Introducere în tehnologia rețelelor Ethernet

De zeci de ani, Ethernet s-a dovedit a fi relativ ieftin, relativ rapid și foarte popular LAN tehnologie (rețea locală).

Istoria Ethernetului

Inginerii Bob Metcalfe și D.R. Boggs a dezvoltat Ethernet începând cu 1972. Standardele industriale bazate pe munca lor au fost stabilite în 1980 în conformitate cu setul de specificații IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3. Specificațiile Ethernet definesc protocoale de transmisie de date de nivel scăzut și detaliile tehnice pe care producătorii trebuie să le cunoască pentru a construi produse Ethernet, cum ar fi carduri și cabluri.

Tehnologia Ethernet a evoluat și s-a maturizat în anii de atunci. În zilele noastre, consumatorul se poate baza pe produsele Ethernet disponibile pentru a funcționa așa cum sunt proiectate și pentru a lucra unul cu celălalt.

Tehnologia Ethernet

Ethernet tradițional acceptă transferuri de date la o rată de 10 megabiți pe secundă (Mbps). Pe măsură ce nevoile de performanță ale rețelelor au crescut în timp, industria a creat specificații Ethernet suplimentare pentru Fast Ethernet și Gigabit Ethernet.

Fast Ethernet extinde performanța Ethernet tradițională până la 100 Mbps, iar Gigabit Ethernet, până la 1.000 Mbps. Deși nu sunt disponibile pentru consumatorul mediu, 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) alimentează acum rețelele unor companii, centre de date și entități Internet2. În general, însă, cheltuiala limitează adoptarea sa pe scară largă.

Cabluri Ethernet de asemenea, sunt fabricate după oricare dintre mai multe specificații standard. Cel mai popular cablu Ethernet utilizat, Categoria 5 (cablu CAT5) acceptă atât Ethernet tradițional, cât și Fast Ethernet. Categoria 5e (CAT5e) și CAT6 cablurile suportă Gigabit Ethernet.

Pentru a conecta un cablu Ethernet la un computer (sau alte dispozitive de rețea), conectați un cablu la dispozitivul Port Ethernet. Unele dispozitive fără suport Ethernet pot accepta conexiuni Ethernet folosind dongle-uri precum USB-la-Ethernet adaptoare. Cablurile Ethernet folosesc conectori care arată ca conectorul RJ-45 folosit cu telefoanele tradiționale.

Tipuri de Ethernet

Deseori denumit Thicknet, 10Base5 a fost prima încarnare a tehnologiei Ethernet. Industria a folosit Thicknet în anii 1980 până când a apărut 10Base2 Thinnet. În comparație cu Thicknet, Thinnet oferă avantajul unui mai subțire (5 milimetri vs. 10 milimetri) și cablare mai flexibilă, facilitând cablarea clădirilor de birouri pentru Ethernet.

Cu toate acestea, cea mai comună formă de Ethernet tradițională este 10Base-T. Oferă proprietăți electrice mai bune decât Thicknet sau Thinnet, deoarece cablurile 10Base-T folosesc cabluri UTP (perechi răsucite neecranate) mai degrabă decât coaxiale. 10Base-T este, de asemenea, mai rentabil decât alternativele, cum ar fi cablurile cu fibră optică.

Există și alte standarde Ethernet mai puțin cunoscute, inclusiv 10Base-FL, 10Base-FB și 10Base-FP pentru rețele de fibră optică și 10Broad36 pentru bandă largă (televiziune prin cablu) cablare. Fast și Gigabit Ethernet au făcut ca toate formele tradiționale de mai sus, inclusiv 10Base-T, să fie învechite.

Mai multe despre Fast Ethernet

La mijlocul anilor 1990, tehnologia Fast Ethernet s-a maturizat și și-a îndeplinit obiectivele de proiectare de a crește performanța Ethernet tradițională, evitând în același timp nevoia de a recabla complet Ethernetul existent retelelor.

Fast Ethernet vine în două variante majore:

• 100Base-T (folosind cablu pereche răsucite neecranat)
• 100Base-FX (folosind cablu cu fibră optică)

Cel mai popular este 100Base-T, un standard care include 100Base-TX (categoria 5 UTP), 100Base-T2 (UTP de categoria 3 sau mai bună) și 100Base-T4 (cablarea 100Base-T2 modificată pentru a include două fire suplimentare perechi).

Mai multe despre Gigabit Ethernet

În timp ce Fast Ethernet a îmbunătățit Ethernetul tradițional de la viteza de 10 megabiți la 100 de megabiți, Gigabit Ethernet îmbunătățește Fast Ethernet oferind viteze de 1.000 de megabiți (1 Gigabit). Gigabit Ethernet a fost creat pentru a călători prin cabluri optice și de cupru, dar standardul 1000Base-T îl acceptă și el. 1000Base-T folosește cablare de Categoria 5 similară cu Ethernet de 100 Mbps, deși atingerea vitezei gigabit necesită utilizarea de perechi de fire suplimentare.

Topologii și protocoale Ethernet

Ethernet tradițional folosește o topologie de magistrală, ceea ce înseamnă că toate dispozitivele sau gazdele din rețea folosesc aceeași linie de comunicație partajată. Fiecare dispozitiv are o adresă Ethernet, cunoscută și sub numele de a Adresa mac. Dispozitivele de trimitere folosesc adrese Ethernet pentru a specifica destinatarii preconizati ai mesajelor.

Datele trimise prin Ethernet există sub formă de cadre. Un cadru Ethernet conține un antet, o secțiune de date și un subsol cu ​​o lungime combinată de cel mult 1.518 octeți. Antetul Ethernet conține atât adresele destinatarului vizat, cât și ale expeditorului.

Datele trimise prin Ethernet sunt transmise automat către toate dispozitivele din rețea. Comparând adresa Ethernet cu adresa din antetul cadrului, fiecare dispozitiv Ethernet testează fiecare cadru pentru a determina dacă acesta a fost destinat acestuia și citește sau renunță cadrul după caz. Adaptoare de rețea încorporează această funcție în hardware-ul lor.

Dispozitivele care doresc să transmită pe o rețea Ethernet efectuează mai întâi o verificare preliminară pentru a determina dacă mediul este disponibil sau dacă o transmisie este în curs. Dacă Ethernet-ul este disponibil, dispozitivul de trimitere transmite pe fir. Este posibil, totuși, ca două dispozitive să efectueze acest test aproximativ în același timp și ambele să transmită simultan.

Prin proiectare, ca un compromis de performanță, standardul Ethernet nu împiedică transmisiile multiple simultane. Aceste așa-numite coliziuni, atunci când apar, provoacă eșecul ambelor transmisii și necesită retransmiterea ambelor dispozitive de trimitere. Ethernet folosește un algoritm bazat pe timpi de întârziere aleatori pentru a determina perioada de așteptare adecvată între retransmisii. Adaptorul de rețea implementează și acest algoritm.

În Ethernet tradițional, acest protocol pentru difuzarea, ascultarea și detectarea coliziunilor este cunoscut sub numele de CSMA/CD (detecție acces multiplu/detecție a coliziunilor cu senzor de transport). Unele forme mai noi de Ethernet nu folosesc CSMA/CD. În schimb, folosesc protocolul Ethernet full-duplex, care acceptă trimiterea și primirea simultană punct la punct, fără a fi nevoie de ascultare.

Mai multe despre dispozitivele Ethernet

Cablurile Ethernet sunt limitate în rază de acțiune, iar acele distanțe (de până la 100 de metri) sunt insuficiente pentru a acoperi instalațiile de rețea medii și mari. Un repetor în rețeaua Ethernet permite conectarea mai multor cabluri și distanțe mai mari. Un dispozitiv bridge poate conecta o rețea Ethernet la o altă rețea de alt tip, cum ar fi o rețea fără fir. Un tip popular de dispozitiv repetitor este un Hub Ethernet. Alte dispozitive uneori confundate cu hub-uri sunt comutatoare și routere.

Adaptoarele de rețea Ethernet există și sub mai multe forme. Calculatoarele și consolele de jocuri dispun de adaptoare Ethernet încorporate. Adaptoarele USB-la-Ethernet și adaptoarele Ethernet fără fir pot fi, de asemenea, configurate pentru a funcționa cu multe dispozitive.

rezumat

Ethernet este una dintre tehnologiile cheie ale internetului. În ciuda vechimii sale, Ethernet continuă să alimenteze multe dintre rețelele locale din lume și se îmbunătățește continuu pentru a satisface nevoile viitoare de rețele de înaltă performanță.