überlassen bleibt, die Netzwerkkarte mit einem PROM (oder EPROM) mit dem jeweils passenden Boot-Programm zu bestücken. Der klassische Weg für ein Boot-PROM ist ein sogenanntes Novell-Boot-PROM für den Einsatz mit Novell Netware und Novells eigenen Netzwerk-Protokoll. Modernere, auf TCP/IP aufsetzende Konzepte sind z.B. Intels PXE und die quelloffenen und kostenlosen Lösungen [http://www.etherboot.org/ Etherboot] und [http://netboot.sourceforge.net/ Netboot]. Alle Ansätze haben eines gemeinsam: Das Programm im Boot-PROM wird gestartet und klinkt sich in den weiteren Boot-Vorgang ein. Irgendwann, entweder vor oder nach der Suche nach einem startfähigen lokalen Medium, wird das Boot-PROM wieder aktiviert und lädt über das Netzwerk ein Betriebssystem nach. Üblichwerweise geschieht dies in kleinen Schritten, zunächst ein Hilfsprogramm mit erweiterten Netzwerkfunktionen, dann größere Teile des Betriebssystems. Schließlich wird die Kontrolle an das Betriebssystem übergeben, das dann in der Regel weitere Netzwerkdienste in Anspruch nimmt. Manche Netzwerkkarten haben statt des Sockels ein direkt im Rechner umprogrammieres EEPROM, das mit einem Hilfsprogramm mit verschiedenen Boot-Programmen geladen werden kann, so dass ein Öffnen des Rechners entfällt. Mainboards mit integriertem Netzwerkadapter nutzen einen Teil des ohnehin vorhandenen System-EEPROMs als Boot-PROM, auch hier kann in der Regel mit einem Hilfsprogramm ein beliebiges Boot-Programm eingespielt werden, oder der Hersteller gibt fest PXE vor. Aus Kostengründen verzichten insbesondere Hersteller von Billig-Produkten oft auf den Sockel für das Boot-PROM. Außerhalb der PC-Welt ist das Starten aus dem Netzwerk oft ein Teil des fest installierten Startprogramms, z.B. bei vielen Sun-Maschinen und modernen Macintosh-Systemen. Allerdings wird dabei meistens nur eine kleine Auswahl von Netzwerk-Adaptern unterstützt. Kategorie:Netzwerkgerät ja:ネットワーク・アダプタ

Computer

] ] Ein Computer // ist ein Apparat, der Informationen mit Hilfe einer programmierbaren Rechenvorschrift verarbeiten kann. Der englische Begriff computer, abgeleitet vom Verb to compute (rechnen), bezeichnete ursprünglich Menschen, die quälend langwierige Berechnungen vornahmen, zum Beispiel für Astronomen im Mittelalter. Bis in die 1960er Jahre wurde diese Arbeit vornehmlich von Frauen mit Hilfe von Rechenmaschinen erledigt. Später ging der Begriff auf die Maschinen selbst über. Einst war die Informationsverarbeitung mit Computern auf die Verarbeitung von Zahlen beschränkt. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit eröffneten sich neue Einsatzbereiche, Computer sind heute in allen Bereichen des täglichen Lebens vorzufinden: Sie dienen der Verarbeitung und Ausgabe von Informationen in Wirtschaft und Behörden, der Berechnung der Statik von Bauwerken bis hin zur Steuerung von Waschmaschinen und Automobilen. Die leistungsfähigsten Computer werden eingesetzt, um komplexe Vorgänge zu simulieren: Beispiele sind die Klimaforschung, thermodynamische Fragestellungen, medizinische Berechnungen – bis hin zu militärischen Aufgaben, zum Beispiel der Simulation des Einsatzes von nuklearen Waffen. Viele Geräte des Alltags, vom Telefon über den Videorekorder bis hin zur Münzprüfung in Warenautomaten, werden heute von integrierten Kleinstcomputern gesteuert (Embedded Systems).

Grundprinzipien

Grundsätzlich sind zwei Bauweisen zu unterscheiden: Ein Computer ist ein Digitalcomputer, wenn er mit digitalen Geräteeinheiten digitale Daten verarbeitet; er ist ein Analogcomputer, wenn er mit analogen Geräteeinheiten analoge Daten verarbeitet. Bis auf wenige Ausnahmen werden heute fast ausschließlich Digitalcomputer eingesetzt. Diese folgen gemeinsamen Grundprinzipien, mit denen ihre freie Programmierung ermöglicht wird. Bei einem Digitalcomputer werden dabei zwei grundsätzliche Bausteine unterschieden: Die Hardware, die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird, sowie die Software, die die Programmierung des Computers beschreibt. Ein Digitalcomputer besteht zunächst nur aus Hardware. Die Hardware stellt erstens einen so genannten Speicher bereit, in dem Daten wie in Schubladen gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können. Zweitens verfügt das Rechenwerk der Hardware über grundlegende Bausteine für eine freie Programmierung, mit denen jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Diese Bausteine sind im Prinzip die Berechnung, der Vergleich, und der bedingte Sprung. Ein Digitalcomputer kann beispielsweise zwei Zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. In der Informatik wird dieses Modell theoretisch durch die Turing-Maschine abgebildet; die Turing-Maschine stellt die grundsätzlichen Überlegungen zur Berechenbarkeit dar. Erst durch Software wird der Digitalcomputer jedoch nützlich. Jede Software ist im Prinzip eine definierte, funktionale Anordnung der oben geschilderten Bausteine Berechnung, Vergleich und Bedingter Sprung, wobei die Bausteine beliebig oft verwendet werden können. Diese Anordnung der Bausteine, die als Programm bezeichnet wird, wird in Form von Daten im Speicher des Computers abgelegt. Von dort kann sie von der Hardware ausgelesen und abgearbeitet werden. Dieses Funktionsprinzip der Digitalcomputer hat sich seit seinen Ursprüngen in der Mitte des 20. Jahrhunderts nicht wesentlich verändert, wenngleich die Details der Technologie erheblich verbessert wurden. Analogrechner funktionieren jedoch nach einem anderen Prinzip. Bei ihnen ersetzen analoge Bauelemente (Verstärker, Kondensatoren) die Logikprogrammierung. Analogrechner wurden früher häufiger zur Simulation von Regelvorgängen eingesetzt (siehe: Regelungstechnik), sind heute aber fast vollständig von Digitalcomputern verdrängt worden.

Hardwarearchitektur

Das heute allgemein angewandte Prinzip, das nach seiner Beschreibung durch John von Neumann von 1946 als "Von-Neumann-Architektur" bezeichnet wird, definiert für einen Computer vier Hauptkomponenten:
- die Recheneinheit (Arithmetisch-Logische Einheit (ALU)),
- die Steuereinheit,
- den Speicher und
- die Eingabe- und Ausgabeeinheit(en). In den heutigen Computern sind die ALU und die Steuereinheit meist zu einem Baustein verschmolzen, der so genannten CPU (Central Processing Unit, zentraler Prozessor). Der Speicher ist eine Anzahl von durchnummerierten "Zellen", jede dieser Zellen kann ein kleines Stück Information aufnehmen. Diese Information wird als Binärzahl, also einer Abfolge von ja/nein-Informationen, in der Speicherzelle abgelegt - besser vorzustellen als eine Folge von Nullen und Einsen. Ein Charakteristikum der "Von Neumann-Architektur" ist, dass diese Binärzahl (beispielsweise 65) entweder ein Teil der Daten sein kann (also zum Beispiel der Buchstabe "A"), oder ein Befehl für die CPU ("Springe ..."). Wesentlich in der Von-Neumann-Architektur ist, dass sich Programm und Daten einen Speicherbereich teilen (dabei belegen die Daten in aller Regel den unteren und die Programme den oberen Speicherbereich). Dem gegenüber stehen in der sog. Harvard-Architektur Daten und Programmen eigene (physikalisch getrennte) Speicherbereiche zur Verfügung, dadurch können Daten-Schreiboperationen keine Programme überschreiben. In der Von-Neumann-Architektur ist die Steuereinheit dafür zuständig, zu wissen, was sich an welcher Stelle im Speicher befindet. Man kann sich das so vorstellen, dass die Steuereinheit einen "Zeiger" auf eine bestimmte Speicherzelle hat, in der der nächste Befehl steht, den sie auszuführen hat. Sie liest diesen aus dem Speicher aus, erkennt zum Beispiel "65", erkennt dies als "Springe". Dann geht sie zur nächsten Speicherzelle, weil sie wissen muss, wohin sie springen soll. Sie liest auch diesen Wert aus, und interpretiert die Zahl als Nummer (so genannte Adresse) einer Speicherzelle. Dann setzt sie den Zeiger auf eben diese Speicherzelle, um dort wiederum ihren nächsten Befehl auszulesen; der Sprung ist vollzogen. Wenn der Befehl zum Beispiel statt "Springe" lauten würde "Lies Wert", dann würde sie nicht den Programmzeiger verändern, sondern aus der in der Folge angegebenen Adresse einfach den Inhalt auslesen, um ihn dann beispielsweise an die ALU weiterzuleiten. Die ALU hat die Aufgabe, Werte aus Speicherzellen zu kombinieren. Sie bekommt die Werte von der Steuereinheit geliefert, verrechnet sie (addiert beispielsweise zwei Zahlen, welche die Steuereinheit aus zwei Speicherzellen ausgelesen hat) und gibt den Wert an die Steuereinheit zurück, die den Wert dann für einen Vergleich verwenden oder wieder in eine dritte Speicherzelle zurückschreiben kann. Die Ein-/Ausgabeeinheiten schließlich sind dafür zuständig, die initialen Programme in die Speicherzellen einzugeben und dem Benutzer die Ergebnisse der Berechnung anzuzeigen.

Softwarearchitektur

Die Von-Neumann-Architektur ist gewissermaßen die unterste Ebene des Funktionsprinzips eines Computers oberhalb der elektrophysikalischen Vorgänge in den Leiterbahnen. Die ersten Computer wurden auch tatsächlich so programmiert, dass man die Nummern von Befehlen und von bestimmten Speicherzellen so, wie es das Programm erforderte, nacheinander in die einzelnen Speicherzellen schrieb. Um diesen Aufwand zu reduzieren, wurden Programmiersprachen entwickelt. Diese generieren die Zahlen innerhalb der Speicherzellen, die der Computer letztlich als Programm abarbeitet, aus höheren Strukturen heraus automatisch. Sodann wurden bestimmte sich wiederholende Prozeduren in so genannten Bibliotheken zusammengefasst, um nicht jedes Mal das Rad neu erfinden zu müssen, z. B. das Interpretieren einer gedrückten Tastaturtaste als Buchstabe "A" und damit als Zahl "65" (im ASCII-Code). Die Bibliotheken wurden in übergeordneten Bibliotheken gebündelt, welche Unterfunktionen zu komplexen Operationen verknüpfen (Beispiel: die Anzeige eines Buchstabens "A", bestehend aus 20 einzelnen schwarzen und 50 einzelnen weißen Punkten auf dem Bildschirm, nachdem der Benutzer die Taste "A" gedrückt hat). In einem modernen Computer arbeiten sehr viele dieser Programmebenen über- bzw. untereinander. Komplexere Aufgaben werden in Unteraufgaben zerlegt, welche von anderen Programmierern bereits bearbeitet wurden, die wiederum auf die Vorarbeit weiterer Programmierer aufbauen, deren Bibliotheken sie verwenden. Auf der untersten Ebene findet sich dann aber immer der so genannte Maschinencode - jene Abfolge von Zahlen, mit denen der Computer auch tatsächlich rechnen kann...

Geschichte

Antike


- Abakus, älteste mechanische Rechenhilfe.
- Rechenbrett des Pythagoras.
- 1. Jh. v. Chr.: Computer von Antikythera, vorzeitliche Berechnungsmaschine (den Rechenschiebern ähnlich, nur weitaus komplexer) mit erst im 18. Jahrhundert wiederentdecktem Differentialgetriebe. Diente zur Bahnberechnung der damals bekannten Planeten.

17. Jahrhundert


- 1614 John Napier publiziert seine Logarithmentafel.
- 1623 Erste Vier-Spezies-Maschine durch Wilhelm Schickard.
- 1642 Blaise Pascal baut eine Rechenmaschine.
- 1668 Samuel Morland entwickelt eine Rechenmaschine, die nicht dezimal addiert, sondern auf das englische Geldsystem abgestimmt ist.
- 1673 Rechenmaschine von Gottfried Leibniz.

19. Jahrhundert


- 1805 Joseph-Marie Jacquard entwickelt Lochkarten, um Webstühle zu steuern.
- 1820 Charles Xavier Thomas de Colmar baut das "Arithmometer", den ersten Rechner in Massenproduktion.
- Charles Babbage entwickelt die Difference Engine 1822 und die Analytical Engine 1833, kann sie aber aus Geldmangel nicht bauen.
- 1843 Edvard und George Scheutz bauen in Stockholm den ersten mechanischen Computer nach den Ideen von Babbage.
- 1890 US-Volkszählung mit Hilfe des Lochkartensystems von Herman Hollerith durchgeführt; Torres y Quevedo baut eine Schachmaschine, die mit König und Turm einen König matt setzen kann.

20. Jahrhundert


- 1935 International Business Machines stellt die IBM 601 vor, eine Lochkartenmaschine, die eine Multiplikation/Sekunde durchführen kann. Es werden ca. 1500 Stück der Maschine verkauft.
- 1937 Konrad Zuse meldet zwei Patente an, die bereits alle Elemente der so genannten Von-Neumann-Architektur beschreiben.
- 1937 Alan Turing publiziert einen Artikel, der die "Turing-Maschine" beschreibt.
- 1938 Konrad Zuse stellt die Zuse Z1 fertig, einen frei programmierbaren mechanischen Rechner, der allerdings aufgrund von Problemen mit der Fertigungspräzision nie voll funktionstüchtig war. Die Z1 verfügte bereits über Fließkommarechnung. Sie wurde im Krieg zerstört und später nach Originalplänen neu gefertigt, die Teile wurden auf modernen Fräs- und Drehbänken hergestellt. Dieser Nachbau der Z1 ist mechanisch voll funktionsfähig und hat eine Rechengeschwindigkeit von 1 Hz (eine Rechenoperation pro Sekunde)
- 1938 Claude Shannon publiziert einen Artikel darüber, wie man symbolische Logik mit Relais implementieren kann. Während des Zweiten Weltkrieges gibt Alan Turing die entscheidenden Hinweise zur Entschlüsselung der ENIGMA-Codes und baut dafür einen speziellen mechanischen Rechner. Ebenfalls im Krieg baut Konrad Zuse die erste funktionstüchtige programmgesteuerte, binäre Rechenmaschine, bestehend aus einer großen Zahl von Relais, die Z3. Zeitgleich werden in den USA ähnliche elektronische Maschinen zur numerischen Berechnung gebaut. Auch Maschinen auf analoger Basis werden erstellt.
- 1941 Konrad Zuse stellt die Z3 fertig, die heute als der erste funktionstüchtige Computer gilt.
- 1943 IBM-Chef Thomas J. Watson sagt: "Ich glaube, es gibt einen weltweiten Bedarf an vielleicht fünf Computern."
- 1943 Tommy Flowers stellt mit seinem Team in Bletchley Park den ersten "Colossus" fertig.
- 1944 Fertigstellung des ASCC (Automatic Sequence Controlled Computer, "Mark I" durch Howard H. Aiken).
- 1944 Das Team um Reinold Weber stellt eine Entschlüsselungsmaschine für das Verschlüsselungsgerät M-209 der US-Streitkräfte fertig [http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/co/18371/1.html]. Zur Architektur der Rechenmaschinen Z1 und Z3: http://www.zib.de/zuse/Inhalt/Kommentare/Html/0687/0687.html.

Nachkriegszeit


- 1946 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) wird unter der Leitung von John Eckert und John Mauchly entwickelt.
- 1947 IBM baut den SSEC.
- 1947 Erfindung des Transistors.
- 1949 Maurice Wilkes stellt mit seinem Team in Cambridge den "EDSAC" (Electronic Delay Storage Automatic Computer) vor; basierend auf Neumanns EDVAC ist es der erste Rechner, der vollständig speicherprogrammierbar ist.
- 1949 Steve Kolberg stellt die Z4 fertig, deren Bau schon 1942 begonnen wurde und 1944 in wesentlichen Teilen abgeschlossen war, die aber kriegsbedingt nicht fertiggestellt werden konnte.
- 1950 Die Z4 geht an der ETH Zürich in Betrieb.
- 1951 UNIVAC I, kommerzieller Röhrenrechner der RAND Corporation.
- 1955 TRADIC, erster Computer, der komplett mit Transistoren statt Röhren bestückt ist. Gebaut von den Bell Labs für die US Air Force.
- 1955 OPREMA Erster Computer der DDR.
- 1956 Erstes Magnetplattensystem von IBM (RAMAC).

Sechziger


- 1960 IBM 1401, transistorisierter Rechner mit Lochkartensystem.
- 1960 DECs (Digital Equipment Corporation) erster Minicomputer, die PDP-1 (Programmierbarer Datenprozessor) erscheint.
- 1962 Telefunken_AG liefert die ersten TR 4 aus.
- 1964 DEC baut den Minicomputer PDP-8 für unter 20000 Dollar.
- 1964 IBM definiert die erste Computerarchitektur S/360, Rechner verschiedener Leistungsklassen können denselben Code ausführen.
- 1964 bei Texas Instruments wird der erste "Integrierte Schaltkreis", IC, entwickelt.
- 1966 D4a 33bit Auftischrechner der TU Dresden.
- 1968 HewlettPackard bewirbt den HP-9100A als "personal computer" in der Science-Ausgabe vom 4.Oct.1968.

Siebziger


- 1970 Intel baut mit dem 4004 den ersten in Serie gefertigten Mikroprozessor (2250 Transistoren).
- 1971 Telefunken liefert TR_440 Deutsches Rechenzentrum Darmstadt und Universitäten Bochum und München.
- 1972 der Illiac IV, ein Supercomputer mit Array-Prozessoren geht in Betrieb.
- 1973 Xerox Alto - Der erste Computer mit Maus, GUI und eingebauter Ethernet-Karte.
- 1973 beginnt die französische Firma R2E mit der Auslieferung des Micral.
- 1974 Motorola baut den 6800 Prozessor; Intel baut den 8080 Prozessor.
- 1975 MITS beginnt mit der Auslieferung des Altair 8800.
- 1976 die Firma Apple Computer bringt den Apple I auf den Markt; Zilog entwickelt den Z80 Prozessor.
- 1977 Ken Olson, Präsident und Gründer von DEC sagt: "Es gibt keinen Grund, warum jemand einen Computer zu Hause haben wollte."
- 1977 der Apple II, der Commodore PET und der Tandy TRS 80 kommen auf den Markt.
- 1978 DEC bringt die VAX-11/780, eine Maschine speziell für virtuelle Speicheradressierung, auf den Markt.
- 1979 Atari bringt seine Rechnermodelle 400 und 800 in die Läden. Revolutionär ist, dass mehrere Custom-Chips den Hauptprozessor entlasten.

Achtziger


- 1980er: Blütezeit der Heimcomputer, zunächst mit 8-Bit-Mikroprozessoren und einem Arbeitsspeicher bis 64 kB (Commodore VC20, C64, Sinclair ZX80/81, Sinclair ZX Spectrum, Schneider CPC 464/664), später auch leistungsfähigere Modelle mit 16-Bit- oder 16/32-Bit-Mikroprozessoren (z. B. Amiga, Atari ST).
- 1981 IBM stellt den IBM-PC (Personal-Computer) vor und bestimmt damit entscheidend die weitere Entwicklung.
- 1982 Intel bringt den 80286-Prozessor auf den Markt.
- 1982 Sun Microsystems entwickelt die Sun-1 Workstation.
- 1984 der Apple Macintosh kommt auf den Markt und setzt neue Maßstäbe für Benutzerfreundlichkeit.
- 1985, Januar Atari stellt den ST-Computer auf der CES in Las Vegas vor.
- 1985, Juli Commodore produziert den Amiga-Heimcomputer.
- 1986 Intel bringt den 80386-Prozessor auf den Markt; Motorola präsentiert den 68030-Prozessor.
- 1988 NeXT, Steve Jobs, Mitgründer von Apple, stellt den gleichnamigen Computer vor.
- 1989 Intel bringt den 80486 auf den Markt.

Neunziger

Internet ...
- 1991 Das AIM-Konsortium (Apple, IBM, Motorola) spezifiziert die PowerPC-Plattform.
- 1992 DEC stellt die ersten Systeme mit dem 64-Bit-Alpha-Prozessor vor.
- 1993 Intel bringt den Pentium-Prozessor auf den Markt.
- 1994 Leonard Adleman stellt mit dem TT-100 den ersten Prototypen für einen DNA-Computer vor.
- 1995 Intel bringt den Pentium-Pro-Prozessor auf den Markt.
- 1995 Be Incorporated stellt die BeBox vor.
- 1999 Intel baut den Supercomputer ASCI Red mit 9.472 Prozessoren.
- 1999 AMD stellt den Nachfolger der K6-Prozessorfamilie vor, den Athlon.

21. Jahrhundert

Beginn des 21. Jahrhunderts: Weitere Steigerung der Leistungsfähigkeit, fortschreitende Verkleinerung und Integration von Telekommunikation und Bildbearbeitung. Allgemeine, weltweite Verbreitung und Akzeptanz. Wechsel von klassischen Informationsdienstleistungen (Datendienste, Vermittlung, Handel, Medien) in das digitale Weltmedium Internet.
- 2001 IBM baut den Supercomputer ASCI White
- 2002 der NEC Earth Simulator geht in Betrieb
- 2003 Apple liefert den PowerMac G5 aus, erster Computer mit 64-Bit-Prozessoren für die breite Bevölkerung. AMD stellt mit dem Opteron und dem Athlon 64 seine ersten 64-Bit-Prozessoren vor.
- 2005 Renommierte Analysten erwarten, dass dieses Jahr weltweit 200 Mio neue PCs, Laptops und Server verkauft werden.
- 2005 AMD und Intel produzieren erste Dual-Core Prozessoren

Stichwörter zur Geschichte der Rechentechnik

Abakus, ARPANET, Hahn, Hamann, Logarithmentafel, OHDNER, OUGHTRED, PARTRIDGE, Pascal, Rechenschieber, Rechenstab, ROTH, Sprossenradmaschine, Zweispeziesrechner

Zukunft

Zukünftige Entwicklungen bestehen aus der möglichen Nutzung biologischer Systeme (Biocomputer), optischer Signalverarbeitung und neuen physikalischen Modellen (Quantencomputer). Weitere Verknüpfungen zwischen biologischer und technischer Informationsverarbeitung. Auf der anderen Seite nimmt man langsam Abstand von nicht realisierten Trends der letzten 20 Jahre, Expertensysteme und Künstliche Intelligenzen, die ein Bewusstsein entwickeln, sich selbst verbessern oder gar rekonstruieren, zu erforschen. Weitere Entwicklungen und Trends, von denen viele noch den Charakter von Schlagwörtern bzw. Hypes haben:
Autonomic Computing
Grid Computing
Pervasive Computing
Ubiquitäres Computing
Wearable Computing.

Siehe auch


- eine Übersicht über die Artikel zum Thema "Computer" finden Sie im Portal Informatik.

Literatur


- Konrad Zuse: Der Computer – Mein Lebenswerk, Springer: Berlin, 1993, ISBN 3-540-56292-3
- Ron White: So funktionieren Computer. Ein visueller Streifzug durch den Computer & alles, was dazu gehört, Markt+Technik: München, 2004, ISBN 3-8272-6714-5

Weblinks


- [http://www.homecomputermuseum.de Homecomputermuseum.de]
- [http://www.computergeschichte.de Computergeschichte.de]
- [http://www.classic-computing.de Verein zum Erhalt klassischer Computer e.V.]
- [http://www.atari-computermuseum.de Das Atari Computermuseum]
- [http://netzwerk.wisis.de/projekte/9.htm Deutsche EDV-Geschichte 1940er-1960er - SUSAS Netzwerk für Wissensweitergabe]
- [http://www.hnf.de Angeblich größtes Computermuseum der Welt in Paderborn]
- http://www.hchistory.de/index.php3
- [http://www.dm.fh-hannover.de/~petkli/foliant/_1st.html Ein Foliant zur Geschichte der Datenübertragung]
- [http://www.top500.org/ Liste der 500 leistungssstärksten Computer] Kategorie:Technikgeschichte ja:コンピュータ ko:컴퓨터 ms:Komputer nb:Datamaskin simple:Computer th:คอมพิวเตอร์

Ethernet

Ethernet ist eine rahmenbasierte Computer-Vernetzungstechnologie für lokale Netze (LANs). Sie definiert Kabeltypen und Signalisierung für die Bitübertragungsschicht sowie Paketformate und Protokolle für die Medienzugriffskontrolle (Media Access Control, MAC)/Sicherungsschicht des OSI-Modells. Ethernet ist weitestgehend in der IEEE-Norm 802.3 standardisiert. Es wurde ab den 1990ern zur meistverwendeten LAN-Technologie und hat alle anderen LAN-Standards wie Token Ring, FDDI und ARCNET verdrängt. Ethernet kann die Basis für Netzwerkprotokolle, wie z.B. TCP/IP, AppleTalk oder DECnet bilden.
Ethernet mit TCP/IP-Protokollstapel Ethernet mit AppleTalk-Protokollstapel

Geschichte

Ethernet wurde ursprünglich am Xerox Palo Alto Research Center (PARC) entwickelt. Eine weitverbreitete Geschichte besagt, dass Ethernet 1973 erfunden wurde, als Robert Metcalfe ein Memo über das Potenzial von Ethernet an seine Vorgesetzten schrieb. Er leitete das Protokoll von dem auf der Universität von Hawaii entwickelten funkbasierten Alohanet ab. Daher auch der Name Ether (engl. für "Äther", der nach früheren Annahmen das Medium zur Ausbreitung von (Funk-)Wellen ist) Net. Metcalfe selbst sagt, dass Ethernet über mehrere Jahre entwickelt wurde und sich daher kein Zeitpunkt festmachen lässt. 1976 veröffentlichten Metcalfe und sein Assistent David Boggs ein Papier mit dem Titel Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks. Metcalfe verließ Xerox 1979, um die Benutzung von Personal Computern und LANs zu fördern und gründete die Firma 3Com. Er überzeugte erfolgreich DEC, Intel und Xerox mit ihm zusammenzuarbeiten, um Ethernet zum Standard zu machen. Damals konkurrierende Techniken waren die proprietären Systeme Token Ring und ARCNET, die beide bald in einer wahren Flut von Ethernet-Produkten untergingen. 3Com wurde dabei ein großes Unternehmen.

Bitübertragungsschicht

Ethernet basiert auf der Idee, dass die Teilnehmer eines LANs Nachrichten durch eine Art Funk-System versenden, allerdings nur innerhalb eines gemeinsamen Leitungsnetzes, das manchmal als Äther bezeichnet wurde (der Äther war in der Vorstellung des 19. Jahrhunderts der Stoff, durch den sich das Licht hindurch bewegte). Jeder Teilnehmer hat einen global eindeutigen 48-bit-Schlüssel, der als seine MAC-Adresse bezeichnet wird. Dies soll sicherstellen, dass alle Systeme in einem Ethernet unterschiedliche Adressen haben. Ethernet überträgt die Daten auf dem Übertragungsmedium dabei im sogenannten Basisbandverfahren, d.h. in digitalem Zeitmultiplex.

Der CSMA/CD-Algorithmus

Ein Algorithmus mit dem Namen "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection" (CSMA/CD) regelt den Zugriff der Systeme auf das gemeinsame Medium. Man kann sich das gemeinsame Medium als ein Kabel, in einer Art Bus Topologie vorstellen. Er ist eine Weiterentwicklung des ALOHAnet-Protokolls, das in den 1960er-Jahren auf Hawaii zum Einsatz kam. In der Praxis funktioniert dieser Algorithmus bildlich wie eine Party, auf der alle Gäste ein gemeinsames Medium (die Luft) benutzen, um miteinander zu sprechen. Bevor sie sprechen, warten sie höflich darauf, dass der andere Gast zu reden aufgehört hat. Wenn zwei Gäste zur gleichen Zeit zu sprechen beginnen, stoppen beide und warten für eine kurze, zufällige Zeitspanne, in der Hoffnung, dass beide nicht wieder zur gleichen Zeit weitersprechen, und vermeiden so eine weitere Kollision. Damit die Kollision festgestellt und eine Sendewiederholung initiiert werden kann, müssen die Pakete abhängig von der Leitungslänge eine bestimmte Mindestlänge haben. Diese ergibt sich aus der physikalischen Übertragungsgeschwindigkeit (ca. 2/3 Lichtgeschwindigkeit) und der Übertragungsrate. Bei einer Übertragungsrate von 10 Mbit/s und einer maximalen Entfernung von 2,5 km zwischen zwei Stationen ist eine Mindestlänge von 64 Byte vorgeschrieben. Kleinere Pakete müssen entsprechend aufgefüllt werden.

Broadcast und Sicherheit

Da die gesamte Kommunikation auf der selben Leitung passiert, wird jede Information, die von einem Computer gesendet wurde, von allen empfangen. Diese Tatsache kann von Protokollen auf höheren Schichten genutzt werden, um Broadcast- (dt. Rundruf)-Nachrichten an alle angeschlossenen Systeme zu senden. Bei TCP/IP beispielsweise verwendet das ARP-Protokoll einen derartigen Mechanismus für die Auflösung der Schicht-2-Adressen. Andererseits werden Unicast-Nachrichten (also für genau einen Empfänger) ebenso von allen angeschlossenen Computern empfangen. Die meisten Ethernet-verbundenen Geräte müssen ständig Informationen ausfiltern, die nicht für sie bestimmt sind. Dies ist eine Sicherheitslücke von Ethernet, da ein Teilnehmer mit bösen Absichten den gesamten Datenverkehr auf der Leitung mitschneiden kann, wenn er möchte. In modernen, größeren Installationen werden fast ausschließlich Switches eingesetzt. Der Sicherheitsmangel wird durch die Einrichtung einer geswitchten Umgebung (wobei Switches anstatt Hubs als Zentralstücke benutzt werden) verringert, jedoch nicht behoben. Ein möglicher Angriff auf ein geswitchtes Ethernet ist das ARP-Spoofing oder MAC-Flooding. Sicherheit des Betriebs im Sinne der störungsfreien Verfügbarkeit von Daten und Diensten beruht auf der sog. LAN-Analyse.

Verbesserungen

Ethernet als gemeinsames Medium funktioniert gut, solange das Verkehrsaufkommen niedrig ist. Da die Chance für Kollisionen proportional mit der Anzahl der Transmitter und der zu sendenden Datenmenge ansteigt, tritt oberhalb von 50% Auslastung vermehrt ein als Congestion bekanntes Phänomen auf, wobei regelrechte Staus entstehen und eine vernünftige Arbeit mit dem Netzwerk nicht mehr möglich ist. Um dies zu lösen und die verfügbare Bandbreite zu maximieren, wurde das Switched Ethernet entwickelt. Im Switched Ethernet werden Repeater durch Bridges, und Hubs durch Switching Hubs (Switch) ersetzt. Dadurch wird die Kommunikation im Full-Duplex-Modus möglich, d.h. Daten können gleichzeitig gesendet und empfangen werden. Außerdem wird die Collision Domain in mehrere kleinere Collision Domains (meist eine pro Peer) zerteilt, was die Anzahl an Kollisionen reduziert bzw. Kollisionen gänzlich vermeidet.

Formate der Ethernet-Datenübertragungsblöcke und das Typfeld

Historische Formate

Es gibt vier Typen von Ethernet-Datenblöcken (engl. ethernet frames):
- Ethernet Version I (nicht mehr benutzt)
- Der Ethernet Version 2 oder Ethernet-II-Datenblock (engl. ethernet II frame), der sog. DIX-Frame (benannt nach DEC, Intel, und Xerox). Dies ist der heute meistverwendete Typ, da er oft direkt vom Internet Protocol benutzt wird.
- IEEE 802.x LLC (Logical Link Control) Frame
- IEEE 802.x LLC/SNAP Frame Die unterschiedlichen Datenblock-Typen haben unterschiedliche Formate und Paketgrößen, können aber auf dem selben physikalischen Medium parallel verwendet werden. Der ursprüngliche Xerox Version 1 Ethernet-Datenblock hatte ein 16-bit-Feld, in dem die Länge des Datenblocks hinterlegt war, obwohl die maximale Paketlänge auf 1.500 Bytes begrenzt war. Dieses Längen-Feld wurde in Xerox' Ethernet-II-Datenblock als Label weiterverwendet, mit der Konvention, dass Werte zwischen 0 und 1.500 auf das originale Ethernet-Format hindeuteten, und höhere Werte den EtherType und die Verwendung des neuen Datenblock-Formats anzeigten. Dies wird inzwischen in IEEE 802-Protokollen durch den SNAP Header unterstützt. Der EtherType zeigt über eine Protokollnummer das im Datenteil des Datenblocks verwendete Protokoll an. IEEE 802.x definierte das 16-bit-Feld nach den MAC-Adressen wieder als Längen-Feld. Da Ethernet-I-Datenblöcke nicht mehr benutzt werden, erlaubt dies festzustellen, ob es sich um einen Ethernet-II-Datenblock oder einen IEEE 802.x-Datenblock handelt und damit die Koexistenz beider Standards auf dem selben physikalischen Medium. Alle 802.x-Datenblöcke haben ein LLC-Feld. Durch Untersuchung des LLC-Feldes kann festgestellt werden, ob noch ein SNAP-Feld folgt.

Ethernet II

Die 802.x-Varianten haben heute eher akademische Bedeutung und sind nicht weit verbreitet. Der übliche Typ ist heute der Ethernet-II-Datenblock (engl. ethernet II frame), wie er von den meisten Internet Protocol-basierten Netzen benutzt wird. Es gibt zwar Techniken, um IP-Verkehr in 802.3-Frames zu kapseln, sie werden aber kaum verwendet. Internet Protocol

Der Aufbau

Der Ethernet-II-Datenblock besteht aus 7 Feldern: Die Präambel Die Präambel ist ein 7 Byte langes Feld, das der Synchronisation der Netzwerkgeräte dient. Sie besteht aus einer alternierenden Bitfolge (abwechselnd Einsen und Nullen). So können sich die beteiligten Geräte im Netzwerk auf eine eingehende Datenübertragung vorbereiten und sich auf den Takt des Signals synchronisieren. Anschliessend folgt das ein Byte große SFD. Dieses Feld ist ähnlich der Präambel, jedoch sind beiden letzten Bits auf 1.

Ziel- und Quell- MAC-Adresse
Die Zieladresse identifiziert den Zielrechner, der die Daten empfangen soll. Diese Adresse kann auch eine Multicast- / Broadcast-Adresse sein. Die Quelladresse identifiziert den Sender.

Die MAC-Adresse hat eine Länge von sechs Byte.

Das Type Feld
Gibt Auskunft über das verwendete Protokoll der nächsthöheren Schicht innerhalb der Nutzdaten.

Typfeld (EtherType) der wichtigsten Protokolle
Das Typfeld war ursprünglich ein Längenfeld. Da ein Frame aber nicht länger als 1500 Bytes sein darf, stellen die Werte über 1500 die Protokolltypen dar.
Die Nutzdaten
Die Nutzdaten können pro Datenblock zwischen 0 und 1500 Byte lang sein. Sie sind die eigentlichen Informationen, die übertragen werden sollen. Ist das Nutzdatenfeld kleiner als 46 Byte, muss ein PAD-Feld angehängt werden, um die Korrektheit des Ethernet-II-Datenblocks sicherzustellen.

Das PAD-Feld
Wird verwendet, wenn die Nutzdaten < 46 Byte sind, um den Ethernet-II-Rahmen auf die korrekte Minimalgröße von eben 64 Byte zu bringen. Diese erstreckt sich von den beiden MAC-Adressen bis zur FCS.

FCS (Frame Check Sequence)
Das FCS Feld stellt eine 32-Bit-CRC-Prüfsumme dar. Wenn ein Paket beim Sender erstellt wird, wird eine CRC-Berechnung über die gesamte Bitfolge außer der Präambel durchgeführt und die Prüfsumme an den Datenblock angehängt. Der Empfänger führt nach dem Empfang die selbe Berechnung aus und vergleicht sein Ergebnis mit dem Inhalt des FCS-Feldes. Stimmen die Werte nicht überein, geht der Empfänger von einer fehlerhaften Übertragung aus und der Datenblock wird verworfen. Zur Berechnung der CRC-32 werden die ersten 32 Bits der Mac-Adresse invertiert (zur Erkennung von fehlenden Nullen in den ersten Bits) und das Ergebnis ebenfalls invertiert (Vermeidung des Nullproblems).

Umwandlung in einen Datenstrom

Die Bytes ab der MAC-Adresse bis zum Ende der Nutzdaten werden mit dem niederwertigsten Bit zuerst übertragen. Die CRC wird dagegen mit dem höchstwertigsten Bit zuerst übertragen. Ein oder mehrere Bits werden danach durch einen Leitungscode kodiert, hauptsächlich zur Taktrückgewinnung und Verringerung des Gleichspannungsanteils. Beim alten 10 MBit Ethernet wurde eine einfache Manchesterkodierung zur Taktrückgewinnung und Gleichanteilunterdrückung verwendet, später 4B5B-Code (Taktrückgewinnung) in Kombination mit MLT-3-Code (Gleichspannungsanteil) etwa bei 100-MBit-Ethernet über Twisted-Pair-Kabel.

Ethernet-Medientypen

Die verschiedenen Ethernet-Varianten unterscheiden sich in Geschwindigkeit, den verwendeten Kabeltypen und der Leitungscodierung. Der Protokollstack arbeitet deshalb bei den meisten der folgenden Typen identisch. Die folgenden Abschnitte geben einen kurzen Überblick über alle offiziellen Ethernet-Medientypen. Zusätzlich zu diesen offiziellen Standards haben viele Hersteller proprietäre Medientypen entwickelt, häufig, um mit Glasfaserkabeln höhere Reichweiten zu erzielen.

Einige frühe Varianten von Ethernet


- Xerox Ethernet(Alto Aloha System) - Der Name stammt daher dass das Konzept auf XEROX PARC's ALTO Computern getestet wird. Die ursprüngliche Ethernet-Implementation, die während ihrer Entwicklung zwei Versionen hatte. Das Datenblock-Format der Version 2 wird noch immer überwiegend benutzt.
- 10Broad36 - Obsolet. Ein früher Standard, der Ethernet über größere Entfernungen unterstützte. Es benutzte Breitband-Modulationstechniken ähnlich denen von Kabelmodems und arbeitete mit Koaxialkabel.
- 1Base5 - Ein früher Versuch, eine günstige LAN-Lösung zu standardisieren. Arbeitete bei 1 Mbit/s und war ein kommerzieller Fehlschlag.
- StarLAN 1 - Die erste Ethernet-Implementation über Twisted-Pair-Kabel, entwickelt von AT&T.

10 Mbit/s Ethernet mit Koaxialkabel

AT&T
- 10Base2, IEEE 802.3a, (bekannt als Thin Wire Ethernet, Thinnet oder Cheapernet) - Koaxialkabel (RG58) mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm verbindet die Teilnehmer miteinander, jeder benutzt ein BNC-T-Stück zur Anbindung seiner Netzwerkkarte. An den beiden Leitungsenden sitzen Abschlusswiderstände. Ein Segment darf maximal 185 Meter lang sein, darf keine Abzweigungen besitzen und der Abstand vom T-Stück bis zur Netwerkkarte nur wenige Zentimeter betragen. Für viele Jahre war dies der dominierende Ethernet-Standard für 10 Mbit/s.
- 10Base5, IEEE 802.3, (auch Thicknet oder Yellow Cable) - ein früher IEEE-Standard, der ein 10 mm dickes Koaxialkabel (RG8) mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm verwendete. Zum Anschluss von Geräten muss mittels einer Bohrschablone ein Loch in das Kabel gebohrt werden, durch das ein Kontakt einer Spezialklemme (Vampirklemme) des Transceivers eingeführt und festgeklammert wird. An diesen Transreceiver wird mittels der AUI-Schnittstelle über ein Verbindungskabel die Netzwerkkarte des Computers angeschlossen. Dieser Standard bietet 10 Mbit/s Datenrate bei Übertragung im Base-Band und 500 m Reichweite. Die Leitung hat keine Abzweigungen, und an den Enden sitzen 50 Ohm Abschlusswiderstände. Dieser Typ ist eigentlich obsolet, aber aufgrund seiner weiten Verbreitung in den frühen Tagen noch immer in einigen Systemen in Benutzung.

10 Mbit/s Ethernet mit Twisted-Pair-Kabel

Wellenwiderstand
- StarLAN 10 - Die erste Ethernet-Implementation über Twisted-Pair-Kabel mit 10 Mbit/s, ebenfalls von AT&T. Wurde später zu 10Base-T weiterentwickelt.
- 10Base-T, IEEE 802.3i, - läuft über vier Adern (zwei verdrillte Paare) eines CAT-3 oder CAT-5-Kabels. Ein Hub oder Switch sitzt in der Mitte und hat für jeden Teilnehmer einen Port. Die Übertragungsgeschwindigkeit ist 10MBit/s und die maximale Länge eines Segments 100 Meter. Diese Konfiguration wird auch für 100Base-T benutzt. Physikalisch sind die Steckverbindungen als RJ-45 ausgeführt. Steckerbelegung: Pin1 - Transmit+; Pin2 - Transmit-; Pin3 - Receive+; Pin6 - Receive- (gerade Verkabelung)

10 Mbit/s Ethernet mit Glasfaser-Kabeln


- FOIRL - Fiber-optic inter-repeater link. Der ursprüngliche Standard für Ethernet über Glasfaserkabel.
- 10Base-F, IEEE 802.3j, - Allgemeiner Ausdruck für die neue Familie von 10 Mbit/s Ethernet-Standards: 10Base-FL, 10Base-FB und 10Base-FP. Der einzig weiter verbreitete davon ist 10Base-FL.
- 10Base-FL - Eine revidierte Version des FOIRL-Standards.
- 10Base-FB - Gedacht für Backbones, die mehrere Hubs oder Switches verbinden. Ist inzwischen technisch überholt.
- 10Base-FP - Ein passives sternförmiges Netzwerk, das keinen Repeater brauchte. Es gibt keine Implementationen.
- 10Base-SX - 10/100 Mbit/s Ethernet über Glasfaser.

Fast Ethernet


- 100Base-T - Allgemeine Bezeichnung für die drei 100 Mbit/s-Ethernetstandards über Twisted-Pair-Kabel, 100Base-TX, 100Base-T4 und 100Base-T2.
- 100Base-TX, IEEE 802.3u, - Benutzt wie 10Base-T zwei verdrillte Adernpaare, benötigt allerdings Cat 5 Kabel. Mit 100 Mbit/s ist 100Base-TX heute die Standard-Ethernet-Implementation.
- 100Base-T4 - 100 Mbit/s Ethernet über Category 3 Kabel (wie es in 10Base-T-Installationen genutzt wird). Nutzt alle vier Adernpaare des Kabels. Es ist inzwischen obsolet, da Category 5-Verkabelung heute die Norm darstellt. Es ist darüber hinaus auf Halbduplex-Übertragung begrenzt.
- 100Base-T2 - Es existieren keine Produkte. Bietet 100 Mbit/s Datenrate über Cat 3-Kabel. Unterstützt den Full-Duplex-Modus und benutzt nur zwei Paare. Es ist damit funktionell äquivalent zu 100Base-TX, unterstützt aber alte Kabel.
- 100Base-FX - 100 Mbit/s Ethernet über Glasfaser.
- 100Base-SX - 10/100 Mbit/s Ethernet über Glasfaser.

Gigabit Ethernet


- 1000Base-T, IEEE 802.3ab - 1 Gbit/s über Kupferkabel ab Cat5 UTP (unshielded twisted pair). Wichtige Merkmale des Verfahrens sind: :
- Nutzung aller 4 Doppeladern, 2 für die eine und 2 für die entgegengesetzte Richtung :
- Modulationsverfahren 5-PAM (Pulsamplitudenmodulation mit fünf Zuständen) übermittelt 2 Bit pro Schritt und Adernpaar :
- Einsatz einer Trellis-Codierung und Scrambling :
- Schrittgeschwindigkeit 125 MBaud pro Adernpaar :
- Übertragungsfrequenz von 62,5 MHz :
- Vollduplexbetrieb durch Echokompensation.
- 1000Base-SX, IEEE 802.3z, - 1 Gbit/s über Glasfaser. Zum Einsatz kommen hierbei im Normalfall Multimode-Glasfaserkabel. Es wird jedoch auch eine Übertragung über die teurere und hochwertigere Singlemode-Glasfaserkabel unterstützt. Beim Einsatz von Multimode-Glasfaserkabeln kann eine Entfernung von 200 m bis 550 m mit 1000Base-SX überwunden werden, wird Singlemode-Glasfaserkabel verwendet sind bis zu 2 km möglich. 1000Base-SX ist nur für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, die Full-Duplex einsetzen, spezifiziert. Verbindungen nach dem CSMA/CD-Algorithmus sind bei 1000Base-SX nicht vorgesehen. Das verwendete Licht hat einen Wellenlänge von 850 nm und liegt somit im Infrarot-Bereich. Für die meisten Menschen ist dieses Licht gerade noch als rotes Licht wahrnehmbar, ein direktes in die Lichtquelle schauen ist, wie bei fast allen Laservarianten, für die Augen schädlich. Augen
- 1000Base-LX, IEEE 802.3z, - 1 Gbit/s über Glasfaser. Zum Einsatz kommen hierbei ausschließlich die Singlemode- oder Monomode-Glasfaser. Die mit dieser Übertragungsvariante überwindbaren Entfernung betragen bis zu 10 km. Die restlichen Eigenschaften gleichen denen von 1000Base-SX.
- 1000Base-CX - Der Vorgänger von 1000Base-T. Als Übertragungsmedium wird Shielded-Twisted-Pair-Kabel (STP) mit einer maximalen Kabellänge von 25 m und einer Impendanz von 150 Ohm eingesetzt. Der Anschluss erfolgt über RJ45-Stecker in einer Sterntopologie. Die Übertragungsrate beträgt 1000 Mbit/s. Die Schnittstelle zum Switch oder Hostadapter wird bei Gigabit-Ethernet häufig über einen GBIC (GigaBit Interface Converter) realisiert.

10 Gigabit Ethernet

Der neue 10-Gigabit Ethernet-Standard bringt acht unterschiedliche Medientypen, sieben Glasfaser- und einen Kupfermedientyp, für LAN, MAN und WAN mit sich. Der Standard für die Glasfaserübertragung heißt IEEE 802.3ae, der Standard für Kupfer ist IEEE 802.3ak und IEEE 802.3an.
- 10GBase-SR - entwickelt um kurze Strecken mit vorhandenen Multimode-Fasern zu überbrücken. Hat abhängig vom Kabeltyp eine Reichweite zwischen 26 und 82 m. Außerdem unterstützt es 300 m Reichweite über eine neue 2000 MHz
- km (Bandbreiten-Längen-Produkt) Multimode-Faser.
- 10GBase-LX4 - nutzt Wavelength Division Multiplexing um Reichweiten zwischen 240 und 300 m über vorhandene Multimode-Fasern zu ermöglichen. 10GBase-LW4 unterstützt außerdem 10 km über Single-Mode-Fasern.
- 10GBase-LR und 10GBASE-ER - diese Standards ermöglichen 10 bzw. 40 km über Single-Mode-Fasern.
- 10GBase-SW, 10GBase-LW and 10GBase-EW - Diese Varianten benutzen einen zusätzlichen WAN PHY, um mit OC-192 / STM-64 SONET/SDH-Equipment zusammenarbeiten zu können. Der Physical Layer entspricht 10GBase-SR bzw. 10GBase-LR und 10GBase-ER, sie benutzen daher auch die gleichen Fasertypen und erreichen die selben Reichweiten (zu 10GBase-LX4 gibt es keine entsprechende Variante mit WAN PHY).
- 10GBase-CX4, beschreibt die Möglichkeit einer 10 Gigabit Übertragung über doppelt-twinaxiale Kupferkabel auf einer maximalen Länge von 15 m.
- 10GBase-T, beschreibt die Möglichkeit einer 10 Gigabit Übertragung über vier Paare aus verdrillten Doppeladern auf einer maximalen Länge von 100 m. Die dafür verwendete strukturierte Verkabelung wird im Standard EIA/TIA 568 beschrieben. Die nächste Aktualisierung dieses Standards wird im Jahr 2006 erwartet. 10 Gigabit Ethernet ist noch sehr neu, welche Standards kommerziell erfolgreich werden, muss abgewartet werden.

Power over Ethernet

Ebenfalls zur Familie der Ethernet-Standards gehört IEEE 802.3af, das Verfahren beschreibt, mit denen sich Ethernet-fähige Geräte über das Twisted-Pair-Kabel mit Energie versorgen lassen. Dabei werden entweder die ungenutzen Adern der Leitung verwendet oder es wird zusätzlich zum Datensignal ein Gleichstromanteil über die vier verwendeten Adern übertragen.

Verwandte Standards

Folgende Netzwerk-Standards gehören nicht zum IEEE 802.3 Ethernet-Standard, unterstützen aber das Ethernet-Datenblockformat und können mit Ethernet zusammenarbeiten:
- Wireless LAN (IEEE 802.11) - Drahtlose Vernetzung im Geschwindigkeitsbereich zwischen 2 und 54 Mbit/s.
- VG-AnyLan oder 100BaseVG - Ein früher Konkurrent zu 100 Mbit/s Ethernet. Läuft über Kategorie-3-Kabel, nutzt 4 Adernpaare und war ein kommerzieller Fehlschlag. Hewlett Packard brachte die damals technisch überlegene Technik mit lebenslanger Garantie auf alle Komponenten in den Handel.
- TIA 100Base-SX - Von der Telecommunications Industry Association promoteter Standard. 100BASE-SX ist eine alternative Implementation von 100 Mbit/s Ethernet über Glasfaser; ist inkompatibel mit dem offiziellen 100Base-FX-Standard. Sein Haupt-Feature ist die mögliche Interoperabilität mit 10Base-FL, da es Autonegotiation zwischen 10 oder 100 Mbit/s beherrscht. Die offiziellen Standards können dies auf Grund unterschiedlicher Wellenlängen der verwendeten LEDs nicht. Zielgruppe sind Organisationen mit einer bereits installierten 10 Mbit/s Glasfaser-Basis.
- TIA 1000Base-TX - Stammt ebenfalls von der Telecommunications Industry Association. War ein kommerzieller Fehlschlag, und es existieren keine Produkte. 1000Base-TX benutzt ein einfacheres Protokoll als der offizielle 1000Base-T-Standard, benötigt aber Cat 6 Kabel.
- InfiniBand ist ein Bussystem, das eine bidirektionale Datenübertragung mit bis zu 10 Gbit/s zulässt.

Siehe auch


- Patchkabel
- Ethernet-Powerlink
- Leitungsgebundene Telekommunikationsverfahren
- Autosensing
- LAN-Analyse
- 5-4-3-Regel
- Industrial Ethernet

Literatur


- Charles E. Spurgeon: Ethernet. The Definitive Guide. O'Reilly & Associates, Inc., Sebastopol, CA 2000. ISBN 1-56592-660-9
- Alexis Ferrero: The evolving Ethernet, ISBN 0-201-87726-0
- Frank R. Walther: Networkers Guide. Pearson / Markt+Technik 2000/2003 ISBN 3-8272-6502-9

Weblinks


- http://www.ethermanage.com/ethernet/ethernet.html
- http://www.ieee802.org/3/
- [http://www.10gea.org/ 10 Gigabit Ethernet Alliance Website]
- [http://www.wildpackets.com/support/compendium/ethernet/frame_formats Ethernet Frame-Formate]
- [http://www.technologies.de/eth0/tutorial/split/node4.html Beschreibung der Ethernet-Technologie]
- [http://www.p-lan.de Beschreibungen und Hilfen zur Ethernet Technologie]
- [http://www.koehler-ks.de/Ethernet.html Ethernet-Paketformate]
- [http://www.heineshof.de/lan/lan-index.html#ethernetzugriff Lokale Netze (LAN) auf der Basis von Ethernet und TCP/IP] Kategorie:Netzwerkarchitektur ja:イーサネット ko:이더넷

Token Ring

Token Ring ist eine Vernetzungstechnologie für Computernetzwerke, festgelegt in der Spezifikation IEEE 802.5. Sie definiert Kabeltypen und Signalisierung für die Bitübertragungsschicht, Paketformate und Protokolle für die Medienzugriffskontrolle (Media Access Control, MAC)/Sicherungsschicht des OSI-Modells.

Implementierungen

Erste Implementierungen waren der Cambridge Ring und StarNET der englischen Firma Procom. Token Ring ist bei IBM (in der Schweiz) Mitte 1980 weiterentwickelt worden und war lange Zeit Standard bei Netzwerken von IBM und damit auch bei allen, die Rechner von IBM einsetzten. IBM weicht in Kleinigkeiten vom Standard IEEE 802.5 ab.

Übertragung (technisch)

Grundprinzip ist die kollisionsfreie Übertragung der Datenpakete zwischen den einzelnen Stationen. Damit erreicht Token Ring trotz der niedrigeren Geschwindigkeit von 4 und 16 Mbit/s ähnliche Übertragungsraten wie ein 10 oder 100 Mbit/s schnelles Ethernet. Das Verfahren ist auch für 100 Mbit/s und 1 Gbit/s spezifiziert, wird aber kaum noch eingesetzt. Der Name Token Ring rührt daher, dass das Netz mit dem Token-Passing-Zugriffsverfahren arbeitet und dem Aufbau einer logischen Ring-Topologie entspricht. Die Anschlussart an das Medium ist damit aktiv (beispielsweise im Gegensatz zum passiven Ethernet), das heißt, die Netzwerkstationen beteiligen sich fortwährend aktiv an der Weitergabe des Tokens (s.u.), und werden nicht nur dann aktiv, wenn sie selbst senden wollen. Token-Passing ist ein Protokoll der Schicht 2 (Datensicherungsschicht) im OSI-Modell. Der verwendete Leitungscode ist der differentielle Manchester-Code.

Topologie-Eigenschaften

Die logische Topologie von Token Ring ist - wie der Name schon sagt - ein Ring. Eingesetzt wurden aber so genannte MSAUs, MAUs (Multistation Access Unit) oder zu gut deutsch RLV (Ringleitungsverteiler), die eine sternförmige (bei Verwendung mehrerer Ringleitungsverteiler eine Stern-Ring) Verkabelung ermöglichen. Diese Verteiler sind nur soweit intelligent, als dass sie nicht belegte Ports bzw. mit ausgeschalteten Stationen belegte Ports durchschleifen, um den Ring zu erhalten. Im Vergleich zu Ethernet-Switches, die eine Kollisionserkennung verlangen, sind die Anforderungen an den Verteiler minimal.

Übertragung (logisch)

Ein Token kreist bei Token-Ring-Netzen über den Ring: Das Token wird stets von einem Knoten an den nächsten weitergereicht. Selbst im Leerlauf geben die Stationen das Paket fortwährend weiter. Möchte nun ein Computer Daten versenden, wartet er, bis das Token ihn erreicht hat, dann hängt er seine Nutzdaten daran an. Zugleich ergänzt er das Token um Steuersignale und setzt außerdem das Token-Bit von 0 (für "freies Token") auf 1, aus dem Frei-Token wird also ein Datenrahmen. Nach dem Vorgang setzt der Computer den Datenrahmen wieder auf den Ring, wo dieser genau wie das Frei-Token zuvor von den einzelnen Knoten weitergereicht wird. Jeder Rechner prüft, ob das Paket an ihn adressiert ist und setzt es anderenfalls zurück auf den Ring. Erhält der vorgesehene Empfänger den an ihn adressierten Datenrahmen, kopiert er die Nutzdaten und quittiert den Datenempfang. Der Sender erhält die Quittung und setzt wieder ein Frei-Token auf den Ring.

Aufbau des Token Frames

Ein Token besteht aus 3 Byte mit folgendem Aufbau:
- J und K bedeuten Codeverletzungen im differentiellen Manchester-Code, d.h. in der Taktmitte tritt kein Polaritätswechsel auf.
- I - Zwischenrahmenbit - 1: weitere Rahmen folgen ; 0: letzter Rahmen
- E - Fehlerbit - 0: am Anfang ; 1: Falls Fehler entdeckt wurde
- P - Zugriffspriorität
- T - Tokenbit - 0: freies Token ; 1: Rahmen (Frame)
- M - Monitorbit - 1: Monitor 0: Erzeuger
- R - Reservierungsbit - Das nächste Token wird mit diesem Bit im Prioritätsbit erzeugt

Arten von Token Ring


- Single Frame: Tokenfreigabe nach Erhalt des letzten Bit des eigenen Frames.
- Single Token: Tokenfreigabe nach Erhalt des ersten Bit des eigenen Frames.
- Multiple Frame: Tokenfreigabe nach Senden des letzten Bit des eigenen Frames.

Fehlersituationen

Fehlersituationen im Token Ring werden in der Regel von einer so genannten Monitorstation (AM, Activity Monitor) behoben. Dieser AM muss nicht zwingend der Server sein, es ist meist vielmehr der Adapter, der das erste Token generiert hat. Das kann auch eine ganz normale Workstation gewesen sein.

Verlust des Tokens

Nach dem Ablauf einer Kontrollzeit (Timeout) erzeugt die Monitorstation ein neues Frei-Token.

Endlos kreisendes Paket

Fällt eine Empfängerstation aus, noch bevor sie das an sie adressierte Token vom Ring genommen hat, würde es ohne Fehlerbehandlung endlos kreisen. Um das zu verhindern, setzt die Monitorstation das M-Bit im AC-Bereich des Tokens (s.o.), wenn das Token bei ihm vorbeikommt. Erhält die Station dasselbe Token wieder, ohne dass der Empfänger es vom Netz genommen hat, vernichtet die Monitorstation das Token und erzeugt ein neues Frei-Token.

Doppeltes Token

Die sendende Station bricht ab, sobald sie ein fremd adressiertes Token erhält. ja

Ausfall des Monitors

Fällt ausgerechnet die oben genannte Monitorstation aus, handeln die verbleibenden Stationen untereinander einen neuen Monitor aus.

Ausfall einer Netzschnittstelle

Bei Einsatz eines Ringleitungsverteilers überbrückt dieser die betroffene Stelle.

Weblinks


- http://standards.ieee.org/getieee802/portfolio.html Offizielle IEEE 802 Standards zum Download
- http://www.ieee802.org/5/www8025org/ Offizielle IEEE 802.5 Webseite (wird nicht mehr gepflegt)
- http://www.NetworkUptime.com/faqs/token-ring Siehe auch: FDDI, Token Bus Kategorie:Netzwerkarchitektur ja:トークンリング

ARCNET

ARCNet (Attached Resources Computer Network) ist eine Vernetzungstechnologie für lokale Netzwerke (LANs). Sie definiert Kabeltypen und Signalisierung für die Bitübertragungsschicht (physikalische Schicht) und Paketformate und Protokolle für die Medienzugriffskontrolle (Media Access Control, MAC)/Sicherungsschicht des OSI-Modells. Erfinder des Netzwerkes war die Fa. Datapoint 1976. ARCNet wird physisch als Stern bzw. Baum aufgebaut. Die Vermittlungskomponenten können aktive oder passive Hubs sein, wobei aktive und passive Hubs beliebig gemischt werden können. In der ursprünglichen Form wurde ARCNet mit Koaxial-Kabeln aufgebaut. Im Lauf der Entwicklung wurden auch UTP und Glasfaser spezifiziert. Die Koaxial-Kabel entsprechen nicht dem von Thin Ethernet bekannten Typ RG-58 (mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm) sondern RG-62 mit einem Wellenwiderstand von 93 Ohm. Der Anschluss an Hub und Computer erfolgt wahlweise in Sternform direkt per BNC-Steckverbinder ohne das durch Thin Ethernet bekannte T-Stück an den Hub, wobei kein Abschlusswiderstand erforderlich ist, da die Terminierung der Kabel direkt im Hub bzw. auf der Karte erfolgt. Die zweite Variante als Bus ist genauso mit T-Stücken verkabelt wie Thin Ethernet und hat auch Abschlusswiderstände am Kabelende. Das Zugriffsverfahren von ARCNet ist Token Bus. Hier wird, ähnlich wie beim Zugriffsverfahren Token Ring ein Token auf die Reise geschickt, das in einer festgelegten Reihenfolge weitergereicht wird. Bei Token Ring ist dies durch die Verkabelung vorgegeben. Bei ARCNet wird das Token immer in das gesamte Netzwerk gesendet, und die nächste Station in einer logischen Reihenfolge nimmt das Token auf. Die Reihenfolge ist den Karten als Knoten-ID (fortlaufende Nummerierung) auf einem außen zugänglichen DIP-Switch mitzugeben. Die Übertragungsrate lag mit 2,5 Mbit/s (20 Mbit/s durch Einsatz von ARCNet-Plus Karten) niedriger als Ethernet und Token Ring. Da aber, wie bei Token Ring, keine Kollision das Tempo der Übertragung bremsen konnte, ist auch mit dieser Übertragungsrate eine gute Geschwindigkeit zu erreichen gewesen. ARCNet hat mit der weiteren Verbreitung von Fast Ethernet in lokalen Netzwerken seine Bedeutung verloren. Kategorie:Netzwerkarchitektur ja:アークネット

Infrastruktur

Der Sammelbegriff Infrastruktur ist dem lateinischen infra (unten, unterhalb) abgeleitet. Infrastruktur und Suprastruktur sind Begriffe, die erstmals von der NATO verwendet wurden. Infrastruktur bezeichnete ursprünglich die im Boden befindlichen Leitungen wie Rohrleitungen und Kabel. Infrastruktur' (somit Unterbau) bezeichnet alle langlebigen Grundeinrichtungen personeller, materieller und institutioneller Art, die das Funktionieren einer arbeitsteiligen Volkswirtschaft garantieren. Meist wird sie Öffentliche Infrastruktur genannt. Die Planung, Erstellung und Instandhaltung einer Infrastruktur ist im Normalfall die Aufgabe des Staates oder ihm assoziierter Organe (öffentlich-rechtliche Einrichtungen, Staatsbetriebe). Im Zuge der Privatisierung von öffentlichen/staatlichen Betrieben und staatlichen Aufgaben werden insbesondere Erstellung und Instandhaltung der Infrastruktur vermehrt privaten bzw. privatrechtlich organisierten Firmen übertragen. Die Planungshoheit bleibt aber weiterhin beim Staat. Die Nutzung einer Infrastruktur ist jedem Bürger eines Staates möglich bzw. verpflichtend (z. B. Müllentsorgung). Nutzungsgebühren sind in der Regel durch den Nutzer zu entrichten. Die Erstellung einer (öffentlichen) Infrastruktur wird dagegen meist durch Steuergelder finanziert. Bei der Infrastruktur gibt es mitunter nationale Besonderheiten. So verfügen die Schweiz, Österreich und Deutschland über ein Bahnstromnetz, während in den anderen Ländern der elektrische Bahnbetrieb im Regelfall mit Strom des allgemeinen Elektrizitätsnetzes durchgeführt wird. Es gibt folgende Arten von öffentlichen Infrastrukturen:

Technische Infrastruktur


- Versorgung
  - Energieversorgung
    - Strom
    - Gas
    - Fernheizung
  - Wasserwirtschaft
- Entsorgung
  - Müllentsorgung
  - Abwasser
  - Wertstoffverwertung
- Kommunikation
  - Telefon
  - Rundfunk
  - Fernsehen
  - Internet
  - Sonstige Funkdienste (wie Zeitzeichensender)
- Verkehrsinfrastruktur
  - öffentlicher Verkehr
    - Binnengewässer
    - Seeschifffahrt
    - Eisenbahnen
    - Öffentlicher Personenverkehr
    - Luftverkehr
    - Flughäfen
    - Navigationsfunksender für Luft- und Seefahrzeuge
  - Individualverkehr
    - Straßen
    - Radwege
    - Gehwege

Infrastrukturrecht

Infrastrukturrecht ist das Recht, dass sich mit der staatlichen und kommunalen Infrastruktur und der Gewährleistung flächendeckender Angebote der Daseinsvorsorge beschäftigt (Wasser, Abwasser, Energie, Verkehr, Telekommunikation, Post). Dabei handelt es sich um ein Querschnittsrecht. D.h., es gibt keinen Gesetztext, in dem zentral Infrastrukturrecht geregelt wäre. Bestimmungen des Infrastrukturrechts finden sich daher in:
- Grundgesetz (GG),
- EG-Vertrag (EGV),
- EU-Verordnungen, EU-Richtlinien und EU-Entscheidungen,
- EG-Beihilfenrecht,
- EU-Wettbewerbsrecht, EU-Kartellrecht,
- Rechtsprechung des EuGH (europäischer Gerichtshof),
- Kartellrecht (Gesetz gegen Wettbewerbsbeschränkungen - GWB),
- Wettbewerbsrecht (GWB, Gesetz gegen unlauteren Wettbewerb – UWG),
- Freistellungsverordnungen,
- Vergaberecht (GWB, Vergabeverordnungen – VgV)
- Rechtsprechung der Vergabesenate und Kartellsenate des BGH und der Oberlandesgerichte,
- Entscheidungen der Kartellbehörden und der EU-Kommission
- Beschlüssen der Vergabenachprüfungsinstanzen. ---- Im Infrastrukturrecht sind insbesondere folgende Aspekte von Bedeutung:
- Offener und diskriminierungsfreier Netzzugang,
- Ausschreibungspflicht,
- Missbrauch marktbeherrschender Stellung,
- Durchleitungsentgelte,
- Gemeinsame Nutzung (ggf. Finanzierung) von Infrastruktureinrichtungen,
- Berechtigung zum Erhebungen von Maut und Gebühr (Beleihung),
- Gebührenhöhe, Mauthöhe,
- Erhebung von Erschließungsbeträgen / Erschließungsgebühren,
- Vermeidung von Doppelbelastungen für Nutzer / Bürger,
- Privatfinanzierung staatlicher und kommunaler Infrastruktur.
---- Die herausragende Bedeutung des Infrastrukturrechts beruht auf der großen Bedeutung staatlicher und kommunaler Infrastruktur.
Staatliche und kommunale Infrastruktur ist:

- Wasser (z.B. Wasserleitungen, Brunnen, Wasserwerke, Wasseraufbereitung)
- Abwasser (z.B. Kanalisation, Klärwerk, Vorfluter, Versickerungsanlage)
- Straßen (z.B. Straßen, Autobahn, Umgehungsstraße, Straßenbau, Straßenausbau, Autobahnbau, Autobahnausbau, Brücken, Tunnel, Pässe, Umgehungsstraßen)
- Immobilien (z.B. Verwaltungsgebäude, Rathaus, Schule, Turnhalle, Schwimmbad)
- Schienenverkehr (z.B. Schienennetze, Schienenstrecken, Hochgeschwindigkeitsstrecken, Streckenausbau, zweigleisiger Ausbau, Errichtung von Haltestellen und Bahnhöfen, Sanierung von Bahnhöfen)
- Nahverkehr (z.B. Ausbau von U-Bahn-Strecken, Errichtung von Ergastankstellen / Wasserstofftankstellen für den ÖPNV, Ausbau von Straßenbahnen, Haltepunkte, Park ans Ride Gelegenheiten)
- Abfall (z.B. Abfalleinsammlung, Abfallsammlung, Abfallbeseitung, Müllverbrennung, Mülldeponie)
- Strom (z.B. Stromnetz, Hausanschlüsse, Kraftwerke, Umspannwerke)
- Fernwärme (z.B. Leitungsnetz, Kraftwerke)
- Gas (z.B. Leitungen, Hausanschlüsse)
- Telekommunikation (z.B. Leitungen, Netzknoten, Hausanschlüsse) ---- Nähere Informationen zur Privatfinanzierung staatlicher und kommunaler Infrastruktur finden Sie auf den folgenden Seiten:[http://www.infrastruktur-recht.de/ infrastruktur-recht]

Rechtliche und Soziale Infrastruktur


- Rechtsordnung
- Verwaltung
- Dienstleistungen
  - Schulen und andere Bildungseinrichtungen
  - Kinderbetreuungs-Einrichtungen
  - Krankenhäuser und Pflegedienste
  - Polizei
  - Feuerwehr und Rettungsdienste
- Kulturelle Einrichtungen
  - Bibliotheken
  - Museen
  - Ausstellungsräume
  - Sehenswürdigkeiten

Siehe auch

Freie Informationsinfrastruktur Kategorie:Volkswirtschaftslehre Kategorie:Politik Kategorie:Öffentliches Recht Kategorie:Struktur Kategorie:IT-Management ja:インフラストラクチャー ms:Infrastruktur

Router

Ein Router [] (amerik.)/[] (brit.) ist ein Vermittlungsrechner, der in einem Netz dafür sorgt, dass bei ihm eintreffende Daten eines Protokolls zum vorgesehenen Zielnetz bzw. Subnetz weitergeleitet werden (=Routing).

Arbeitsweise

Router arbeiten auf Schicht 3 (der Netzwerkebene / Network-Layer) des OSI-Referenzmodells. Ein Router besitzt für jedes an ihn angeschlossene Netz eine Schnittstelle (auch Interface). Beim Eintreffen von Daten muss ein Router den richtigen Weg zum Ziel und damit die passende Schnittstelle bestimmen, über welche die Daten weiterzuleiten sind. Dazu bedient er sich einer lokal vorhandenen Routingtabelle, die angibt, über welchem Anschluss des Routers (bzw. welche Zwischenstation) welches Netzwerk erreichbar ist. Für nicht routbare Protokolle muss ein Router mit einer Bridgefunktion verwendet werden, auch Brouter genannt. Am Router endet sowohl die Kollisions- als auch Broadcastdomäne. Will man trotzdem Broadcast basierte Dienste, wie DHCP, benutzen, muss ein so genannter Relay Agent konfiguriert werden. Dieser sorgt dann dafür, dass Broadcasts auch über den Router hinweg ausgebreitet werden. Außerdem sind Ein- und Mehrprotokoll-Router zu unterscheiden. Einprotokoll-Router können nur in homogenen Umgebungen eingesetzt werden. Solche Geräte sind nur in der Lage, z. B. IP zu routen. Daher verlieren diese Router in größeren Umgebungen stark an Bedeutung. Hier kommt es eindeutig darauf an, dass mehrere Protokoll-Stacks unterstützt werden. Wichtig ist hierbei auch die Unterscheidung zwischen gerouteten Protokollen (z. B. IP oder IPX) und Routing-Protokollen. Routing-Protokolle dienen der Verwaltung des Routing-Vorgangs und der Kommunikation zwischen den Routern, die z. B. ihre Routing-Tabellen austauschen (z. B. RIP oder OSPF).

Abgrenzung

Eine Bridge

Router arbeiten medienunabhängig aber protokollabhängig – bei einer Bridge ist dies genau umgekehrt.
- Med