Einleitung
Ich möchte hier zunächst ein paar generelle Worte über die Entwicklung der PC-Technologie vorausschicken, da in den letzten 5 Jahren eine Steigerung der Prozessor,- sowieder Busgeschwindigkeiten eines PC's um, man kann sagen, mindestens den Faktor 50 zugenommen hat. Dies wirft unweigerlich die Frage auf, wieso auch in größeren lokalen Netzwerken nachwie vor mit Geschwindigkeiten verfahren wird, die weit unter den Möglichkeiten moderner Client-Server-Systeme liegen. Bei einer Neustrukturierung eines lokalen Netzwerkes sollte man aus diesem Grunde mit modernen Kabeltypen, Anschlußdosen sowie entsprechenden aktiven Bauteilen arbeiten um die Performance der einzelnen Endgeräte(Server und Workstations) auch nutzen zu können.
Da jedoch in der IEEE 802 Norm mehrere Netzformen standardisiert sind, sind die Verantwortlichen allerdings mit folgenden wichtigen Fragen konfrontiert:
Welche Technologie soll ich einsetzen um ein zukunftsträchtiges High Speed System realisieren zu können?
Welches System wird nicht überleben und damit zu hohen Kosten führen?
Welches System wird in Zukunft das ökonomische sein und weiter entwickelt?
Welche Bandbreite benötige ich im Backbonebereich als auch zu den Endgeräten?
Wie kann ich Workgroups einfach realisieren und ein Höchstmaß an Flexibilität beim Umzug eines Mitarbeiters innerhalb des lokalen Netzwerkes erreichen?
Wo bekomme ich Performance Engpässe im Netzwerk, z.B. durch Router?
Ich möchte in dieser Publikation auf alle hier aufgeführten Fragen eingehen um den Verantwortlichen Mitarbeitern in größeren Firmen bei der Entscheidung behilflich zu sein. Ich habe mich bemüht die folgende Ausarbeitung objektiv zu gestalten. Ich werde auch zum Schluß einige deutlich Empfehlungen aufführen, die wohl nicht bei allen auf Gegenliebe stoßen. Des weiteren möchte ich hier nicht auf revolutionäre Entwicklungen wie z.B. ATM eingehen sondern lediglich auf evolutionäre Technologien wie
* Full Duplex Ethernet
* 1000 Base-X
* 100 Base-X
* Switching Ethernet
* Token Ring Switching
* FDDI
* Virtuelle Netze (VLANs)

Weiterhin ist zu erwähnen, daß alle aufgelisteten Technologien selbstverständlich die Mindestverkabelung nach Kategorie 5 Spezifikation voraussetzen. Diese Spezifikation für Link Performance Class D ist in der EIA/TIA bzw. in der ISO/IEC ganz klar definiert und beschreibt eine Datenverbindung bis 100 Mbit/s für Kabel, Stecker, Patchkabel und Anschlußdosen.


Ethernet
Spricht man von Ethernet muß man zwangsläufig auch von CSMA/CD sprechen.
CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection
Bei diesem Verfahren hat jede Station jederzeit Zugang zum Übertragungsmedium. Gesendet werden darf jedoch erst, wenn das Medium frei von einer Informationsübertragung ist.

Carrier Sense:
Bevor eine Station sendet, überprüft sie, ob bereits eine Station aktiv ist. Falls ja, wartet sie solange, bis das Übertragungsmedium wieder frei ist.

Collision Detection:
Bei gleichzeitigem Senden mehrerer Stationen, wird dieser Umstand erkannt, der Sendevorgang wird abgebrochen und nach einer zufälligen Wartezeit wiederholt

Nach diesem Algorithmus müssen sich alle Teilnehmer das Medium teilen, weshalb man auch von shared media spricht. Verständlicherweise sinkt der Datendurchsatz rapide, wenn sich zu viele Teilnehmer einen Kanal teilen müssen so daß nach Kollisionen der einzelnen Datenpakete diese erneut versendet werden müssen. Sicherlich ist anzumerken, daß nach neuen sternförmigen Verkabelungen das Medium nicht mehr unter mehren Teilnehmern aufgeteilt werden muß, wie es noch zu Zeiten von Koaxialkabeln (Cheapernet) der Fall war. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden daß hier auch die Portteilung des aktiven Bauteiles (Hub) beachtet werden muß.

Diesem Umstand wurde bei der Entwicklung von Ethernet Swtiching Modulen Rechnung getragen. Hier gilt, daß jedem Port des aktiven Bauteiles (Switch) die volle Bandbreite von 10 Mbit/s zugeteilt wird, so daß CSMA/CD nicht mehr die Performance bremsen kann.

Die Weiterentwicklung von Ethernet 10Base-T bzw. Switching Ethernet ist das Full Duplex Ethernet sowie das Fast Ethernet, 100BaseX.

Im Full Duplex Ethernet, manchmal auch als 20 Mbit/s Ethernet bezeichnet werden beide Aderpaare genutzt um eine Datenübertragung nicht unidirektional sondern bidirektional zu realisieren. Allerdings werden dann überall Adapterkarten bzw. Hub´s und Switches benötigt, die diese Technik auch unterstützen. Duplex Lösungen stellen natürlich keinen echten Fortschritt dar, da sich an der Übertragung als Solche eigentlich nichts geändert hat. Ein weiterer und wichtiger Schritt in Richtung High Speed Lan´s war und ist die Entwicklung von Fast Ethernet bzw. nunmehr auch Gigabit Ethernet. Diese Techniken werden vorwiegend im Backbone Bereich bzw. zur Anbindung von Servern als auch performanten Workstations verwendet.

Bei einem durchgängigen Konzept eines LAN´s mittels Fast oder Gigabit Ethernet im Backbonebereich sowie Switching Ethernet mittels 10BaseT oder sogar 100BaseT im Workstationbereich ist mittlerweile ein Standard entstanden, mit dem ein sehr performantes und ökonomisches Netzwerk realisiert werden kann.

Ethernet bezeichnet ein Netzwerksystem, das Anfang der 80er Jahre von den Firmen DEC, Intel und Xerox entwickelt wurde und in verschiedenen Varianten, also Bus- und Sternförmig angewendet werden kann (Bus und Stern ). Neben den Bus-orientierten Systemen "Thick Ethernet" (dickes Kabel) und "Thin Ethernet" (dünnes Kabel) gibt es für die sternförmige Anordnung das sogenannte "Twisted-Pair Ethernet". In diesen drei Systemen ist eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 10MBit/sek. möglich, die aber mit zunehmender Belastung des Netzwerkrechners absinkt. Zur Übertragung verwendet man Koaxialkabel.

links: SC-Duplex-Stecker. rechts:MTRJ-Stecker	links: Twisted-pair-Kabel rechts: RJ-45-Stecker	links:Koaxialkabel rechts: BNC-Stecker

Token Ring
Token Ring ist eine alleinige Entwicklung von IBM.
Die Stationen sind im Gegensatz zum CSMA/CD-Verfahren nicht passiv sondern aktiv an das Übertragungsmedium angeschlossen. Jede angeschlossenen Station empfängt die auf dem Ring befindliche Information, interpretiert die Kontrollinformationen, regeneriert die Signale und leitet die Informationen zur nächsten Station weiter. Sendeberechtigt ist nur die Station die im Besitz eines sogenannten TOKEN ist. Das TOKEN ist ein spezielles Bitmuster, welches das Zugangsrecht zum physikalischen Medium steuert und kreist im Ring.

Die maximale Übertragungsrate bei Token Ring beträgt im Gegensatz zu Ethernet 10BaseT 16 Mbit/s.

Durch die verteilte, aber deterministische Zugriffskontrolle weist der Token Ring gegenüber Ethernet ein erheblich stabileres Lastverhalten auf. Dies gilt jedoch nur im Vergleich mit Ethernet mit shared medium, sodaß bei moderner Verkabelung sowie deren Komponenten ein Vorteil des Token Rings hier nicht mehr vorhanden ist.

Ein weiteres Problem speziell bei Token Ring ist die spezielle Adreßstruktur auf der Schicht 2, die eigentlich zu nichts anderem passen, denn der Schicht 2-Header enthält viele Informationen die für den Token Ring spezifisch sind. Protokolle wie Novell IPX/SPX oder TCP/IP arbeiten mit völlig anderen Adressierungsstrukturen, sodaß jedesmal wenn Nachrichten dieser Protokollstacks übertragen werden, umfangreiche Konversionen stattfinden müssen. Dies bedeutet daß immer ein erheblicher Softwareaufwand betrieben werden muß. Ethernet und FDDI sind hier besser angepaßt. Dies liegt einfach daran, daß Token Ring eine herstellerspezifische Entwicklung war und erst später in die LAN-Standards übernommen wurde. Ethernet und FDDI haben im Gegensatz dazu einen wesentlich offeneren Entwicklungsprozess durchlaufen und passen daher besser zu allem was außerhalb der IBM Welt liegt. Token Ring jedoch punktet immer dann, wenn es in der konventionellen IBM-Umgebung eingesetzt wird, aber nur solange sie wirklich konventionell ist.

Natürlich hat der Markt reagiert und auch für Token Ring Switching Module entwickelt. Es ist jedoch Fakt, daß alle Module als auch PC-Netzwerkkarten wesentlich teurer sind als vegleichbare Module für 10BaseT ja sogar teurer als 100BaseT.

In dieser von IBM entwickelten Netzwerktechnologie, einem in sich geschlossenen Kreis, wird ein "Token" ( frei übersetzt nach Langenscheidt mit: Geschenk, Andenken, Zeichen) von einem Netzwerkrechner zum nächsten weitergereicht. Man kann es sich vorstellen, wie eine Modelleisenbahn, in der eine Lok ständig im Kreis umhersaust und Kippmuldenwagen hinter sich herzieht. Möchte nun ein Computer etwas an einen anderen senden, legt er die Nachricht in einen leeren Kippmuldenwagen ("Frei-Token"), markiert diesen als "Besetzt-Token", damit andere Computer nicht auf die Idee kommen, darin weitere Nachrichten abzulegen, während die Modelleisenbahn ihre Fahrt fortsetzt. Jeder in diesem Kreis angeschlossene Rechner schaut dann nach, ob Nachrichten für ihn dabei sind. Lautet dessen Antwort: "Nö, ist nicht für mich!", legt er die Nachricht wieder in das Wägelchen und schickt sie zum nächsten Rechner weiter, der genauso verfährt, wenn die Daten nicht für ihn bestimmt sind. Der Empfänger nimmt die Nachricht auf und schickt das "Token" wieder zum Absender zurück, um zu quittieren, daß die Nachricht fehlerfrei angekommen ist. Das Token wird dann wieder frei. Die logische und elektrische Struktur dieses Netzwerkes wird sternförmig mit einer MAU (Abk. f. Multistation Access Unit) im Zentrum ausgeführt.



Zusammenfassung
Ich möchte hierzu noch einmal die in der Einleitung aufgelisteten Fragen durchgehen:

• Welche Technologoie soll ich einsetzen um ein zukunftsträchtiges High Speed System realisieren zu können?
  
  Wie bereits beschrieben hat jedes System Vor- als auch Nachteile. Wenn man jedoch berücksichtigt, daß die konventionell IBM-Umgebung eigentlich nicht mehr existent ist sondern vermehrt Client Server Netzstrukturen die Oberhand gewinnen und auch mehr und mehr IP Netze sei es nun unter Unix, Windows NT oder Novell Netware entstehen, so ist wohl unter diesem Aspekt Ethernet in all seinen Formen die erste Wahl. Dies gilt entsprechend auch im Bezug auf VLAN´s die somit wesentlich einfacher zu realiseren bzw. zu warten sind.
  
  
• Welches System wird nicht überleben und damit zu hohen Kosten führen?
  
  Es ist anzunehmen, daß beide Systeme, Token Ring als auch Ethernet weiterhin ihre Daseinsberechtigung haben werden. Es ist jedoch ganz klar abzusehen, daß die Mehrzahl der Netze in Zukunft über Ethernet erfolgen werden.
  
  
• Welches System wird in Zukunft das ökonomische sein und weiter entwickelt?
  
  Da, wie unter 2 erläutert mehr Netze mittels Ethernet als Token Ring realisiert werden, werden diese Komponenten noch mehr einem Preisverfall ausgesetzt sein, während die Token Ring Komponenten nach wie vor ein Mehrfaches der Ethernet Komponenten kosten werden. Diese Tendenz ist aus den vergangenen Jahren zu erkennen und es ist nicht vorstellbar, daß hier in Zukunft eine Änderung eintritt.
  
  
• Welche Bandbreite benötige ich im Backbonebereich als auch zu den Endgeräten?
  
  Zum heutigen Zeitpunkt kann man sicherlich sagen, daß im Backbonebereich 100Mbit/s sei es mittels Fast Ethernet oder FDDI ausreichend erscheinen mögen. Es ist jedoch abzusehen, daß in Zukunft wesentlich mehr Performance im Backbonebereich benötigt wird, so daß hier mit ATM oder Gigabit Ethernet wohl der nächste Schritt nicht mehr fern ist.
  Für den Workgroup Bereich muß man sicherlich im Moment zwischen Arbeisplätzen unterscheiden, bei denen performante Anschlüsse und weniger performante Anschlüsse benötigt werden. Generell sollte man jedem Anschluß die volle Bandbreite also 10Mbit/s bei Ethernet bzw. 16Mbit/s bei Token Ring zur Verfügung stellen, was den Einsatz von Switches sinnvoll macht. Zu Anschlüssen die mehr Performance benötigen, zB. CAD oder DTP Computern als auch zu kleineren Workgroup Servern sind Anschlüsse von 100 Mbit/s mittlerweile keine Verschwendung mehr.
  
  
• Wie kann ich Workgroups einfach realisieren und ein Höchstmaß an Flexibilität beim Umzug eines Mitarbeiters innerhalb des lokalen Netzwerkes erreichen?
  
  Von einer strukturierten Verkabelung abgesehen ist dies lediglich mittels VLAN Technologie über IP Protokoll möglich.
  
  
• Wo bekomme ich Performance Engpässe im Netzwerk, z.B. durch Router?
  
  Bei reinen Ethernet bzw. Fast Ethernet sind Engpässe lediglich noch im Backbonebereich möglich. Es ist entsprechen sinnvoll, im Backbone entsprechende Performance (z.B. durch sog. Fat Pipes) zur Verfügung zu stellen. Je nach Bedarfsfall ist zwischen den einzelnen Konzentratoren (Hub´s bzw. Switches mit entsprechenden Uplinks) von 100Mbit/s bis 1 Gigabit/s alles machbar. Es ist jedoch zu empfehlen, daß mind. 100Mbit/s für den Backbone zur Verfügung gestellt werden. Es ist auch ganz klar zu erkennen, daß es wenig Sinn macht, im Backbonebereich Switched Ethernet oder Token Ring Switching einzusetzen, da eine entsprechende Performance nur unter erheblichem Kostenaufwand (mehrere logisch Ringe bei TR bzw. mehrere Segmente bei ET) zu realisieren ist.
  
  Weiterhin ist davon abzuraten im Backbonebereich FDDI einzusetzen. Man mag nun sagen, daß FDDI in jedem Falle die optimale Lösung darstellt was Redundanz als auch die Anbindung der großen Server (Dual Homing) angeht. Man muß jedoch auch beachten, daß bei einer Lösung FDDI im Backbone und Ethernet zum Arbeitsplatz entsprechend geroutet werden muß. Daß bei entsprechendem Routing von FDDI auf Ethernet oder Token Ring Performanceeinbußen erwartet werden müssen, dürfte zweifelsfrei sein. Ich bin hier mit Absicht nicht auf ATM eingegangen, da diese Technik den Rahmen dieser Ausarbeitung sprengen dürfte. Bei ATM entfallen zwar einige erhebliche Probleme, jedoch dürfte zur Zeit eine ökonomische Nutzung im LAN-Bereich wenig Sinn machen.