Was sind nun die Unterschiede zwischen den beiden Standards? Neben geringfügig anderen Kabeldurchmessern und dem etwas anderen Aufbau der Datenrahmen ist der Heart-Beat der Unterschied, der die meisten Probleme verursacht. In der Version-2.0-Spezifikation erzeugt der Transceiver von Zeit zu Zeit ein Signal (SQE), um der angeschlossenen Station zu signalisieren, dass der Transceiver vorhanden und funktionsfähig ist. Dieses Signal wird als Herzschlag (Heart-Beat) bezeichnet. Die IEEE 802.3-Norm dagegen verwendet SQE (= Signal Quality Error), um eine Störung zu signalisieren. Schließt man nun einen 802.3-Transceiver an einen 2.0-Controller an, so wird dem Controller signalisiert, dass der Transceiver defekt ist, weil er kein Heart-Beat-Signal sendet. In der umgekehrten Konstellation empfängt der Controller ständig Störungsmeldungen in Form von SQE-Signalen. Aus diesem Grund ist das Verhalten im Bezug auf das SQE-Signal heute bei den meistens Transceivern einstellbar.

1. Stationen
Es gibt Ethernet-Stationen verschiedenster Art: zunächst einmal die diversen CPUs, die jeweils mit einem Ethernet-Interface ausgestattet sein müssen. Weitere Arten von Stationen sind beispielsweise Terminals oder Workstations mit fest eingebauten Ethernet-Anschluß, Terminalserver, Brücken oder Router zur Verbindung mit anderen Netzen. Angeschlossen wird das Ethernet-Kabel normalerweise mit einem Transceiver-Kabel und Transceiver über die AUI-Buchse ( 15-polig, zweireihig). Manche Stationen haben auch einen alternativ verwendbaren 10Base2-Anschluß für ThinWire-Kabel oder inzwischen auch einen 10BaseT-Port für TwistedPair-Kabel.

2. Kabeltypen
Das hier beschriebene Ethernet ist der normalerweise verwendete Baseband-Typ. Bei diesem Typ werden nur die Ethernet-Signale auf dem Coax-Kabel übertragen. Weit weniger gebräuchlich, weil teurer und im Anschluß problematischer, ist der Broadband-Typ. Hier können auf einem Kabel mit verschiedenen Trägerfrequenzen gleichzeitig andere Signale (z.B. Telefon, Video etc.) übertragen werden. Die Ethernet-Übertragung ist mit 10 Mbit/sec gleich schnell. Auf den Broadband-Typ wollen wir hier nicht weiter eingehen.

2.1. 10Base5 oder ThickWire-Verkabelung
Das dicke, gelbe ThickWire-Kabel ist der Urtyp des Ethernet-Kabels. Signale und Geschwindigkeit der Übertragung sind bei allen Kabeltypen gleich, unterschiedlich sind die Konfigurationsregeln.

Bei dem ThickWire-Kabel wird im einfachsten Konfigurationsfall die AUI-Buchse einer jeden Station mit einem Transceiver-Kabel (auch drop cable genannt) und einem Transceiver an dieses gelbe Kabel angeschlossen.

Maximal 500 m darf ein solches Kabel lang sein. Maximal 100 Transceiver können so angeschlossen werden. Der Abstand zwischen zwei Transceivern muß mindestens 2,5 m betragen. Auf dem gelben Kabel sind dazu in diesem Abstand Anschlußmarkierungen für die Transceiver angebracht.

Bei der Installation eines Transceivers wird das ThickWire-Kabel nicht aufgetrennt. Das Kabel wird angebohrt und der Transceiver über einen Dorn mit dem zentralen Leiter des Kabel elektrisch verbunden. Dadurch muß bei der Installation eines weiteren Transceivers das Kabel nicht unterbrochen werden. Ein Transceiver überträgt und empfängt Daten. Bei der Übertragung vergleicht der Empfangsteil des Transceivers die gesendeten Daten mit dem Signal auf dem Kabel. Differieren beide, kann der Transceiver dadurch eine Kollision feststellen. Eine weitere Aufgabe ist die elektrische Isolation zwischen Station und dem ThickWire-Kabel. Der Transceiver wird über das Transceiver-Kabel mit Strom versorgt. Neben den Einfach-Transceivern kann man auch Zwei- und Vierfach-Transceiver einsetzen, die pro Anschluß billiger sind. Da sie nur als ein Transceiver zählen, kann die Zahl der maximal anschließbaren Stationen pro Segment erhöht werden. Acht Stationen lassen sich an sogenannten Fan-Out-Boxen anschließen, die wiederum eine AUI-Buchse zum Netzwerkanschluß haben.

Das ThickWire-Kabel kann aus mehreren Kabelteilen bestehen, die durch entsprechende Verbindungsstecker aneinandergekoppelt werden. Die maximale Länge ist immer auf 500 m beschränkt, egal aus wievielen Kabelteilen ein Segment besteht. An beiden Enden muß das Kabel mit einem Terminator elektrisch abgeschlossen werden. Das Kabel muß auch an einem Ende (nicht an beiden) elektrisch geerdet werden. Mehrere ThickWire Segmente lassen sich zu einem größeren Netz mit Repeatern und Brücken (siehe weiter unter) zusammenfassen.

2.2. 10Base2, ThinWire oder Cheapernet-Verkabelung
Diese Variante von Ethernet entspricht der 10Base2-Norm und arbeitet im Prinzip wie das normale ThickWire-Ethernet, verwendet jedoch (daher der Name) ein wesentlich dünneres, flexibleres, preisgünstigeres Kabel, daher auch Cheapernet genannt.

ThinWire hat Vor- und Nachteile. Viele Stationen (Workstations, Terminalserver, PCs) werden zusätzlich zu der flexibel einsetzbaren AUI-Buchse mit einem Direktanschluß für ThinWire-Ethernet geliefert. Verwendet man diesen Anschluß, spart man Transceiver-Kabel und ThinWire-Transceiver. Stationen mit AUI-Buchse lassen sich mit Transceiver-Kabel und ThinWire-Transceiver (oft Station-Adapter genannt) anschließen. Nachteile des ThinWire-Ethernet sind die Beschränkung der Segmentlänge auf 185 m und eine Begrenzung der Stationen auf dreißig, wobei der Mindestabstand zwischen zwei Stationen mindestens 0,5 m betragen muß. Außerdem muß das ThinWire-Kabel zur Installation einer Station aufgetrennt werden. Der Station-Adapter wird über ein T-Stück mit beiden aufgetrennten Teilen des Coax-Kabels verbunden. Das T-Stück muß direkt auf dem Station-Adapter sitzen und darf nicht mit einem Coax-Kabel verlängert werden. Deswegen muß das Coax-Kabel bei Stationen mit eingebauten ThinWire-Adapter in einer Schleife zur Station geführt werden. Die Enden des ThinWire-Kabels müssen terminiert werden (wie auch bei anderen Kabeltypen ist sonst keine Kommunikation möglich). Wird das Kabel aufgetrennt, steht die Kommunikation auf dem Netz. Die Suche nach der Fehlerquelle ist oft zeitaufwendig. Eine mögliche Lösung zu Vermeidung solcher Fehler ist die Verwendung von unterbrechungsfreien ThinWire-Verkabelungssystemen. Auch der Einsatz von Repeatern ist sinnvoll, sie erlauben die Eingrenzung von Fehlern auf einzelne Segmente.

2.3. 10BaseT oder TwistedPair-Verkabelung
Die TwistedPair-Variante von Ethernet arbeitet mit Kabeln, die aus mindestens vier Adern bestehen, von denen jeweils zwei paarweise verdrillt sind. Für TwistedPair-Kabel gibt es heute die 10BaseT-Norm. Produkte, die dieser Norm entsprechen, können untereinander gemischt werden. Eine TwistedPair-Verkabelung ist normalerweise etwas teuerer als eine ThinWire-Verkabelung, weil man für jede angeschlossene Station einen Repeaterport braucht. Sie bietet jedoch eine Reihe von Vorteilen. Jede Station hat ihr eigenes Segment. Fehler an einer Station stören den Betrieb anderer Stationen nicht. Umverkabelungen lassen sich einfacher vornehmen.

Allerdings sollte das TwistedPair-Kabel auf jeden Fall für die Ethernet-Datenübertragungsrate von 10 Mbit/sec geeignet sein. In den USA werden paarweise verdrillte Kabel üblicherweise für Telefoninstallationen verwendet. In Europa dagegen ist ein anderer Telefonkabeltyp vorherrschend. Deswegen stimmt bei uns die Aussage nicht, daß normale Telefonkabel für den 10BaseT-Einsatz geeignet sind. Das TwistedPair-Kabel sollte 24 AWG (American Wire Gauge), eine Dämpfung von 11.5 dB und einen Wellenwiderstand von 100 bis 105 Ohm haben.

10BaseT wird als Puntk-zu-Punkt-Verbindung geschaltet. Üblicherweise ist an einem Ende des maximal 100 m langen Kabels ein 10BaseT-Multiport-Repeater, auch Hub genannt, und am anderen Ende entweder ein 10BaseT-Transceiver mit einem einzelnen Gerät oder aber ein Umsetzer auf einen anderen Kabeltyp.

3. Repeater, Brücken, Router, Brouter und Gateways
Mehrere Ethernet-Segmente ThinWire, ThickWire oder auch die anderen Kabeltypen lassen sich mit Repeatern und Brücken zusammenschalten. Damit lassen sich die Limitierungen, die für Einzelsegmente natürlich weiterhin gelten, umgehen. Mit Repeatern und Brücken sind auch Netze mit größeren Entfernungen als 500 m zwischen den Rechnern möglich.

3.1. Repeater
Ein Repeater ist ein Signalverstärker, der mehrere (mindestens zwei) Netzwerkanschlüsse hat. Er arbeitet auf der Ebene 1 des OSI-Modells. Sobald er auf einem seiner Eingänge die ersten bits eines übertragenen Rahmens empfängt, schickt er ihn auf allen Ausgängen fast ohne Zeitverzögerung weiter. Sollen bei der Übertragung Start-bits verloren gegangen sein, fügt er diese ein. Weitere Modifikationen der Ethernet-Daten erfolgen nicht. Einzig möglich ist die Umsetzung des Ethernet-Mediums, also beispielsweise von 10Base5 auf 10Base2.
Der Anschluß eines Repeaters an ein Segment zählt übrigens bei den Konfigurationsregeln für dieses Segment als normaler Anschluß. Mit einem Repeater reduziert sich also die Anzahl der weiteren Stationen in einem ThinWire-Segment auf 29. ThinWire-Segmente müssen an beiden Enden des Kabels terminiert werden. Da die ThinWire-Repeater-Ports meistens intern terminiert sind, muß das entsprechende Ende des Kabels nicht mehr terminiert werden. Manche Geräte haben einen Schalter zum Abschalten des Terminators, dann kann der Repeater auch mitten in einem Segment verwendet werden.

Beachten muß man in allen Fällen, daß es zwischen zwei Stationen nur genau einen Weg durch das Ethernet geben darf. Ring- oder Schleifenkonfigurationen sind also nicht erlaubt. Und noch eine weitere Einschränkung gibt es: die Repeater-Regel. Im Pfad zwischen zwei beliebigen Transceivern dürfen maximal vier Repeater sein. Grundsätzlich muß unterschieden werden zwischen Netzwerksegmenten, die mit Stationen besetzt sind und unbesetzten Netzwerksegmenten, die nur zur Verbindung über größere Distanzen dienen (Inter Repeater Links). Zwischen zwei beliebigen Stationen im Netzwerk dürfen maximal drei besetzte und zwei unbesetzte Segment liegen. Unter dieser Voraussetzung ergibt sich die maximal erlaubte Anzahl der Repeater von vier.

Insgesamt sind in einem mit Repeatern erweiterten Ethernet maximal 3 km Lichtleiterkabel und maximal 1,5 km Coax-Kabel (drei Segmente à 500 m) erlaubt. Damit ergibt sich der maximale Abstand zwischen zwei beliebigen Stationen von 4,8 km. Die zusätzlichen 300 m errechnen sich aus den sechs Transceiver-Kabel mit einer maximalen Länge von je 50 m, über die Stationen und Repeater mit dem Ethernet verbunden sind. Maximal sind 1023 Stationen (Knoten) in solch einem Netz möglich.

Der wichtigste Grund für die Limitierung der Kabellänge in den einzelnen Segmenten sind die elektrischen Eigenschaften der Kabel und der Transceiver und die dadurch entstehende Signallaufzeit. Es muß sichergestellt sein, daß die Zeit, die ein Rahmen von einem Ende des Netzes zum anderen braucht, auf jeden Fall kürzer als 51,2 Mikrosekunden ist. Denn solange dauert die Übertragung für den kürzesten erlaubten Rahmen mit 64 Byte Länge. Nur so können Kollisionen auch erkannt werden, wenn zwei Rechner am entgegengesetzten Ende des Netzes praktisch gleichzeitig zwei kurze Rahmen übertragen.

3.2. Brücken
Eine Brücke sieht ähnlich aus wie ein Repeater, wird genauso in ein Netzwerk eingebunden und kann wie ein Repeater verwendet werden. Nur hat die Brücke zusätzliche Eigenschaften. Sie arbeitet auf der MAC-Teilschicht (Teil der Sicherungsschicht) der Ebene 2 des OSI-Modells. Sie erweitert das Netzwerk über die für ein 802.3-Ethernet-LAN erlaubte Begrenzung hinaus (Anzahl Knoten, maximale Entfernung usw.).
Sie erhöht die Ausfallsicherheit, da Störungen auf der einen Seite einer Brücke nicht auf die andere Seite gelangen. Sie verbessert die Datensicherheit, weil Informationen, die zwischen Knoten auf einer Seite der Brücke ausgetauscht werden, nicht auf der anderen Seite der Brücke abgehört werden können. Und schließlich optimiert sie den Durchsatz, denn in durch Brücken getrennten Segmenten können gleichzeitig jeweils unterschiedliche Rahmen transferiert werden.

Brücken sind komplette, relativ leistungsfähige Rechner mit Speicher und mindestens zwei Netzwerkanschlüssen. Sie sind unabhängig von Software-Protokollen (funktionieren also z.B. mit TCP/IP, DECnet, AppleTalk, usw. gleichzeitig) und erfordern bei normalen Einsatz keine zusätzliche Software oder Programmierung. Die Brücke empfängt von allen Teilnetzen, mit denen sie verbunden ist, alle Rahmen und analysiert die Absender- und Empfängeradressen. Steht die Adresse nicht in der brückeninternen Adreßtabelle, so wird sie vermerkt. Die Brücke lernt und speichert so die Informationen, in welchem Teilnetz ein Rechner mit dieser Adresse sitzt.

Ist die Empfangsadresse bekannt und der Empfänger in einem anderen Teilnetz oder nicht in der Tabelle, wird das Paket weitergeschickt. Die intelligente Brücke lernt so selbst, in welchem Teilnetz welcher Rechner erreichbar ist, welche Pakete weitergeschickt werden müssen und welche nicht.

Bei stark belasteten Netzwerken läßt sich durch den Einsatz von Brücken die Leistung des Gesamtnetzes erhöhen, weil auf jedem Netzteil nicht alle Rahmen des Gesamtnetzes übertragen werden müssen und während der Übertragung eines Rahmens nicht das Gesamtnetz belegt wird. Die Leistungsverbesserung ist um so größer, je sinnvoller die Brücken eingesetzt werden. Man sollte Rechnergruppen, die viel miteinander kommunizieren, durch Brücken vom Gesamtnetz trennen. Kommuniziert diese Rechnergruppe jedoch über ein Brücke hinweg, kann sich der Durchsatz durch die brückenbedingte Verzögerung sogar verschlechtern.

Da eine Brücke in jedem Teilnetz wie eine Station behandelt wird, muß man nur sicherstellen, daß die 802.3-Spezifikationen im jeweiligen Teilnetz eingehalten werden, nicht jedoch in der Summe der Teilnetze. Das ist der Grund, weshalb mehr Stationen und größere Entfernungen erlaubt sind als bei einem Netz ohne Brücken. Dem Ausbau eines Netzwerks mit Brücken sind jedoch auch Grenzen gesetzt, die durch die Brückenregel ausgedrückt werden: Man darf maximal sieben Brücken zwischen zwei Knoten installieren. Nur dann liegt die maximale Übertragungsdauer unter der von unterschiedlichen Protokollen erwarteten Grenze.
Normalerweise darf in einem Ethernet nur ein Weg zwischen zwei Rechnern existieren. Durch den Einsatz von Brücken können jedoch redundante Netzwerkverbindungen aufgebaut werden. Die Brücken innerhalb eines Netzwerks kommunizieren untereinander und stellen redundante Mehrfachverbindungen fest. Sie stellen über einen sogenannten Spanning Tree Algorithmus sicher, daß bei mehreren physikalischen Verbindungen immer nur eine aktiv ist. Alle neueren Brücken arbeiten mit dem in der IEEE Norm 802.1 definierten Algorithmus.

3.3. Router
Router verbinden im Gegensatz zu Brücken und Repeatern in OSI-Schicht 3 auch Netze unterschiedlicher Topologien. Sie sind Dreh- und Angelpunkt in strukturiert aufgebauten LAN- und WAN-Netzen. Mit der Fähigkeit, unterschiedliche Netztypen sowie unterschiedliche Protokolle zu routen, ist eine optimale Verkehrslenkung und Netzauslastung möglich. Routing wird erst dann erforderlich, wenn die Kommunikation zwischen Stationen in unterschiedlichen Subnetzen erfolgen soll. Sie sind nicht protokolltransparent, sondern müssen in der Lage sein, alle verwendeten Protokolle zu erkennen, da sie Informationsblöcke protokollspezifisch umsetzen. Die logischen Adressen in einem Netzwerk können von Routern ausgewertet werden, um mit Hilfe anzulegender interner Routing-Tabellen den optimalen Weg (Route) vom Sender zum Empfänger zu finden. Um die Routing-Tabelle auf dem laufenden zu halten, kommunizieren die Router in einem Netz über Routing-Protokolle.

Router sind aus unterschiedlichen Gründen erheblich komplizierter als Brücken. Die Vielfalt der Protokolle verlangt in Multiprotokoll-Routern ein Multitasking-Betriebssystem, das ähnlich dem eines Rechnerbetriebssystens ist. Router sind normalerweise als Mulitport-Geräte mit Einschubtechnik ausgeführt. Daher ist die Technik aufwendiger, da zum Beispiel ein schneller Systembus benötigt wird. Die hohe Analyselast, die pro Datenpaket zu leisten ist, verlangt schnelle Prozessoren.

Gegenüber Brücken gewährleisten Router eine bessere Isolation des Datenverkehrs, da sie Broadcast zum Beispiel nicht weiterleiten. Allerdings verlangsamen Router den Datentransfer in der Regel. In verzweigten Netzverbunden, insbesondere in WANs, führen sie Daten jedoch effektiver zum Ziel. Router sind dafür auch deutlich teurer als Brücken. Deswegen muß im Bedarfsfall analysiert werden, was sinnvoller ist.

3.4. Brücke/Router oder Brouter
Brouter oder besser Brücken/Router verfügen über Brücken- und Router-Eigenschaften. Brücken - und Router-Funktion werden dabei gleichzeitig ausgeführt. Findet der Brouter im Datenstrom ein nicht routebares Paket, wird dies gefiltert und bei Bedarf weitergeschickt.

3.5. Gateways
Gateways decken alle sieben Schichten des OSI-Referenzmodells ab und bewirken eine Umsetzung aller Schichten zwischen zwei unterschiedlichen Systemen. Sie sind notwendig für die Anpassung bzw. für den Übergang von einem Netztyp auf einen anderen, wenn Netze mit unterschiedlichen Protokollen gekoppelt werden. Gateways bestehen nicht unbedingt in reinen Hardware-Lösungen. Häufig bilden Software-Module die Gateway-Funktion. Ein typisches Einsatzgebiet von Gateways ist der Austausch von elektronischer Post zwischen zwei unterschiedlichen Postsystemen, zum Beispiel zwischen SMTP und X.400.