Viele Stationen teilen ein Kabel

Ein Kabel für mehrere Rechner

Das von Metcalfe und Boggs 1976 beschriebene experimentelle Ethernet verbindet mehrere Stationen über ein gemeinsames Koaxialkabel. Ein gesendetes Paket breitet sich im Medium aus; die angesprochene Station erkennt ihre Zieladresse. Ein zentraler Rechner muss nicht vor jeder Sendung einzeln die Erlaubnis vergeben. Das lokale Netzprinzip

Diese Anordnung beantwortet eine andere Frage als ein Gateway zwischen verschiedenen Netzen. Hier geht es zunächst darum, wie angeschlossene Stationen dasselbe lokale Übertragungsmedium nutzen. Die konkreten Kabel-, Geschwindigkeits- und Größenangaben gehören zum historischen Versuchssystem und nicht zu jeder späteren Ethernet-Ausführung.

Zuhören hilft, aber löst nicht alles

Vor dem Senden kann eine Station feststellen, ob auf dem Kabel bereits Verkehr läuft. Ist das Medium belegt, wartet sie. Weil sich Signale nicht augenblicklich über die gesamte Leitung verbreiten, können zwei entfernte Stationen dennoch nahezu gleichzeitig einen freien Zustand beobachten und beide beginnen. Trägererkennung und Signallaufzeit

Die eigene Denkstütze eines großen Raums macht das Problem anschaulich: Zwei Personen können gleichzeitig zu sprechen anfangen, bevor sie den jeweils anderen Beginn hören. Der Vergleich erklärt die zeitliche Möglichkeit des Zusammenstoßes; er ist keine genaue elektrische Beschreibung oder Messung der historischen Anlage.

Einen Zusammenstoß erkennen und abbrechen

Die sendende Station vergleicht das beobachtete Verhalten des Mediums mit ihrer eigenen Übertragung. Eine erkannte Abweichung kann eine Kollision anzeigen. Sie bricht den Versuch ab; ein kurzes zusätzliches Signal hilft, den anderen beteiligten Stationen die Kollision ebenfalls kenntlich zu machen. Die Kollisionsbehandlung

Das ist mehr als bloßes Warten auf einen späteren Anwendungstext, der vielleicht nie ankommt. Der lokale Übertragungsversuch besitzt eine eigene Fehlerbehandlung. Trotzdem ist damit noch nicht bestätigt, dass die Zielanwendung sämtliche gewünschten Daten korrekt verarbeitet oder eine längere Aufgabe erfolgreich abgeschlossen hat.

Nicht alle zur gleichen Zeit erneut versuchen

Würden alle kollidierten Sender nach genau derselben festen Pause erneut beginnen, könnten sie wieder zusammenstoßen. Das beschriebene Verfahren verwendet deshalb zufällig gewählte Wartezeiten, deren Bereich von der Kollisionsgeschichte beeinflusst wird. Der Aufsatz bezeichnet diese Regel als Binary Exponential Backoff. Warten nach einer Kollision

Zufall ist hier ein Mittel zur verteilten Abstimmung. Er verspricht keine logisch unmögliche Wiederholung einer Kollision. Auch ein fester, stets gleicher Wechsel der Sender folgt daraus nicht. Beurteilt wird eine Zugriffsregel unter bestimmten Verkehrsbedingungen, keine Garantie für jede denkbare Last oder Verzögerung.

Fehlerprüfung hat einen bestimmten Umfang

Eine CRC ergänzt die lokale Übertragung um eine Prüfgröße. Der Aufsatz weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Prüfung des seriellen Übertragungswegs nicht automatisch alle internen parallelen Datenwege des Rechners schützt. Eine bestandene Prüfung muss deshalb zusammen mit ihrem tatsächlichen Prüfbereich verstanden werden. Die Reichweite der Fehlerkontrolle

Auch das im Text erläuterte einfache Dateiübertragungsbeispiel ergänzt eigene Bestätigungen und weitere Regeln. Lokale Kollisionserkennung, Datenprüfung und Ende-zu-Ende-Anforderungen sind verschiedene Schichten einer Kommunikation. Ein einzelnes funktionierendes Kabel ersetzt nicht die gesamte darüberliegende Aufgabe.

Eine verteilte Regel braucht trotzdem Bedingungen

Metcalfe und Boggs nennen ALOHA als Vorbild sowie Beiträge weiterer PARC-Mitwirkender. Erweiterungen durch Repeater oder andere Übergänge verändern Reichweite, Verkehr und mögliche Ausfallstellen. Eine verteilte Zugriffsregel macht das gesamte Netz daher nicht unverwundbar. Vorgeschichte und Erweiterungen

Nimm drei Fragen zur nächsten Station mit: Wer darf gerade senden? Wer soll das Paket annehmen? Wie findet ein Mensch den gewünschten Dienst überhaupt unter einem Namen? Ethernet behandelt vor allem die ersten beiden Fragen im lokalen System. Der Domain Name System genannte Ansatz organisiert anschließend eine andere Art von Zuständigkeit und Nachschlagen.

Begriffe verstehen

Quellen und Nachweise

Die Quellen sind den Aussagen im Text zugeordnet. Originalstudien, Sammlungstexte und eigene Einordnung erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Einige Fachtexte sind beim Verlag nur teilweise frei zugänglich.

1. Verteilter Zugriff auf ein gemeinsames Kabel

   Robert M. Metcalfe und David R. Boggs: Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks. Communications of the ACM 19(7), Juli 1976.

   Experimentelles historisches Netz, keine sämtliche heutige Ethernet-Varianten. Kollision, zufällige Wartezeit und CRC-Prüfbereich getrennt; vereinfachtes Effizienzmodell kein eigener Benchmark. ALOHA und weitere PARC-Beiträge berücksichtigt.

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Redaktion: Benjamin Metzig. Text und Quellen am 8. September 2026 geprüft. Generative KI diente als Werkzeug für Text und Bild.